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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BELO HORIZONTE (UNI-BH)
GISELLE ROSSI VASCONCELOS RAMOS
OBTENÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E SECAGEM DO
AUTOLISADO DE LEVEDURA (Saccharomyces cerevisae) DE
ALAMBIQUE
Belo Horizonte
2009
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1
GISELLE ROSSI VASCONCELOS RAMOS
OBTENÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E SECAGEM DO
AUTOLISADO DE LEVEDURA (Saccharomyces cerevisae) DE
ALAMBIQUE
Belo Horizonte
2009
Dissertação apresentada ao Centro
Universitário de Belo Horizonte como
requisito para obtenção ao título de
mestre em Tecnologia de Alimentos
Orientadora: Viviane Santos Birchal
Co-orientadora: Luciana Moreira Seara
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BANCA EXAMINADORA
___________________________________________
Prof.
a
Dr.
a
Viviane Santos Birchal
(Orientadora)
___________________________________________
Prof
a
Dr
a
Luciana Moreira Seara
(Co-orientadora)
___________________________________________
Prof
a
Dr
a
Nelcy Della Santina Mohallem
(Membro)
___________________________________________
Prof
a
Dr
a
Andrea Lúcia Teixeira Charbel
(Membro)
Belo Horizonte, 21 de agosto de 2009
3
Dedico ao meu marido Marcelo, pelo apoio, compreensão e
incentivo nos momentos difíceis e ao meu querido filho Olavo
que me mostrou o verdadeiro sentido da vida.
4
Agradecimentos
Primeiramente agradeço à Deus, pois sem Ele nada seria possível.
Á todos os meus familiares, principalmente meus pais (Eloísa e Clóvis) e irmãos
(Danielle, Fabiano e Júnior), cunhadas (Melissa e Flávia) e cunhado (Aldo), minha
sobrinha Ana Carolina, minha prima Isadora, minhas tias Esmeralda, Zilda e Iracema
pela confiança depositada em mim.
Aos meus sogros Elizabeth e José Benedito pela ajuda nos momentos de precisão.
Ao casal Amarilda e Carlos e suas filhas Paula e Juliana pelo carinho e amizade.
À prof
a
Viviane Birchal pela orientação, compreensão e amizade durante o
desenvolvimento deste trabalho.
À prof
a
Luciana Seara que gentilmente me auxiliou na dissertação durante a
ausência da prof
a
Viviane.
Aos meus colegas Felipe Duarte e Patrícia Alvisi que me auxiliaram em todas as
etapas deste trabalho.
À Arnaldo do Centro de Tecnologia da Cachaça que doou as leveduras utilizadas
nos experimentos.
À prof
a
Nelcy Mohallem pela colaboração na execução de várias etapas deste
trabalho.
Aos membros da banca pelas sugestões e contribuições apresentadas.
Ao Centro Universitário de Belo Horizonte pela oportunidade da realização do
mestrado.
Aos professores do mestrado pelos ensinamentos e dedicação.
Aos colegas do mestrado pela convivência.
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pela
concessão da bolsa de estudos.
5
“O ser humano não pode deixar de cometer erros; é com os
erros, que os homens de bom senso aprendem a sabedoria
para o futuro”. (Plutarco)
6
Ramos, Giselle Rossi Vasconcelos; mestre; Centro Universitário de Belo Horizonte,
agosto de 2009; Obtenção, caracterização e secagem do autolisado de levedura
(Saccharomyces cerevisae) de alambique, Viviane Santos Birchal; Luciana Moreira
Seara.
RESUMO
Este estudo objetivou comparar os métodos de secagem das células autolisadas de
levedura (Saccharomyces cerevisiae) de alambique (pé-de-cuba) através do uso de
secador de bandeja e liofilizador e; realizar a caracterização da composição
centesimal. Objetivou-se, ainda, avaliar o emprego do pó de levedura desidratado
obtido numa formulação de pão de queijo e verificar a influência da adição nas
características sensoriais do produto. O processo de obtenção do autolisado de
levedura consistiu em lavagem e autólise da biomassa. A secagem foi realizada em
secador de bandeja, à pressão atmosférica e temperaturas de 60, 70 e 80°C e em
liofilizador com a amostra congelada em nitrogênio liquido à - 198°C e secagem à
temperatura ambiente e pressão de 5-10 mícrons de mercúrio. Foi realizada, ainda,
a caracterização físico-química (pH, umidade, teor de lipídeos, de proteínas, de
aminoácidos, fibras totais, fibras solúveis e insolúveis, e de cinzas); solubilidade da
proteína; morfologia através de microscopia eletrônica de varredura e análise da
área superficial pelo método BET, análises microbiológicas do produto desidratado e
avaliação sensorial do pão de queijo contendo o autolisado desidratado através de
escala hedônica e teste de atitude. A umidade inicial da biomassa de levedura
autolisada foi de 6,215 ± 1,51gH
2
O; o pó da levedura autolisada mostrou pH de 3,8;
teor de lipídeos de 1,23%; proteínas de 24,2% (60°C), 24,66% (70°C), 25,65%
(80°C) e 26,6% (liofilização); fibras totais de 51,3% sendo 2,4% de fibras solúveis
48,9% de insolúveis e teor de cinzas de 6,2%. O teor de proteínas, a solubilidade
protéica e a morfologia através de microscopia eletrônica de varredura mostraram
não haver diferença significativa entre as temperaturas utilizadas e os métodos de
secagem. Porém na análise da área superficial a amostra liofilizada apresentou área
superficial maior (11 m
2
g
-1
) em relação a amostra desidratada em bandeja à 70°C (1
m
2
g
-1
). As análises microbiológicas realizadas mostraram que o pó de levedura
estava dentro dos limites máximos exigidos. A análise sensorial contou com 71
participantes, e os resultados mostraram que para o atributo aparência os maiores
7
percentuais dos participantes desgostaram ligeiramente, do aroma gostaram muito,
da textura também gostaram muito, do sabor gostaram extremamente e da cor
desgostaram ligeiramente. Uma grande parcela dos participantes respondeu que
compraria o produto sempre que tivesse oportunidade e outra respondeu que gosta
do produto e compraria de vez em quando, o que leva a conclusão que a primeira
parcela compraria motivados pelo sabor e textura do produto e a outra compraria de
vez em quando desmotivados pela cor escura do pão de queijo adquirida pela
adição do pó da levedura autolisada desidratada.
Palavras-chave: Levedura, Saccharomyces cerevisiae, secagem, alambique.
8
Ramos, Giselle Rossi Vasconcelos; mestre; Centro Universitário de Belo Horizonte,
agosto de 2009; Obtenção, caracterização e secagem do autolisado de levedura
(Saccharomyces cerevisae) de alambique, Viviane Santos Birchal; Luciana Moreira
Seara.
ABSTRACT
This study aimed to compare the methods of drying autolysed cells of yeast
(Saccharomyces cerevisiae) to still (pé-de-cuba) through the use of tray dryer and
freeze drying and, perform the characterization of the proximate composition. The
aim was also to evaluate the use of the powder of dried yeast obtained in a
formulation of cheese bread and check the influence of the addition on sensory
characteristics of the product. The process of obtaining the autolysate of yeast
consisted in autolysis and washing of biomass. The drying was performed in the tray
dryer, atmospheric pressure and temperatures of 60, 70 and 80 °C and lyophilized in
the sample frozen in liquid nitrogen to - 198 ° C and drying at ambient temperature
and pressure of 5-10 microns in mercury. Was performed, and the physical-chemical
(pH, moisture, content of lipids, proteins, amino acid, total fiber, soluble and insoluble
fiber, and ash), protein solubility, morphology by scanning electron microscopy and
analysis of surface area by BET method, microbiological testing of the product
dehydrated and sensory evaluation of bread of cheese containing the autolysate
dehydrated through hedonic scale and test attitude. The initial moisture of the
biomass of yeast autolysate was 6,215 ± 1,51gH
2
O (b.s), the dust of the yeast
autolysate showed pH of 3.8, the lipid content of 1.23%, protein of 24.2% (60 °C) ,
24.66% (70 °C), 25.65% (80 °C) and 26.6% (lyophilization), 51.3% of total fiber and
soluble fiber from 2.4% to 48.9% insoluble and ash content of 6.2%. The content of
protein, the protein solubility and morphology by scanning electron microscopy
showed no significant difference between the temperatures used and the methods of
drying. However in the analysis of surface area the lyophilized sample showed higher
surface area (11 m
2
g -1) for the sample dried in the tray 70 ° C (1 m
2
g -1). The
microbiological analysis carried out showed that the powder dried yeast was within
the limits required. The sensory analysis had 71 participants, and the results showed
that the appearance attribute the higher percentage of participants disappoint slightly,
much like the aroma, much like the texture, extremely liked the taste and the color
9
very slightly disappoint. A large proportion of participants said they buy the product if
they had the opportunity and the rest the participants responded that like the product
and buy from time to time, this leads to the conclusion that the first installment
purchase motivated by the taste and texture of the product and other participants buy
occasionally discouraged by the dark color of the cheese bread purchased by the
addition of powder dried yeast.
Keywords: yeast, Saccharomyces cerevisiae, drying, still.
10
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Esquema da produção de cachaça de alambique .......................... 15
Figura 2 – Levedura Saccharomyces cerevisiae (em reprodução) .................. 17
Figura 3 – Curva de taxa de secagem em função do teor de umidade ............ 36
Figura 4 – Esquema do funcionamento de um secador de bandejas ............... 41
Figura 5 – Diagrama de fases da água ............................................................ 42
Figura 6 – Transferência de calor e umidade durante a liofilização ................. 45
Figura 7 – Esquema de secagem por liofilização ............................................. 47
Figura 8 – Fluxograma do processo de limpeza e autólise da biomassa de levedura
(Saccharomyces cerevisiae) ............................................................................ 49
Figura 9 – Fotografias do autolisado de levedura desidratado em secador de bandeja
à 60°C (A), à 70°C (B) e à 80°C (C) e “in natura” (D) ....................................... 57
Figura 10 – Microscopia eletrônica de varredura de levedura (Saccharomyces
cerevisae) autolisada e desidratada em secador de bandeja e liofilizador, com
aumento de 300, 1000 e 6000 vezes ............................................................... 70
Figura 11 – Cultura de levedura (saccharomyces cerevisae) observada pelo mev
com aumento de 3000 vezes (ALBERTINI, CARMO e FILHO, 2007) .............. 71
Figura 12 – Cultura de levedura (saccharomyces cerevisae) após contato com
acetato de cádmio observada pelo mev com aumento de 5000 vezes (ALBERTINI,
CARMO e FILHO, 2007) .................................................................................. 71
Figura 13 – Pão de queijo adicionado de autolisado de levedura cru (à esquerda) e
assado (à direita) .............................................................................................. 74
Gráfico 1 – Curvas da perda de umidade em relação ao tempo de secagem nas
temperaturas de 60°C, 70°C e 80°C e curva típica de secagem ...................... 59
Gráfico 2 – Curvas da taxa de secagem em relação a perda de umidade nas
temperaturas de 60°C, 70°C e 80°C ................................................................ 59
Gráfico 3 – Perfil da solubilidade da proteína da levedura proveniente de alambique
em diferentes temperaturas e pHs .................................................................. 67
Gráfico 4 – Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de alambique ................................................................................................... 73
Gráfico 5 – Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de Alambique, atributo aparência .................................................................... 73
Gráfico 6 – Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de Alambique, atributo aroma ......................................................................... 75
11
Gráfico 7 – Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de Alambique, atributo textura ......................................................................... 75
Gráfico 8 – Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de Alambique, atributo sabor ........................................................................... 76
Gráfico 9 – Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de Alambique, atributo cor ............................................................................... 77
Gráfico 10 – Teste de intenção de compra para pão de queijo adicionado de
levedura autolisada de alambique ................................................................... 78
Quadro 1 – Estudos realizados com derivados de levedura (Saccharomyces
cerevisae) ......................................................................................................... 28
12
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Atividade de água mínima de crescimento de microorganismos .... 34
Tabela 2 - Formulação do pão de queijo adicionado de levedura autolisada
desidratada....................................................................................................... 54
Tabela 3 - Composição centesimal da célula integra e do autolisado de leveduras
(Saccharomyces cerevisae) de alambique, cervejaria e destilaria de álcool etílico
......................................................................................................................... 61
Tabela 4 - Composição de aminoácidos da proteína de levedura de alambique
comparada aos padrões de referência da FAO/OMS (1985) ........................... 65
Tabela 5 - Análises microbiológicas do autolisado de levedura desidratado e valores
de referência da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) .............. 72
Tabela 6 - Porcentagens de aceitação. Indiferença e rejeição do pão de queijo
enriquecido com levedura autolisada de alambique ......................................... 74
13
3.3.2 Secagem por liofilização ......................................................................... 51
3.4 Caracterização físico-química do produto desidratado ............................... 51
3.5 Solubilidade protéica do autolisado de levedura desidratado .................... 52
3.6 Análises morfológicas do autolisado de levedura desidratado .................... 53
3.7 Análises microbiológicas do autolisado de levedura desidratado ................ 53
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
.................................................................................................. 15
2 REVISÃO DA LITERATURA
................................
.......................................... 20
2.1 Fibras provenientes de leveduras de fermentação alcoólica
...................... 20
2.2 Proteí
nas provenientes do extrato de leveduras
................................
.........
24
2.3 Adição de leveduras e seus derivados em alimentos
................................. 27
2.4 Secagem
................................................................................................
.....
29
2.4.1 O processo de secagem
................................
.......................................... 29
2.4.2 Conceitos básicos
................................................................
.................... 30
2.4.2.1 Umidade
...............................................................................................
30
2.4.2.2 Pressão de vapor
.................................................................................. 32
2.4.2.3 Higroscopicidade
.................................................................................. 32
2.4.2.4 Atividade de água (
a
w
)
................................
.......................................... 32
2.4.2.5 Curvas características
................................
.......................................... 35
2.4.2.5.1 Cinética de secag
em
................................
................................
.........
35
2.4.2.6 Equipamentos de secagem
.................................................................. 37
2.4.2.6.1 Desidr
atação em secadores de bandeja ............................................
40
2.4.2.6.2
Desidratação em liofilizadores
........................................................... 42
3 METODOLOGIA
.......................................................................................... 48
3.1
Obtenção da biomassa limpa (lavagem) e do autolisado de levedura
(autólise)
................................................................................................
...........
48
3.2 Determinação da umidade inicial
................................................................ 50
3.3 Secagem
................................................................................................
.....
50
3.3.1 Secagem em secadores de bandeja
....................................................... 50
3.3.2 Secagem por liofilização
................................
.......................................... 51
14
3.8 Emprego do autolisado de levedura desidratado em uma formulação de pão de
queijo ................................................................................................................. 54
3.9 Análise sensorial do pão de queijo adicionado do autolisado de levedura . 54
4 RESULTADOS ............................................................................................... 56
4.1 Obtenção da biomassa limpa (lavagem) e do autolisado de levedura (autólise)
......................................................................................................................... 56
4.2 Determinação da umidade inicial ................................................................ 57
4.3 Secagem ..................................................................................................... 57
4.4 Caracterização físico-química da matéria-prima e do produto enriquecido . 61
4.5 Solubilidade protéica do autolisado de levedura desidratado...................... 66
4.6 Análises morfológicas do autolisado de levedura desidratado .................... 69
4.7 Análises microbiológicas do autolisado de levedura desidratado ................ 72
4.8 Análise sensorial do pão de queijo com adição do autolisado de levedura
desidratado........................................................................................................ 72
5 CONCLUSÃO ................................................................................................. 79
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 80
APÊNDICE A ..................................................................................................... 90
APÊNDICE B ..................................................................................................... 91
ANEXO 1 ........................................................................................................... 92
15
1 INTRODUÇÃO
A cachaça é uma bebida tipicamente brasileira que vem conquistando
cada vez mais o mercado externo. O Brasil produz, aproximadamente, 1,5 bilhões
de litros de cachaça ao ano, sendo que 400 milhões de litros são de cachaça de
alambique (OLIVEIRA et al., 2005; VERDI, 2006). No estado de Minas Gerais já
foram registrados mais de 8.000 alambiques sendo responsáveis pela produção de
cerca de 200 milhões de litros/ano (OLIVEIRA et al., 2005). Portanto, Minas Gerais
corresponde por aproximadamente 50% da produção de cachaça de alambique do
país.
O processo de produção de cachaça de alambique consiste na adição de
pequena quantidade de leveduras ativas a uma mistura de caldo-de-cana e melaço,
que é fermentado, transformando açúcar em metanol. Em seguida, o mosto é
centrifugado, separando-se o creme de levedura viva do vinho. O creme de levedura
viva (também denominado de pé-de-cuba, pé-de-fermentação, levedo alcoólico ou
fermento) retorna ao tanque de tratamento e é utilizado como fermento para o
reinicio do processo de fermentação. O vinho segue para a destilaria, onde o etanol
é separado da vinhaça (água suja) e uma fração do creme de levedura viva é
separada do processo para evitar o crescimento excessivo de levedura viva durante
a fermentação do álcool (COSTA, 2004). Um esquema do processo está
representado na Figura 1.
Figura 1 – Esquema da produção de cachaça de alambique.
Adição de leveduras
ativas
Obtenção do mosto
Centrifugação
Vinho
Creme de
levedura
viva
Tanque de
tratamento
Descarte do
excesso de
le
veduras
Reinício da
fermentação
Destilação
Vinhaça Cachaça
Matéria-prima:
Caldo de cana e melaço
16
A produção de aguardente é regulamentada pela Legislação Ambiental de
caráter geral e também por leis específicas para o setor. Dentre estas têm-se:
Lei Estadual Nº 9.367 de 11-12-1986 que proíbe o lançamento de
vinhoto (vinhaça) e águas residuárias em qualquer curso d’água ou lagoa, sem
tratamento prévio (BRASIL, 1986)
Deliberação Normativa COPAM Nº 74 de 9-9-2004 que estabelece os
critérios para classificação, segundo porte e potencial poluidor, de empreendimentos
e atividades modificadoras do meio ambiente passíveis de autorização ambiental ou
de licenciamento ambiental no nível estadual, determina normas para indenização
dos custos de análise de pedidos de autorização ambiental e de licenciamento
ambiental e dá outras providências (BRASIL, 2004).
A produção de cachaça gera vários resíduos que são potenciais
poluentes ao meio ambiente, como: vinhoto; águas de lavagem das instalações; a
cabeça e a cauda, frações retiradas na destilação do vinho; o descarte da
fermentação que não foi bem sucedida e o do pé de cuba; as águas de resfriamento;
as águas usadas para limpeza de garrafas; fumaça; fuligem e cinzas das caldeiras e
fornalhas; além de embalagens impróprias para o uso ou embalagens de produtos
agrotóxicos (OLIVEIRA et al., 2005).
A produção da biomassa de levedura no setor sucroalcooleiro é de cerca
de 20 kg a 30 kg de levedura por 1000 litros de álcool produzido. A AGRIANUAL
estima que na safra de 2013/14 a produção deverá ser de 28 milhões/L/álcool
aproximadamente, duplicando a produção deste resíduo (SOARES e ROSSELL,
2007; WATANABE, 2006).
As leveduras utilizadas na produção de cachaça são fungos de interesse
industrial pertencentes à classe dos Ascomicetos, sendo a espécie mais importante
a Saccharomyces cerevisiae. Esta apresenta-se esférica, globosa, ovóide e
alongada e suas dimensões variam entre 1 a 5µm de largura por 5 a 30µm de
comprimento. A célula é delineada por uma parede celular que é responsável pela
forma que a levedura apresenta. A reprodução pode ser por esporulação (esporos
endógenos contido no interior da célula – mãe), fissão (semelhante à das bactérias,
as leveduras dividem-se em duas, com características idênticas) ou por gemulação,
forma mais comum (surgem protuberâncias no talo da célula-mãe, que darão origem
a novas células). A Figura 2 apresenta as células de levedura durante a reprodução
por gemulação (AMORIM e LEÃO, 2005).
17
Figura 2 – Levedura Saccharomyces cerevisiae (em reprodução).
Fonte: SANTIN, 1996.
Sendo um microorganismo facultativo realiza metabolismo aeróbico ou
anaeróbico com grande facilidade. No metabolismo aeróbico ou oxidativo a levedura
transforma açúcar em H
2
O e CO
2,
promovendo neste momento a multiplicação das
células, processo este que ocorre no início da safra. Quando há fermentação
(metabolismo anaeróbico), a levedura produz etanol e CO
2
, além de outros
subprodutos, como ácidos orgânicos e glicerol. A faixa de temperatura ótima de
fermentação é de 26 a 32°C, o pH é de 4,5, enquanto que para multiplicação varia
de 5,0 a 6,0. O tempo total de fermentação varia de 12 às 24h (MUTTON e
MUTTON, 2005).
A levedura utilizada no processo de fermentação deve apresentar
características como alta velocidade de fermentação, tolerância ao álcool,
resistência à acidez e à temperatura elevada e estabilidade genética, que garantam
o rendimento fermentativo (MUTTON e MUTTON, 2005).
O aproveitamento do excesso de levedura desprezado na fermentação
alcoólica pode ser feito integralmente (célula ativa ou inativa) ou apenas de alguns
dos seus componentes, produtos derivados da parede celular e também do
conteúdo celular (COSTA, 2004). A operação de secagem é necessária para
proporcionar à levedura ativa ou inativa uma forma física atraente, facilitando a
estocagem, o transporte e a comercialização (SANTIN, 1996).
Na forma inativa, têm sido empregadas na alimentação humana e animal
como complemento nutritivo, aromatizante e realçador de sabor. As células íntegras
são usadas principalmente na alimentação animal, enquanto certos derivados como
18
o autolisado, que é produzido pela autólise das células, extrato de levedura e a
parede celular que são obtidas pela centrifugação do autolisado, podem ser
adicionados em alimentos (YAMADA et al., 2003a).
As leveduras são constituídas por proteínas, carboidratos, lipídios, sais
minerais e vitaminas. Os minerais presentes representam um alto teor de cinza que
varia de 5 a 10% da matéria seca. Os carboidratos representam de 15 a 60% da
matéria seca e, são constituídos por 33% de trealose, 27% de glucanas, 21% de
mananas e 12% de glicogênio. As leveduras apresentam teor reduzido de vitamina
A, altos teores de vitaminas do complexo B e de pró-vitamina D. A proteína varia de
30 a 60%, sendo composta por 80% de aminoácidos, 12% de ácidos nucléicos, 8%
de amônia e 7% de enzimas, coenzimas, glutátion, lecitina e ácido adenílico (LIMA e
SATO, 2001).
A composição em ácidos graxos da fração lipídica do autolisado total é de
51% de ácidos graxos saturados, 34% de monoinsaturados e 14% de
poliinsaturados (SGARBIERI et al., 1999). Sendo o ácido palmitoléico (16:1) e oléico
(18:1) que possuem maior participação percentual. O fluxo de oxigênio durante o
cultivo das células é o principal fator que influencia na composição de ácidos graxos
(STECKELBERG, 2001).
O extrato de levedura contém todo o material solúvel do autolisado,
incluindo proteínas, peptídeos, aminoácidos livres, nucleotídeos, vitaminas,
oligossacarídeos e minerais. A fração insolúvel, composta principalmente de parede
celular, é rica em manoproteínas, β – glicana e manana (SANTUCCI et al., 2003a).
Com este trabalho, objetiva-se o aproveitamento do excesso de levedura
resultante da produção de cachaça em produtos para consumo humano, de
significativo valor nutricional, caracterizando-se as células autolisadas de levedura
de alambique (Saccharomyces cerevisiae), estabelecendo as condições ideais de
desidratação através da comparação entre os métodos de secagem em estufa e
liofilização. Objetiva-se, ainda, avaliar a utilização da levedura autolisada
desidratada em produto alimentício.
Para tanto, os seguintes objetivos específicos podem ser determinados:
• Realizar uma comparação entre os métodos de secagem (secagem em
secador de bandeja e liofilizador);
• Avaliar o valor nutritivo do autolisado de levedura;
• Produzir um pó a partir do autolisado de levedura desidratado;
19
• Adicionar o autolisado desidratado numa formulação de pão de queijo e
verificar a influência da adição nas características sensoriais do produto;
O presente projeto visa o desenvolvimento de tecnologia no setor
alimentício de acordo com tendências mercadológicas atuais, uma vez que propõe a
agregação de componentes de alto valor nutritivo a alimentos convencionais. Além
disso, trata-se de uma proposta de tecnologia para o aproveitamento de um
subproduto da produção de cachaça, cujo grande produtor é o estado de Minas
Gerais.
Ressalta-se que não foi encontrado na literatura outro estudo que utiliza
levedura proveniente de alambique, sendo esta uma contribuição marcante deste
trabalho.
20
2 REVISÃO DA LITERATURA
2
.1 Fibras provenientes de leveduras de fermentação alcoólica
Fibras alimentares são, em sua maioria, compostas por diferentes tipos de
carboidratos que podem se apresentar como polissacarídeos ou oligossacarídeos,
homopolissacarídeos ou heteropolissacarídeos e terem cadeias lineares ou
ramificadas, não sendo digeríveis pelo trato gastrintestinal humano. O conhecimento
da estrutura química dos compostos que compõem as fibras alimentares é
fundamental para aperfeiçoar seu processo de extração, conhecer sua viscosidade,
bem como aplicar métodos adequados de hidrólise (WILDMAN, 2001 citado por
PIMENTEL, FRANCKI e GOLLUCKE, 2005).
As características físico-químicas fundamentais da fibra alimentar são:
solubilidade, viscosidade, capacidade de retenção de água, efeito da massa/volume,
ligação com ácidos biliares e susceptibilidade à fermentação (COLLI, SARDINHA e
FILISETTI, 2002).
Segundo Belitz e Grosch (1997, citado por PIMENTEL, FRANCKI e
GOLLUCKE, 2005) quanto mais longas são as cadeias dos carboidratos, mais
viscosas se tornam. Cadeias de polissacarídeos lineares tendem a se solubilizar
menos em água, enquanto os carboidratos ramificados são, geralmente, mais
solúveis, menos viscosos e de fácil rehidratação. Conforme a solubilidade em água,
as fibras são classificadas em fibra solúveis e insolúveis (COLLI, SARDINHA e
FILISETTI, 2002).
A fração insolúvel é formada principalmente de celulose, lignina e
hemiceluloses insolúveis. Essa fração exerce um efeito físico-mecânico,
aumentando o volume do bolo alimentar e das fezes e diminuindo o tempo de
trânsito intestinal (SGARBIERI e PACHECO, 1998). O uso da fibra insolúvel evita a
constipação, o aparecimento de hemorróidas e diverticulites (POURCHET-CAMPOS,
1998).
Chaud, Sgarbieri e Vicente (2008), com objetivo de avaliar a influência
das frações de parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre alguns
21
parâmetros nutricionais de ratos Wistar, identificaram que as fibras insolúveis
aumentam o volume do bolo fecal, além de proporcionar uma diminuição de
consumo de dieta e, conseqüentemente, menor ganho de peso.
Pádua, Oliveira e Sgarbieri (2000) no estudo sobre a utilização da parede
celular de levedura de cervejaria, concluíram que a adição de 10 e 20% da fração
parede celular à dieta hipercolesterolêmica para ratos promoveu o aumento da
velocidade de trânsito do conteúdo intestinal e aumento do comprimento do intestino
delgado, bem como a redução dos níveis de triglicérides séricos, mas não
constataram redução dos índices séricos de lipídios totais e colesterol total.
Por outro lado, as fibras solúveis absorvem água formando uma camada
gelatinosa de proteção a partir do estômago até a parede intestinal que auxilia no
retardamento gástrico e intestinal, dificultando a absorção de açúcares e gorduras
(SCARBIERI e PACHECO, 1998). Agem, também, seqüestrando sais biliares,
triglicérides e glicose ao passarem pelo intestino delgado, atuando,
conseqüentemente, na prevenção de doenças cardiovasculares, diabete melito,
obesidade e doenças intestinais (PIMENTEL, FRANCKI e GOLLUCKE, 2005).
A viscosidade é a principal característica da fibra responsável pela
diminuição do colesterol plasmático e das lipoproteínas de baixa densidade (LDL -
colesterol). Da mesma forma que os efeitos das fibras viscosas induzem a
diminuição do colesterol sanguíneo, tanto a relação massa/volume como a
capacidade de reter água dos polissacarídeos viscosos contribui de maneira não
isolada no controle glicêmico (COLLI, SARDINHA e FILISETTI, 2002).
Muitos polissacarídeos de origem microbiana têm sido largamente
estudados devido à sua alta viscosidade em sistema aquoso. O fracionamento e a
caracterização química da parede celular de leveduras de fermentação alcoólica
revelaram 77,8% de fibras totais, sendo 3,8% de fibras insolúveis e 74% de fibras
solúveis, mostrando ser excelentes fontes de fibras solúveis e insolúveis. Os
constituintes da parede celular (manana, glicana e glicoproteina), apresentaram
elevados índices de absorção de água e óleo, boas propriedades geleificantes e
emulsificantes (CHAUD e SARBIERI, 2006).
Vilela, Sgarbieri e Alvim (2000) estudando o efeito da adição de frações
da levedura de cervejaria na alimentação de ratos, observaram diminuição
significativa de triglicérides no soro quando utilizado o autolisado total.
22
Já Chaud et al. (2007) trabalhando com parede celular de leveduras
provenientes da fermentação etanólica constataram que a concentração de 10% de
parede celular na dieta hipercolesterolêmica para ratos promoveu,
consistentemente, a redução dos níveis séricos de colesterol, triglicérides e lipídios
totais. Além disso, reportou-se um aumento significativo nos níveis de ácidos graxos
de cadeia curta (acetato, propionato e butirato) no intestino dos ratos.
Algumas fibras solúveis têm ação bifidogênica, ou seja, estimulam o
crescimento de Bifidobacterium (IDOTA, KAWARAMI e NAKAGIMA, 1994). O trato
gastrointestinal (TGI) abriga uma microbiota de mais de 500 espécies, sendo que a
maior concentração encontra-se no cólon chegando a atingir mais de 10
11
a 10
12
unidades formadoras de colônia por mililitro (UFC/mL) (BÚRIGO et al, 2007). Dois
grupos de bactérias intestinais humanas têm se revelado particularmente envolvidos
nesses fenômenos, as espécies do gênero Bifidobacterium e as espécies do gênero
Lactobacilus. As bifidobactérias representam mais de 25% do total da população
intestinal adulta e 95% em recém-nascidos (CHAUD, 2004; BÚRIGO et al, 2007).
Dentre os vários efeitos benéficos promovidos pelas bifidobactérias têm-
se: a função antibacteriana a qual impede o desenvolvimento de bactérias
patogênicas através da formação de uma barreira mecânica à colonização, agindo
também por competição pelos nutrientes disponíveis no meio, produção de
substâncias restritivas ao crescimento de bactérias alóctones (ácidos e metabólitos
tóxicos) e a produção in vivo de substâncias com ação antimicrobianas; na função
imunomoduladora, a flora bacteriana interage com as células do epitélio intestinal do
hospedeiro e provoca estimulação contínua do sistema imune e a função
metabólica/nutricional corresponde à ação das bactérias intestinais sobre
determinados nutrientes permitindo um melhor aproveitamento intestinal, o que
ocorre com substratos que chegam não digeridos ao lúmen do cólon, principalmente
carboidratos, que são fermentados e formam ácidos graxos de cadeia curta
absorvíveis pela mucosa. Os microorganismos colônicos também participam na
síntese da vitamina K (BRANDT, SAMPAIO E MIUKI, 2006).
O desequilíbrio da microbiota intestinal pode resultar em doenças como
diarréia, enterocolite necrosante, doença inflamatória intestinal e alergias (BRANDT,
SAMPAIO E MIUKI, 2006).
Os prebióticos são componentes alimentares não digeríveis pelo
organismo humano, tais como inulina, oligofrutose, glico-oligossacarideo e galacto-
23
oligossacarideo. Quando ingeridos podem atingir o intestino, onde serão
metabolizados preferencialmente pelas bifidobactérias promovendo seu crescimento
(COLLI, SARDINHA e FILISETTI, 2002; SAAD, 2006).
Os polímeros de manana e glicana da parede celular de leveduras podem
dar origem a oligossacarídeos, que possuem a propriedade de inibição de bactérias
patogênicas e o estímulo do crescimento de Bifidobacterium no intestino (IDOTA,
KAWARAMI e NAKAGIMA, 1994).
Os mananoligossacarídeos (MOS), originados da parede celular de
leveduras, quando adicionados à dieta, bloqueiam a adesão das bactérias na
superfície intestinal, podendo manter a integridade da mucosa intestinal. Os MOS
também são capazes de atuar no sistema imunológico, induzindo a ativação de
macrófagos por ocupar os sítios receptores de manose dos macrófagos nas
glicoproteínas da superfície celular. Os macrófagos ativados apresentam maior
capacidade de fagocitar bactérias e destruir organismos invasores. (SANCHES,
2004). Chiquieri et al. (2007) observaram melhoria no sistema de defesa de suínos
no uso de MOS juntamente com antibiótico.
Os MOS também atuam aderindo às bactérias patogênicas na parede
intestinal e, como não são digeríveis, carream estas bactérias ao longo das porções
não fermentativas do trato digestivo (NEWMAN, 1994 citado por OLIVEIRA, 2008).
Franklin et al. (2005) avaliaram o efeito da suplementação com MOS
sobre o sistema imune de vacas leiteiras. Os resultados mostraram aumento de
anticorpos contra rotavírus e uma tendência a aumentar a concentração de
anticorpos para os bezerros através do colostro.
Franco, Pedroso e Grigoletti (2005) avaliaram a utilização de leveduras
vivas e mortas de Saccharomyces cerevisiae em substituição aos antibióticos
utilizados como promotores de crescimento na ração de frangos de corte. Os
resultados demonstraram que as leveduras podem substituir os antibióticos
testados, com eficiência semelhante a dos antibióticos em relação ao ganho de
peso, conversão alimentar e consumo de ração.
24
2.2 Proteínas provenientes do extrato de leveduras
As proteínas são formadas por 20 aminoácidos em diversas proporções,
alguns destes aminoácidos ditos essenciais não são sintetizados pelo organismo
humano devendo ser fornecidos pela dieta. Elas possuem funções estruturais,
reguladoras, de defesa e de transporte nos fluidos biológicos (TIRAPEGUI, 2000).
A proteína é considerada de bom valor nutricional quando sua
composição em aminoácidos essenciais apresenta-se em quantidade adequada e
equilibrada, de modo a aproximar-se do recomendado pelo padrão de referência
Food and Agriculture Organization/Organização Mundial de Saúde (FAO/OMS,
1985) que é baseado nas necessidades de aminoácidos para cada faixa etária.
Estes aminoácidos são treonina, triptofano, histidina, lisina, leucina, isoleucina,
metionina, valina e fenilalanina (TIRAPEGUI, 2000).
A estrutura da proteína pode ser primária, formada pela seqüência de
aminoácidos; secundária, caracterizada pela ligação polipeptídica em uma forma
helicoidal, pregueada ou espiral randômica; terciária, na qual a cadeia polipeptídica
está enrolada sobre si mesma em uma forma globular e, conforme essas cadeias se
associam, dá origem à estrutura quartenária (MAHAN e ESCOTT-STUMP, 1998;
TIRAPEGUI, 2000).
As ligações que mantém a estrutura tridimensional das proteínas são
relativamente fracas e de fácil rompimento por agitação mecânica, extremos de
temperatura ou de pH. Este processo denominado de desnaturação é irreversível e
quando ocorre, a proteína perde sua característica e não é mais capaz de
desempenhar seu papel especifico (MAHAN e ESCOTT-STUMP, 1998). Porém, em
alguns casos, como na indústria alimentícia, esta propriedade é benéfica, pois
inativa a ação de enzimas indesejáveis, proporcionando a conservação dos
alimentos e permitindo que no cozimento a proteína seja melhor utilizada pelo
organismo humano (TIRAPEGUI, 2000).
Vários métodos químicos são utilizados para determinar a qualidade
nutricional da proteína. O método do balanço nitrogenado (BN) indica se houve
perda ou retenção de nitrogênio no organismo. Este método consiste na
determinação direta da quantidade mínima de proteína necessária para se obter um
25
equilíbrio nitrogenado, determinam-se medindo a ingestão total de nitrogênio menos
as perdas de nitrogênio urinário, fecal e outras (TIRAPEGUI, 2000).
A qualidade de uma determinada proteína também pode ser obtida
comparando seu escore de aminoácidos (cômputo químico) com o padrão da
FAO/OMS (1985). O aminoácido com escore abaixo do padrão é considerado
limitante (geralmente, os aminoácidos limitantes são triptofano, lisina, treonina e
metionina mais cistina) (MAHAN e ESCOTT-STUMP, 1998). A albumina e caseína
são tidas como referência e o valor de seu cômputo químico é 100% (TIRAPEGUI,
2000).
Já os métodos biológicos para análise da qualidade protéica baseiam-se
na resposta de um organismo frente à ingestão de uma proteína em estudo. Dentre
estes, tem-se a digestibilidade verdadeira da proteína (DV), calculada pelo quociente
entre o nitrogênio absorvido e o nitrogênio ingerido e o quociente de utilização
líquida da proteína (NPR) que é obtido pela comparação do crescimento de animais
alimentados com uma determinada proteína com o crescimento de animais
submetidos a uma dieta com proteína de boa qualidade como a caseína ou albumina
(TIRAPEGUI, 2000; YAMADA, 2003).
As células inativas de levedura Saccharomyces cerevisiae e seus
derivados são utilizados como fonte de proteínas e outros nutrientes na alimentação
animal e humana. Vilela, Sgarbieri e Alvim (2000) mostraram que a composição de
aminoácidos essenciais da proteína de levedura proveniente de cervejaria não
apresentou nenhuma deficiência em relação ao padrão de referência da FAO/OMS
(1985), e o valor nutritivo das proteínas representaram de 80 a 85% do valor
biológico da caseína, mostrando ser de boa qualidade nutricional.
Yamada et al (2003) estudaram a composição centesimal da célula
íntegra e dos derivados da levedura proveniente das destilarias de álcool e
encontram valores no conteúdo de proteína variando de 39,6% (célula integra) até
62,4% (concentrado protéico). O autolisado apresentou-se com melhor escore de
aminoácidos, uma vez que não mostrou nenhuma deficiência em relação ao padrão
de referencia da FAO/OMS (1985). E o concentrado protéico promoveu crescimento
superior ao grupo caseína.
O estudo de Santucci et al. (2003a) revelou que o enriquecimento de
biscoitos tipo água e sal com 5% de extrato de leveduras elevaram o escore de
aminoácidos essenciais de 38% para 60% e o índice de utilização liquida de 1,0
26
subiu para 2,0%. Já para macarrão enriquecido com derivados de levedura, os
autores constataram que o autolisado apresentou perfil de aminoácidos essenciais
capaz de atender 100% a recomendação da FAO/OMS (SANTUCCI et al., 2003b).
Um experimento foi conduzido para comparar diversos níveis e fontes
protéicas utilizados em rações sobre o desempenho, a morfometria intestinal e a
relação peso do pâncreas/peso de carcaça de leitões de 36 a 70 dias de idade.
Foram avaliadas seis fontes protéicas (tratamentos): leite em pó desnatado (8,80 e
12,00%); isolado protéico de soja (3,20 e 4,50%); farinha de peixe (5,00%); e
levedura seca (10,00%). Os resultados mostraram não haver diferença entre as
fontes protéicas nos parâmetros avaliados, podendo concluir que a levedura seca
também é uma boa fonte de proteína (JUNQUEIRA et al., 2008).
Apesar de ser uma boa fonte protéica, o consumo de células secas de
leveduras deve ser feito com ponderação, pois acredita-se que a ingestão acima de
30g/dia de células (ou acima de 2g/dia de ácidos nucléicos), pode elevar
exageradamente a concentração de uratos no sangue e nos tecidos, resultando em
cálculos renais e/ou gota em humanos (SGARBIERI et al, 1999).
No estudo de Vilela, Sgarbieri e Alvim (2000) no qual foi feito a
substituição da dieta padrão American Institute of Nutrition (AIN-93 G), nos níveis de
10, 20 e 30%, por uma mistura isoprotéica e isocalórica, contendo, respectivamente,
4, 8 e 12% de produtos de leveduras, observou-se que os índices séricos de ácido
úrico, uréia e atividade das transaminases (TGO e TGP), foram iguais ou inferiores
ao encontrado para dieta padrão de caseína, mostrando não ter havido lesões
hepáticas e/ou renais decorrentes da ingestão de produtos de leveduras.
A deficiência protéica é mais freqüente e mais crítica em crianças devido
às suas maiores exigências de proteína e energia em relação aos adultos além de
maior suscetibilidade às infecções. O balanço negativo de proteína no organismo
pode ocasionar edema, perda de tecidos corpóreos, fígado gorduroso, dermatose,
resposta imunológica diminuída, fraqueza e perda de vigor (MAHAN e ESCOTT-
STUMP, 1998).
Além de apresentar elevado teor em proteína, os produtos de levedura
são ricos em vitaminas do complexo B (B
1
, B
2
, B
6
, ácido pantotênico, niacina, ácido
fólico e biotina), em minerais, em macro e microelementos, particularmente o selênio
e fibra dietética, representados por carboidratos da parede celular, principalmente
mananas e glicanas. Várias pesquisas têm sido desenvolvidas com o objetivo de
27
melhor avaliar o potencial alimentício da levedura produzida como subproduto
(resíduo) da indústria de cervejas e de etanol (YAMADA et al., 2003).
2.3 Adição de leveduras e seus derivados em alimentos
A levedura e seus derivados vêm sendo empregados na indústria
alimentícia devido ao seu elevado valor nutricional. Nos Estados Unidos, o Ministério
da Saúde e bem-estar padronizou o uso de levedura para pães, roscas e bolos entre
2 – 5% (NOBREGA, 1985 citado por PACHECO, 1996).
Santucci et al. (2003a) estudaram o enriquecimento de macarrão com
autolisado (AT) e extrato (EX) de levedura de destilaria de álcool etílico na proporção
de 5% e 7,5%. A adição das frações de levedura nas duas proporções elevou os
níveis de proteína e fibra alimentar dos macarrões em relação ao macarrão sem
adição (padrão). As análises sensoriais permitiram concluir que a adição de 5% do
extrato de levedura no macarrão não alterou suas características sensoriais.
Adicionando-se extrato de espinafre à massa, foi possível elevar o nível de adição
dos derivados de levedura e a aceitação global se elevou de 57,7% (massa branca
com 5% AT) para 72,3% (massa verde com 7,5% AT).
O enriquecimento de biscoitos tipo água e sal com adição de 5% de
extrato de levedura de destilaria de álcool etílico melhorou não somente a
composição e o valor protéico do produto final, mas também elevou a aceitabilidade
do biscoito em comparação com o biscoito padrão (SANTUCCI et al, 2003b).
Caldeira (2007) utilizou 1% de extrato de levedura de cervejaria como
substituição do glutamato de sódio como realçador de sabor na produção de lingüiça
de frango. Segundo o autor a adição não influenciou nos teores de proteínas,
lipídeos e umidade e a quantidade adicionada foi suficiente para realçar o sabor
salgado da lingüiça. A aceitação do produto não apresentou diferença significativa
podendo concluir que o extrato de levedura é um substituto vantajoso do glutamato
monossódico.
O quadro 1 resume os estudos realizados com derivados de levedura
(Saccharomyces cerevisiae).
28
Quadro 1
Estudos realizados com derivados de levedura (Saccharomyces cerevisae)
Parede celular de leveduras
–
Ensaio biológico
Autor/ano
Fração
Procedência da
levedura
Resultado
Vilela, Sgarbieri e
Alvim, 2000a
Autolisado cervejaria - Triglicérides
Pádua, Oliveira e
Sgarbieri, 2000
Parede celular cervejaria - Triglicérides
Chaud et al, 2007
Parede celular Usina de açúcar - Triglicérides,
- lipídios totais,
- colesterol total
Proteínas provenientes de leveduras
-
E
nsaio biológico
Vilela, Sgarbieri e
Alvim, 2000a
Células íntegras
(CI), autolisado
(AT) e extrato (EX).
cervejaria - Aminoácidos - dentro das
recomendações FAO/OMS
(1985);
- Proteínas - 80 a 85% do
valor biológico da caseína
Santucci et al,
2003
(enriquecimento
de bisc. Água e
sal)
Extrato Destilaria de álcool
- Escore de aminoácidos
essenciais de 38% para 60%;
- Índice de utilização liquida
aumentou de 1,0 para 2,0%;
Yamada et al,
2003
CI, AT, EX e
Concentrado
protéico (CP).
Destilaria de álcool
- Teor de Proteína de 39,6%
(CI) a 62,4% (CP);
- Autolisado - melhor escore
de aminoácidos
Adição de leveduras e seus derivados em alimentos
-
Análise sensorial
Santucci et al,
2003
(enriquecimento
de macarrão)
Autolisado e
Extrato
Destilaria de álcool
Proteína e fibras;
- 5% do extrato não alteraram
características sensoriais;
-Adição de espinafre à
massa:
Aceitação global de 57,7%
(massa branca com 5% AT)
para 72,3% (massa verde
com 7,5% AT).
Caldeira, 2007
(realçador de
sabor de lingüiça
de frango)
Extrato Cervejaria
- não influenciou na aceitação
do produto;
- mais vantajoso que
glutamato de sódio.
29
2.4 Secagem
2.4.1 O processo de secagem
O homem utiliza o vento e o sol para secar seus produtos desde os
primórdios da história. Com a evolução do processo de secagem métodos de
secagem forçada foram introduzidos, o vento foi canalizado e direcionado ao
alimento enquanto o sol foi substituído por outras formas de calor (KEEY, 1972). Em
1795, os franceses Maason e Challet criaram o primeiro método de desidratação
artificial, utilizando água quente para secagem de hortaliças. A partir disso, deu-se
inicio progressivamente de aparelhos de secagem (EVANGELISTA, 1998).
Avanços no entendimento dos aspectos básicos do processo de secagem
e no desempenho dos secadores, bem como a evolução de processos racionais
estão sendo feitos desde a década de 70 (STRUMILLO e KUDRA, 1986), mas ainda
em muitos países a tecnologia de secagem continua estagnada (KEEY, 1972).
A secagem é uma operação unitária que consiste no fornecimento de
calor sob condições controladas provocando a evaporação da água, a fim de obter
um produto sólido. O maior objetivo na redução no conteúdo de água de alimentos é
a diminuição nas taxas de alterações microbiológicas (LAND, 1991; MUJUMDAR,
1987; KEEY, 1972).
Existem várias outras razões para se empregar a técnica de secagem na
redução de umidade de materiais (LAND, 1991). As mais freqüentes são facilitar o
manuseio, empacotamento, transporte ou dosagem do produto, atender a limites de
umidade pré-estabelecida, requisitos técnicos de processamento e a preservação
durante a estocagem, uma vez que um excesso de umidade pode comprometer seu
tempo de "prateleira" e seu valor nutricional (FELLOWS, 2006).
No secador há diferença de temperatura do ar no interior do equipamento
e do produto a ser seco, assim ocorre uma transferência de calor da fonte quente
(ar) para o material úmido e, conseqüentemente, a evaporação da água (PARK,
YADO e BROD, 2001). Essa transferência simultânea de massa e calor ocorre tanto
no interior como na camada limite do alimento (STRUMILLO e KUDRA, 1986).
30
A secagem é influenciada pelas condições externas e pela estrutura dos
sólidos a serem secos. As características específicas de cada produto, somadas as
particularidades do ar de secagem e ao meio de transferência de calor usado,
definem diversas condições de secagem (PARK, YADO e BROD, 2001).
O calor pode ser fornecido ao material a ser seco por: condução,
convecção e radiação. Na condução o sólido entra em contato direto com a
superfície aquecida, enquanto na convecção o calor é transferido entre um fluido em
movimento e uma superfície limitante, quando ambos encontram-se em diferentes
temperaturas e na radiação o calor é propagado por ondas eletromagnéticas em
diferentes comprimentos de ondas (INCROPERA e WITT, 1992).
A classificação dos métodos de secagem pode ser feita quanto à forma
em que o calor é fornecido ao material úmido em: radiação, condução ou convecção;
quanto ao modo de operação em: contínuo ou batelada; com relação à temperatura
em: alta, média ou baixa; de acordo com a pressão de operação em: atmosférica ou
á vácuo ou quanto ao modo de residência do material no secador em: não
transportado, transportado, atomizado, suspenso ou em forma de lâminas (LAND,
1991). Há uma grande variedade de secadores disponíveis que empregam a
combinação de alguns destes métodos.
2.4.2 Conceitos básicos
2.4.2.1 Umidade
Para descrever o processo de secagem é essencial conhecer as
propriedades básicas da termodinâmica do ar úmido e as suas alterações ao longo
da secagem (STRUMILLO E KUDRA, 1986). Além disso, o modo em que a água
esta disponibilizada no sólido limita a quantidade de umidade que pode ser
evaporada nesse material. Desta forma a compreensão do equilíbrio umidade –
sólido é um pré-requisito para a determinação das condições favoráveis da secagem
(KEEY, 1972).
31
A menor quantidade de umidade que um produto pode conter, em
determinadas condições de secagem à que está submetido, é denominada umidade
de equilíbrio. É atingida quando a pressão de vapor sobre o sólido é igual à pressão
parcial do vapor do gás secante. Já a umidade total é aquela que o material possui
no instante que é colocado no secador. A diferença entre elas é conhecida como
umidade livre (TRAVAGLINI, AGUIRRE E SILVEIRA, 1979).
A umidade de equilíbrio de um produto sólido depende da sua estrutura,
da umidade do ar e da temperatura que o envolve, os quais deverão ser mantidos
constantes a fim de determiná-la (TRAVAGLINI, AGUIRRE E SILVEIRA, 1979).
Umidade relativa do ar (UR) é a relação entre pressão parcial de vapor
(Pv) e a pressão de saturação (Pvs) na mesma temperatura.
(
)
100% x
Pvs
Pv
UR = (eq.1)
Umidade ligada ou água ligada é a água presente em um sólido que
exerce uma pressão de vapor inferior à pressão de vapor do liquido puro em
determinada temperatura (STRUMILLO E KUDRA, 1986).
Entre os fatores responsáveis pela água ligada estão: a presença de
capilares estreitos, formando uma curvatura na superfície e, desta forma, exercendo
uma pressão de vapor mais baixa; a dissolução de sais na água do produto;
absorção química ou física da água na superfície do sólido, além da água poder
estar na forma de solução nas células ou nas paredes das fibras (TRAVAGLINI,
AGUIRRE E SILVEIRA, 1979).
A umidade não ligada ou água não ligada é aquela superior em relação à
umidade de equilíbrio com o ar saturado (TRAVAGLINI, AGUIRRE E SILVEIRA,
1979).
O conteúdo de umidade presente ao fim do período de velocidade
constante é denominado umidade crítica. O teor dessa umidade depende da
estrutura do material, da espessura do produto que é colocado no secador e da
velocidade da secagem (TRAVAGLINI, AGUIRRE E SILVEIRA, 1979).
A quantidade de umidade contida em um sólido úmido pode ser
numericamente expressa em termos de massa total (base úmida) ou de sólido seco
(base seca). O teor de umidade de um produto é então definido pela relação entre a
32
massa de água e a massa do sólido seco (base seca) ou a relação entre a massa de
água e a massa total (base úmida).
2.4.2.2 Pressão de vapor
Para cada faixa de temperatura existe no ar certa quantidade de vapor
que não é transformada em água. O ar encontra-se saturado quando há o máximo
de vapor possível a uma dada temperatura, e nesta situação a pressão de vapor é
100%. Se a quantidade de vapor presente no ar for insuficiente para a saturação,
então tem-se a pressão parcial de vapor (MORAES E RODRIGUES, 2006).
2.4.2.3 Higroscopicidade
A higroscopicidade consiste na capacidade de um sólido de absorver
água quando expostos em ambiente de alta umidade relativa superior à de equilíbrio
(LANAMAR, RESENDE E CAL-VIDAL, 2005). A água absorvida geralmente está na
forma de umidade ligada. No sólido higroscópico, a umidade não ligada é
correspondente à água que excede a umidade de saturação de ar (TRAVAGLINI,
AGUIRRE E SILVEIRA, 1979).
Nos materiais não higroscópicos, a água presente está na forma de
umidade não ligada. Nestes casos, a umidade está disposta na superfície ou nos
poros (se for poroso) do produto (TRAVAGLINI, AGUIRRE E SILVEIRA, 1979).
2.4.2.4 Atividade de água (a
w
)
A água nos alimentos exerce influência nas características físicas e na
estabilidade química. O termo atividade de água (a
w
) é usado para designar a água
33
disponível no alimento que permite crescimento microbiano e reações de
deterioração (DITCHFIELD, 2000).
Nos estados gasosos a atividade de água num alimento é definida como
sendo igual a pressão parcial de vapor da água (P
H2O
) no produto dividido pela
pressão de vapor da água pura (P
o
).
a
w
= P
H2O
P
o
(eq.2)
Em um ambiente fechado, a água entra em equilíbrio com o ar, e
pode
ser relacionado com a Umidade Relativa de Equilíbrio do ar (URE),
a
w
= URE %
100 (eq.3)
A partir desta equação é possível prever se o produto irá absorver ou
perder água quando exposto em um ambiente com umidade conhecida
(DITCHFIELD, 2000).
Dentre os fatores de qualquer sistema (temperatura, volume, pressão,
etc.), um fator importante a ser considerado é a energia livre, que em base molar
torna-se potencial químico, que é tido na termodinâmica como:
µ = µo + RTIn a
w
(eq.4)
Onde: µ - potencial químico da água; µo – potencial químico no estado
padrão; R – constantes dos gases; T- temperatura absoluta e a
w
- atividade da água
termodinâmica.
O potencial químico ou a diferença de a
w
é uma medida de força motriz
para a troca em dois sistemas que revela a alteração, mas não a taxa de alteração.
A substância irá mover-se de um µ superior para um µ inferior. Deste modo, a água
irá mover-se do maior a
w
para o menor a
w
, se a temperatura permanecer constante.
A conservação dos alimentos depende de fatores intrínsecos, bem como
de fatores extrínsecos (temperatura, umidade relativa e atmosfera). Dentre os
fatores intrínsecos, a atividade de água tem importância fundamental na estabilidade
34
biológica de diferentes produtos. A faixa de a
w
no qual são observados os
desenvolvimentos microbianos varia de 0,6 a 0,99. A a
w
ótima de crescimento dos
microorganismos, geralmente se situa entre 0,9 e 0,99. Abaixo deste valor o
crescimento é moderado, retardado ou inibido (SANTIN, 1996). A tabela 1 mostra a
w
mínima do crescimento de diferentes tipos de microrganismos.
Tabela 1
Atividade de água mínima de crescimento de microorganismos
Tipo de microrganismo
a
w
mínima de crescimento
(valor médio)
Bactérias 0,91
Bactérias halófilas 0,75
Mofos 0,80
Mofos xerófilos 0,65
Leveduras Saccharomyces
cerevisiae
0,88
Leveduras osmófilas 0,60
Fonte: SANTIN, 1996
As propriedades do produto podem influenciar na a
w
. Os três principais
fatores que causam menor a
w
nos alimentos são:
• Efeitos coligativos – quando o soluto é adicionado na água ocorrem
interações do tipo polar, iônica e ponte de hidrogênio, resultando numa menor
tendência ao escape e, conseqüentemente, no potencial químico da água
ocasionando, desta maneira, a diminuição da a
w
. Estas interações alteram as
propriedades da água que dependem do número de moléculas de soluto adicionado
em relação à quantidade de água presente, o grau de interação entre as moléculas e
do peso molecular. As alterações sofridas devido aos efeitos coligativos são:
diminuição da temperatura de congelamento e aumento da temperatura de ebulição
(BELL e LABUZA, 2000).
• Efeitos de capilaridade – os alimentos contêm numerosos poros ou
capilares onde existe água armazenada. A pressão de vapor de água na curva do
menisco nos poros é menor que o da água pura. Este fato é devido à maior
interação das moléculas de água através de ponte de hidrogênio, diminuindo a
35
tendência ao escape de uma forma mais eficiente quando comparada com uma
superfície plana, que resulta em um abaixamento da a
w
(BELL e LABUZA, 2000).
• Interações superficiais - Outro fator importante que afeta a a
w
deve-se á
interação direta da água com outros grupos químicos através de forças dipolo-
dipolo, ligações iônicas (H
3
O
+
ou OH
-
), interações dipolo-iônicas, forças de Van-der-
Waals e pontes de hidrogênio. Estas moléculas de água requerem energia extra
para transferir da fase líquida para a fase vapor e, portanto, são menos acessíveis
para o vapor, resultando numa menor a
w
. Este efeito também ocorre ao longo de
toda faixa de umidade, mas é mais acentuada em baixa a
w
(BELL e LABUZA, 2000).
2.4.2.5 Curvas características
2.4.2.5.1 Cinética de secagem
A cinética de secagem pode ser definida como a velocidade de
transferência de umidade do produto sólido para vapor por área do produto a ser
seco (TRAVAGLINI, AGUIRRE e SILVEIRA, 1979). Está relacionada com as
mudanças do conteúdo de umidade média e temperatura média ao longo do tempo
(STRUMILLO e KUDRA, 1986).
A cinética de secagem permite que a quantidade de umidade evaporada,
o tempo de secagem, o consumo de energia, dentre outros parâmetros, sejam
calculados e determinados em grande escala pelas propriedades físico-químicas da
matéria (STRUMILLO e KUDRA, 1986).
A velocidade de secagem é influenciada pela forma com que o calor se
propaga até o sólido e no seu interior, pelo modo como o vapor é difundido na fase
gasosa e pela maneira com que a umidade é deslocada no produto sólido
(TRAVAGLINI, AGUIRRE e SILVEIRA, 1979).
De acordo com Strumillo e Kudra (1986) a taxa de secagem pode ser
influenciada também pelo diâmetro da partícula a ser seca e pelas impurezas
contidas no líquido. Uma vez que ocorrem mudanças nas propriedades físico-
químicas, as interações entre a superfície do material e o líquido são alteradas e a
36
pressão de vapor saturado da superfície do líquido diminui e há um decréscimo na
transferência de umidade. A Figura 3 (a) representa curva típica de secagem em
relação ao tempo e a Figura 3 (b) representa a curva típica de velocidade de
secagem em função do teor de umidade do produto.
Figura 3 - Curva de taxa de secagem em função do teor de umidade.
Fonte: FOUST et al., 1982.
A secagem de um produto, sob condições constantes (temperatura,
umidade, velocidade e direção do gás) pode ser dividida, basicamente, em dois
períodos, sendo um de velocidade constante e outro de velocidade decrescente
(VILELA e SILVA, 1992). Há ainda, no início da secagem, quando o material é
colocado no secador, um período de ajustes sob as novas condições até atingir o
estado de velocidade constante, representado pela curva AB na Figura 3. Neste
momento de adaptação a temperatura do sólido e a velocidade de secagem podem
aumentar ou diminuir para atingir o estado estacionário (TRAVAGLINI, AGUIRRE e
SILVEIRA, 1979).
No ponto B, ocorre a estabilização da temperatura do sólido e dá-se início
ao período onde a velocidade é constante (curva BC na Figura 3). Nesta etapa a
superfície do produto fica saturada de água constantemente, pois a umidade se
desloca do interior para a superfície do produto na mesma taxa que ocorre a
remoção de vapor d'água pelo ar e a secagem ocorre sob temperatura constante do
produto. Este é o período de secagem ideal para materiais termolábeis, pois ocorre
à temperatura constante. A umidade retirada é chamada de umidade não ligada
(TRAVAGLINI, AGUIRRE e SILVEIRA, 1979; FOUST et al., 1982; FELLOWS, 2006).
37
Este período encerra-se quando o sólido atinge a umidade crítica (Ponto
C na Figura 3). Então a temperatura da superfície de evaporação aumenta e a
velocidade de secagem diminui rapidamente, neste momento a umidade é
insuficiente para manter a superfície do produto úmida (TRAVAGLINI, AGUIRRE e
SILVEIRA, 1979). Este período é chamado de período de velocidade decrescente.
O período de velocidade decrescente (CD na Figura 3) pode ser dividido
em dois estágios. O primeiro inicia-se quando a temperatura decresce lentamente.
Neste primeiro período, a evaporação ocorre da superfície para o interior do
alimento, e o vapor d’água é difundido através dos sólidos secos para o ar de
secagem, deste modo a taxa com que o liquido migra do interior para a superfície do
produto é menor do que a taxa com que a massa é retirada da superfície
(FELLOWS, 2006; MARCINKOWSKI, 2006).
A partir do ponto D inicia-se o segundo período de velocidade
decrescente. A evaporação ocorre a partir do interior do sólido até o encerramento
da secagem. Quando a velocidade diminui e aproxima de zero, a umidade de
equilíbrio (Xeq na Figura 3) é atingida e então o processo de secagem é encerrado
(TRAVAGLINI, AGUIRRE e SILVEIRA, 1979; FELLOWS, 2006).
Na fase de velocidade decrescente é que a maior parte dos danos aos
alimentos é causada. Para evitar ou diminuir os prejuízos causados, a temperatura
do ar de secagem deve estar controlada para equilibrar a taxa de secagem
(FELLOWS, 2006)
2.4.2.6 Equipamentos de secagem
Os secadores são caracterizados pelo método de calor usado para
aquecer a superfície do alimento. Os tipos que utilizam calor por radiação, condução
e convecção são os mais utilizados comercialmente (FELLOWS, 2006).
Na radiação a transferência de calor é feita através da emissão e
absorção de energia sem contato físico. Na condução a transferência é realizada por
contato direto ou choque entre as moléculas. E, na convecção a transmissão de
calor é feita pela movimentação das moléculas de um fluido, resultante das
38
variações de densidade ou movimentos forçados do fluido (FOUST et al, 1982;
EVANGELISTA, 1998).
Os secadores convectivos são os mais utilizados para secagem de
produtos granulares ou coloidais. A secagem convectiva envolve dois fenômenos
que ocorrem simultaneamente: a transferência de calor da fonte quente para o
material úmido e a evaporação da água. A diferença de pressão parcial de vapor
d’água entre o ambiente quente (ar quente) e a superfície do produto ocasionará
uma transferência de massa do produto para o ar e, assim, o vapor será arrastado
do sólido para o interior do secador (FERREIRA, 2003).
A transferência convectiva de calor pode ser forçada quando as
moléculas se movem com auxilio de uma força externa, como por exemplo, um
ventilador ou uma bomba, e pode ser natural (livre) quando o movimento é
provocado por forças do empuxo que são originadas pelas diferenças de densidades
devido às variações de temperatura no fluido (INCROPERA e WITT, 1992).
Na condução, a transferência de calor se dá pela ação das moléculas que
ocorre de uma região de temperatura mais elevada para uma região de temperatura
mais baixa. O transporte de calor ocorre não apenas pela migração das moléculas,
mas também pela colisão molecular. Nos líquidos e sólidos a transmissão de energia
se dá através da colisão das moléculas, sendo assim considerados bons condutores
de calor, enquanto os gases são considerados maus condutores (FOUST et al.,
1982).
Segundo Travaglini et al. (2002) e Ordónez et al. (2005), ao escolher um
equipamento adequado para a secagem da matéria-prima, deve-se conhecer: as
propriedades e características do material, como o tipo de umidade (água livre ou
ligada) e o conteúdo de umidade inicial e final; as características organolépticas do
produto desidratado, redução de volume, contaminação, valor nutritivo e
principalmente, o processamento anterior à secagem. Alguns tipos de secadores
mais empregados na indústria de alimentos são (GAVA, 1984 e ORDÓÑEZ
PEREDA et al., 2005):
Secadores de leito fluidizado: a secagem é baseada em um sistema
contínuo, onde o produto a ser seco é colocado sobre uma esteira perfurada e
recebe ar quente pela parte inferior, a velocidade é ajustada visando a permanente
agitação das partículas. A desidratação com leito fluidizado aplica-se apenas a
39
sólidos particulados suscetíveis de fluidificação, isto é, de tamanho relativamente
uniforme e com certa resistência mecânica, como, por exemplo, cubos de carne,
ervilhas, cereais, etc.
O secador pneumático ou “flash dryer” semelhante ao secador de leito
fluidizado funciona com aplicação de convecção forçada para dispersar o produto.
Esses equipamentos possuem condutos metálicos verticais ou horizontais, cujo
comprimento é ajustado para que o tempo de permanência do produto seja o
adequado para sua secagem, que costuma ser na ordem de segundos. Esses
secadores são utilizados para desidratar e transportar simultaneamente alguns
produtos, como grãos de cereais, farinhas ou flocos de batata. São usados também
como secadores secundários para finalizar a secagem de produtos parcialmente
desidratados em outros equipamentos, como o leite e produtos de ovo em pó.
O secador atomizador ou “spray dryer” é o equipamento mais
importante para a desidratação de produtos líquidos com ar quente na indústria
alimentícia. O produto líquido é atomizado em gotas muito pequenas no interior da
câmara, onde elas entram em contato com ar quente (150° a 300°C), evaporam
instantaneamente e se transformam em uma partícula seca (pó) que, na saída da
câmara, separam-se da corrente de ar e são recolhidas para o seu
acondicionamento. Os produtos que, normalmente são desidratados são: leite, soro,
caseínas, produtos de ovo, preparados para alimentação infantil, café, chá,
proteínas, aromas em cápsulas, extratos de carne e leveduras, etc.
Os secadores de tambor são cilindros metálicos ocos que giram
horizontalmente. Na parte interna circula o meio de aquecimento, em geral vapor
saturado, e a superfície do cilindro atinge de 120°C a 170°C. O produto, líquido ou
pastoso, é aplicado como uma fina camada sobre a superfície externa do tambor. A
secagem termina antes que o tambor complete a volta (de 20 segundos a 3
minutos), e ele é retirado de sua superfície com uma faca ou raspador. São
utilizados para alimentos relativamente resistentes ao calor (flocos de batata, leite,
soro, sopas, cereais instantâneos), embora os produtos finais tenham, em geral,
sabor e odor de cozido.
Os secadores microondas empregam radiações eletromagnéticas em
determinado nível de freqüência. O aquecimento por microondas é também
chamado de aquecimento dielétrico e existem dois mecanismos principais para a
40
transformação de energia eletromagnética em calor. O primeiro deles é chamado
rotação de dipolo, e relaciona-se com o alinhamento das moléculas (que tem dipolos
permanentes ou induzidos) com o campo elétrico aplicado. O segundo mecanismo é
chamado de condução iônica, e o calor é gerado através de perdas por fricção, que
acontecem através da migração de íons dissolvidos quando sob a ação de um
campo eletromagnético (SANSEVERINO, 2002).
Há ainda, dentre os mais utilizados na indústria de alimentos os
secadores de bandejas e os liofilizadores. Por serem estes objetos de estudo deste
trabalho, serão detalhadamente descritos nos itens subseqüentes.
2.4.2.6.1 Desidratação em secadores de bandeja
Estes secadores permitem distribuir os produtos em camadas mais finas
em bandejas que ficam no interior de uma câmara isolada termicamente. O ar
quente circula sobre as bandejas ou através delas por meio de um ventilador que é
impulsionado através de aquecedores (queimadores diretos de gás, serpentinas
aquecidas com vapor ou resistências elétricas). As bandejas são perfuradas (0,5 a
1,25 ms
-1
) para que a desidratação seja homogênea. Se estas não possuírem micro
furos, devem-se utilizar telas, defletores ou condutos que dirigem o ar sobre o
produto (2 a 5 ms
-1
). O meio secante pode ser vapor de água, gás ou ar aquecido
eletricamente. A Figura 4 apresenta um esquema do funcionamento de um secador
de bandejas (
FOUST et al., 1982,
GAVA, 1984 e ORDÓÑEZ et al., 2005).
O produto a ser seco é exposto a uma corrente de ar quente (ventilação
forçada) em ambiente fechado. O ar circula a uma velocidade relativamente alta, o
que favorece a transferência de calor e de massa. Muitas vezes, acopla-se um
sistema de vácuo à câmara de secagem, para manter a pressão de vapor ao redor
do produto em níveis baixos e permitir que se conduza a secagem em temperaturas
mais baixas, o que melhora a qualidade do produto (MUJUMDAR, 1987).
41
Figura 4 – Esquema do funcionamento de um secador de bandejas
Fonte: FOUST et al, 1982.
O mecanismo de transferência de calor empregado nos secadores de
bandeja é o convectivo. A secagem convectiva envolve dois fenômenos que ocorrem
simultaneamente: a transferência de calor da fonte quente para o material úmido e a
evaporação da água. A diferença de pressão parcial de vapor d’água entre o
ambiente quente (ar quente) e a superfície do produto ocasionará uma transferência
de massa do produto para o ar e, assim, o vapor será arrastado do sólido para o
interior do secador (FERREIRA, 2003).
A velocidade com que ocorre o processo de secagem por convecção
depende de fatores externos como temperatura, umidade relativa e velocidade de
circulação do ar, área de superfície exposta e pressão total, além de fatores internos
como natureza física, estrutura, teor de umidade, temperatura e espessura do
material. Deste modo, para uma secagem efetiva, estes parâmetros internos e
externos devem ser devidamente conhecidos e controlados (FREITAS, 2007).
As operações de secagem são controladas com facilidade neste secador,
pela sua simplicidade, o equipamento pode ser utilizado em laboratório ou para a
desidratação de produtos que necessitam de modificações das condições de
secagem ao decorrer do processo (FOUST et al., 1982).
A vantagem é que estes secadores são econômicos quanto à sua
construção e manutenção, porém são mais adequados a operação em pequena
escala. Também são vantajosos quando se deseja secar mais de um produto no
mesmo secador. Sua principal aplicação é a secagem de porções de frutas e
hortaliças (GAVA, 1984 e ORDÓÑEZ et al., 2005).
42
2.4.2.6.2 Desidratação em liofilizadores
A Liofilização é um processo que se caracteriza pela retirada da água do
alimento sem submetê-lo a altas temperaturas. É um tipo especial de desidratação
por sublimação ou transformação direta do gelo do alimento em vapor d’água, sem
passar pelo estado de água líquida. Desta forma, para que se processe a liofilização,
a temperatura e pressão parcial do vapor d’água devem ser inferiores às do ponto
triplo da água, isto é, 0,0099
o
C e 610,5 Pa (STRUMILLO e KUDRA, 1986).
Em um sistema de coordenadas cartesianas, a certa temperatura e
pressão, pode-se ter o chamado ponto triplo, ou seja, a substância pode apresentar-
se sob os três estados de agregação: sólido, liquido e gasoso. Para que ocorra a
sublimação, a pressão do vapor d’água de um alimento é mantida abaixo de 4,58
mm-Hg (610,5 Pa) e temperatura de 0°C (abaixo do ponto triplo). Quando o alimento
é aquecido, o gelo sólido sublima diretamente para vapor sem se fundir, como
representado na Figura 5 (FELLOWS, 2006).
água
Pressão (mm/Hg) Gelo
4, 58 O Ponto Triplo
Sublimação Vapor de água
0ºC
Temperatura
Figura 5 - Diagrama de fases da água
Diferentemente dos outros métodos de desidratação, não existe grande
volume de água no estado líquido, sendo mínimas as modificações dos alimentos. A
liofilização requer apenas aquecimento suave, por isso as características nutritivas e
sensoriais do produto são muito similares às do alimento fresco (FELLOWS, 2006).
Neste processo, o alimento é congelado e colocado em câmaras de alto
vácuo. Com o aumento progressivo da temperatura e a manutenção da baixíssima
43
pressão (vácuo), obtém-se a saída da água do alimento por sublimação. Dessa
forma, o alimento não é exposto a altas temperaturas e o produto final apresenta
características nutritivas e sensoriais semelhantes ao alimento original, além de
conservá-los da deterioração microbiológica (FELLOWS, 2006).
O congelamento do produto deve ser realizado anteriormente á
sublimação e tem como finalidade transformar as soluções aquosas dos alimentos
em uma mistura de duas fases: uma constituída por cristais de gelo e a outra pela
solução concentrada dos solutos. O congelamento pode ser feito em um congelador
à parte ou na câmara de liofilização (FELLOWS, 2006).
O tipo e a velocidade de congelamento têm grande repercussão na
estrutura final do produto, pois a distribuição dos poros neste depende do tamanho e
da localização dos cristais de gelo formados. Para alimentos sólidos e pastosos o
congelamento deve ser rápido, para que se formem microcristais de gelo, visando a
integridade da membrana celular da estrutura do alimento. Já na liofilização de
líquidos, promove-se o congelamento lento, de modo que os cristais formados sejam
grandes obtendo uma rede cristalina. Dessa forma, a estrutura porosa no alimento
liofilizado facilitará tanto o escape do vapor d’água durante a liofilização, quanto sua
posterior re-hidratação (COQUEMALA, 2006).
As características particulares de cada alimento determinarão as
condições mais adequadas de liofilização. Durante a desidratação por liofilização,
distinguem-se duas etapas:
Desidratação primária: após o alimento congelar-se, a pressão é reduzida
abaixo de 600 Pa e fornece-se o calor latente de sublimação do gelo
(aproximadamente 2,84 MJ kg
-1
). Nesta operação, a temperatura deve ser mantida
abaixo do ponto triplo, para evitar que o gelo se funda. O aquecimento é feito com
placas calefadoras, que têm a temperatura inicial elevada (às vezes, superior à
100
o
C). No entanto, para alimentos termos-sensíveis as temperaturas são de 20 a
30
o
C, exigindo maior tempo. À medida que o gelo sublima, a temperatura da
superfície aumenta e o interior do alimento permanece frio e congelado, por isso é
necessário diminuir progressivamente a temperatura das placas para evitar que a
superfície seca do alimento se queime (FELLOWS, 2006). Na sublimação do gelo
formam-se poros no interior do produto que está sendo seco, o vapor d’água
produzido pela sublimação da água congelada e pela dessorção da umidade na
44
camada de secagem durante o estágio primário é transportado por difusão e fluxo
convectivo através dos poros da camada de secagem (BOSS, 2004).
Esta etapa pode durar de 6 a 10 horas e reduz-se o conteúdo de água até
15% (b.u.). O vapor d’água deve ser eliminado à medida que se produz afim de que
a pressão de vapor dentro do liofilizador se mantenha abaixo da pressão de vapor
na superfície do gelo. A velocidade de liofilização nessa etapa depende da
resistência do alimento à transferência de calor para frente de sublimação e de
massa (ou vapor) desta para a câmara (FELLOWS, 2006).
Desidratação secundária: Depois de eliminado todo o gelo do alimento,
ele continua retendo certa quantidade de água líquida. Para obter um produto
estável, o conteúdo de umidade deve ser reduzido até 2 a 8% (correspondendo à
água fortemente ligada) por evaporação. Isto pode ser conseguido se o alimento
parcialmente seco permanecer no liofilizador e for aquecido até que sua temperatura
se iguale à da placa (20 a 60
o
C), mantendo o vácuo. Assim ocorre a evaporação de
grande parte da água residual de 2 a 6 horas (FELLOWS, 2006).
Ao terminar a secagem e antes de se retirar o produto da câmara,
introduz-se um gás inerte (nitrogênio) para romper o vácuo, pois se entrasse ar na
câmara, o produto absorveria umidade imediatamente (FELLOWS, 2006).
A taxa de secagem depende principalmente da resistência do alimento à
transferência de calor e, em menor importância, da resistência ao fluxo de vapor
(transferência de massa da frente de sublimação).
A transferência de calor, representada na Figura 6, até a frente de
liofilização, pode ocorrer de três formas:
a) Por condução, através da camada congelada: a taxa de transferência
de calor depende da espessura e da condutividade térmica da camada de gelo. Com
o andamento da secagem, a espessura do gelo é reduzida e a taxa de transferência
aumenta. A temperatura superficial do aquecedor é controlada para evitar a fusão do
gelo (FELLOWS, 2006).
b) Por condução e/ou radiação, através da camada desidratada: a taxa de
transferência de calor para a frente de sublimação depende da espessura e da área
do alimento, da condutividade térmica da camada seca e da diferença de
temperatura entre a superfície do alimento e a frente de gelo. A camada seca do
alimento possui condutividade térmica muito baixa e, portanto, oferece uma alta
resistência ao fluxo de calor. Com o prosseguimento da secagem, essa camada se
45
torna mais grossa e a resistência aumenta. Para evitar desnaturação de proteínas
ou outras alterações prejudiciais ao alimento a temperatura da superfície é limitada a
40 e 65°C (FELLOWS, 2006).
c) Aquecimento por microondas: o calor é gerado frente ao gelo e a taxa
de transferência de calor não é influenciada pela condutividade térmica do gelo ou
do alimento desidratado ou pela espessura da camada seca (FELLOWS, 2006).
Figura 6 - Transferência de calor e umidade durante a liofilização: (a) transferência de calor através
da camada congelada; (b) transferência de calor de superfícies quentes ou aquecedores radiantes
através da camada desidratada; (c) calor gerado por microondas. O gráfico mostra mudanças na
temperatura (- - -) e no teor de umidade (__) ao longo da linha A B C através de cada amostra.
Fonte: FELLOWS, 2006.
Com relação à transferência de massa, a temperatura e a pressão de
vapor d’ água do gelo aumentam quando o calor alcança a frente de sublimação. O
vapor move-se, então, através do alimento seco para uma região de baixa pressão
de vapor na câmara de secagem. Os fatores que controlam o gradiente de pressão
do vapor d’ água são:
• Pressão na câmara de secagem;
• Temperatura do condensador de vapor: ambos devem ser tão baixos
quanto economicamente possível; e
• Temperatura do gelo na frente de sublimação, que deve ser tão alta
quanto possível, sem se fundir (FELLOWS, 2006).
46
Na prática, a mais baixa pressão da câmara economicamente viável é de
cerca de 13 Pa e a temperatura mais baixa do condensador é de cerca de – 35°C.
Quando a temperatura do gelo aumenta acima de uma determinada
temperatura de colapso crítico, os solutos concentrados no alimento podem mover-
se sob as forças que operam na estrutura do alimento. Quando isso ocorre, há um
colapso irreversível e instantâneo da estrutura do alimento, que restringe a taxa de
transferência de vapor e finaliza efetivamente a operação de secagem. Portanto,
observar – se, na prática: uma temperatura máxima do gelo, uma temperatura
mínima do condensador e uma pressão mínima da câmara, e esses fatores
controlam a taxa de transferência de massa (FELLOWS, 2006).
Os liofilizadores são constituídos por uma câmara à vácuo com bandejas
sobre as quais os alimentos são colocados durante a secagem, aquecedores para
suprir o calor latente de sublimação e condensadores providos de serpentinas de
refrigeração usadas para condensar os vapores diretamente em gelo (sublimação
inversa).
Os condensadores são adaptados com dispositivos automáticos de
descongelamento para manter a máxima área de serpentina livre de gelo para a
condensação do vapor, a economia da liofilização é determinada pela eficiência do
condensador (FELLOWS, 2006).
Os liofilizadores podem também ser encontrados na forma de batelada ou
contínua. Na secagem por batelada, a temperatura do aquecedor no interior da
câmara é mantida entre 100 a 120°C no início da secagem, sendo que durante o
período de secagem de 6 a 8 horas é reduzida gradualmente, porém a temperatura
na superfície do alimento não ultrapassa 60°C (FELLOWS, 2006).
Na secagem contínua, as bandejas com o alimento, entram e saem do
secador por meio de válvulas de vácuo. As bandejas são intercaladas por placas de
aquecimento e movidas sobre trilhos ao longo das áreas de aquecimento na câmara
de vácuo. As temperaturas dos aquecedores e o tempo de permanência das
bandejas em cada área de aquecimento são programados de acordo com o alimento
(FELLOWS, 2006). Um esquema de funcionamento de um liofilizador está
apresentado na Figura 7.
47
Figura 7 – Esquema de secagem por liofilização
48
3 METODOLOGIA
3.1 Obtenção da biomassa limpa (lavagem) e do autolisado de levedura
(autólise)
A suspensão de células de levedura (aproximadamente 30% de células)
utilizada nos ensaios foi doada por uma indústria de cachaça de alambique da
região de Minas Gerais.
A obtenção das células íntegras inativas e do autolisado de levedura foi
baseada nos procedimentos descritos por Sgarbieri et al. (1999) e Chaud (2004),
conforme esquematizado na Figura 8. As células foram inicialmente lavadas em
água da rede de abastecimento municipal (1:1 p/v) e centrifugadas a 3000 rpm, por
5 min, a 8°C (centrífuga Jouan modelo BR4i, com dimensões de 375x575x605mm,
velocidade máxima de 4100rpm e capacidade máxima de 4x200ml, faixa de
temperatura de -9 a +40°C). O processo de lavagem foi realizado 2 vezes, com o
objetivo de eliminar as impurezas e o álcool remanescente.
A biomassa limpa foi submetida ao processo de autólise, para
rompimento das paredes celulares. Para isso, foram adicionados à biomassa etanol
(7%), NaCl (2%) e pré-autolisado (15%), o pH foi corrigido à 5,5 com NaOH 0,1N e
levado a incubadora (Tecnal, modelo TE-420, escala de rotação 5 a 250rpm,
temperatura +7 a 55°C, precisão de controle de temperatura + 1°C), para agitação e
homogeneização. A autólise foi conduzida sob agitação, por 24 horas a 55
o
C e foi
interrompida com pasteurização a 85°C por 15 minutos (Figura 8).
Após a pasteurização as amostras de levedura limpa íntegra e autolisada
foram desidratadas em secador de bandeja e liofilizador.
49
Figura 8 – Fluxograma do processo de limpeza e autólise da biomassa de levedura
(Saccharomyces cerevisiae).
Recebimento da amostra
Lavagem
Centrifugação
Biomassa Permeado (recolhido)
Centrifugação
Sobrenadante (descartado) Células recuperadas
Centrifugação
Sobrenadante
(descartado)
Células
recuperadas
Permeado
(recolhido)
Biomassa Limpa
Diluição em água 1:1(p/v)
Centrifugação 300 rpm, 5 min., 8°C
Células íntegras
AUTOLISADO
PASTEURIZADO
Autólise: Ressuspensão da
biomassa (1:1 p/v);
Adição: etanol 7%, NaCl 2%, pré-
autolisado 15%.
pH 5,5
Agitação por 24h, 55°C
Pasteurização
85
°C,
15 min
.
50
3.2 Determinação da umidade inicial
A umidade inicial foi determinada através de secagem das amostras em
estufa à 105°C por 24 horas, em triplicata, até peso constante, pelo método
gravimétrico com a utilização de balança semi-analítica com precisão de 0,001 g
(INSTITUTO ADOLF LUTZ, 2008).
A umidade da amostra foi determinada através da expressão:
100xN = umidade ou substâncias voláteis a 105°C por cento m/m (Eq.5)
P
Onde: N = n° de gramas de umidade (perda de massa em g)
P = n° de gramas da amostra
3.3 Secagem
3.3.1 Secagem em secadores de bandeja
A secagem foi realizada em estufa (estufa de secagem com renovação de
ar, Tecnal, modelo TE 394/4) sob pressão atmosférica, em três diferentes
temperaturas (60, 70 e 80
o
C), conduzida sob ventilação forçada e velocidade
constante, conforme relatado na literatura (KEEY, 1972).
Os ensaios foram executados na planta piloto do curso de engenharia de
alimentos do Uni - BH.
A medida da velocidade do ar de secagem da estufa foi realizada com o
auxílio de um anemômetro, posicionando o equipamento em cada orifício de saída
de ar. A velocidade foi calculada pela média das velocidades de cada orifício.
Para a obtenção das curvas de secagem, cerca de 5g de levedura
autolisada foram secas, em triplicata, em placa de Petri nas temperaturas
mencionadas acima.
As placas foram retiradas da estufa e pesadas a cada 1 minuto nos
primeiros 15 minutos de secagem. Após este tempo foram retiradas no intervalo de
51
15 minutos, resfriadas em dessecador com sílica gel, e seu teor de umidade foi
obtido por técnica gravimétrica com a utilização de balança semi-analítica com
precisão de 0,001 g.
A umidade final, morfologia da levedura autolisada e desidratada, o teor
de proteínas e a solubilidade de proteínas foram considerados para avaliação da
melhor temperatura e método de secagem da levedura.
Todos os ensaios foram conduzidos em triplicata para avaliação do erro
experimental.
3.3.2 Secagem por liofilização
A massa de levedura foi congelada mergulhando as amostras em
nitrogênio liquido, a cerca de – 198°C. Na câmara do liofilizador (Labconco Freezone
1l. Vacum a 100 mícrons H) onde as amostras são expostas para a liofilização, a
temperatura utilizada foi ambiente e a pressão foi de 5-10 mícrons de mercúrio. O
tempo total de liofilização foi de 72 horas.
Os ensaios foram conduzidos no liofilizador do Laboratório de Materiais
do Departamento de Química da UFMG.
A umidade final, morfologia da levedura autolisada e desidratada, o teor
de proteínas e a solubilidade de proteínas foram considerados para avaliação da
melhor temperatura e método de secagem da levedura.
Todos os ensaios foram conduzidos em triplicata para avaliação do erro
experimental.
3.4 Caracterização físico-química do autolisado de levedura desidratado
Foram realizadas as seguintes análises no autolisado da levedura de
alambique:
• pH, determinado por potenciômetro (Instituto Adolfo Lutz, 2008);
52
• Teor de lipídeos, determinado por meio do extrator de Soxhlet (Instituto
Adolfo Lutz, 2008) – Realizado no laboratório de bromatologia do Centro
Universitário de Belo Horizonte.
• Umidade, determinada por método gravimétrico, através de secagem
da amostra a 105°C até peso constante em estufa (Instituto Adolfo Lutz, 2008) -
Realizado no laboratório de bromatologia do Centro Universitário de Belo Horizonte.
• Teor de proteínas, pelo método de Kjeldahl, com fator de conversão
nitrogênio/proteína igual a 6,25 (Instituto Adolfo Lutz, 2008) - Realizado no
laboratório de bromatologia do Centro Universitário de Belo Horizonte.
• Teor de aminoácidos (método cromatográfico por Hart RJ, Kry, JC);
• Teor de fibra insolúvel e fibra solúvel, pela hidrólise enzimática (AOAC,
1990) – Realizado pela empresa LABM Pesquisa e consultoria LTDA.
• Teor de Cinzas, por calcinação em mufla a 550
o
C (Instituto Adolfo Lutz,
2008) - Realizado no laboratório de bromatologia do Centro Universitário de Belo
Horizonte.
3.5 Solubilidade protéica do autolisado de levedura desidratado
As determinações foram realizadas baseadas no método de Morr et al
(1985). A solubilidade foi avaliada em pH = 2, pH = 7 e pH = 12 em solução aquosa.
Para a análise 1 g de amostras foi solubilizado em água destilada (50 mL) e o pH da
solução foi ajustado com ácido clorídrico (0,1 N), ou hidróxido de sódio (0,1 N) para
o pH desejado. Em seguida essas soluções foram submetidas à agitação por 60
minutos à temperatura ambiente.
As amostras foram então centrifugadas a 4500 rpm por 15 minutos a 8°C.
Alíquotas de 0,2g do sobrenadante foram tomadas e a solubilidade das proteínas
determinada por meio do método semimicro Kjeldahl, com fator de conversão de
nitrogênio de 6,25. Para calcular a porcentagem de solubilidade protéica de cada
amostra foi utilizada a equação a seguir:
P S = {A (mg/ml) . 50}
x100
{W (mg) . S/100}
53
onde:
P.S: teor de proteínas solúveis presentes na amostra %;
A: concentração protéica no sobrenadante mg ml;
W: peso da amostra mg;
S: concentração de proteína na amostra %.
3.6 Análises morfológicas do autolisado de levedura desidratado
A morfologia da levedura autolisada e desidratada foi realizada através de
Microscopia Eletrônica de Varredura (Jeol, 84A) e através da determinação da área
superficial pelo método adsorção gasosa (BET Nova 1200, Quantachrome)
(SKOOG
e LEATY, 1992). A MEV foi realizada no laboratório de microscopia eletrônica e
microanálise do departamento de física e a análise por BET no departamento de
química da Universidade Federal de Minas Gerais.
3.7 Análises microbiológicas do autolisado de levedura desidratado
De acordo com a resolução da Agência Nacional de Vigilância Sanitária
(ANVISA),
RDC Nº 12, de 2 de janeiro de 2001, as análises microbiológicas
Salmonella sp/25g, Coliformes a 45°C/g, Estafilococos coagulase positiva/g e
Bacilus cereus/g foram realizadas na biomassa de levedura autolisada desidratada
antes da formulação do pão de queijo (BRASIL, 2001).
Estas análises foram feitas no Laboratório de Análise, Pesquisa e
Consultoria LTDA (LABM).
54
3.8 Emprego do autolisado de levedura desidratado em uma formulação de pão
de queijo
Para a formulação do pão de queijo foram adicionados 7,0% do
autolisado desidratado à 70°C na receita padrão como mostrado na tabela 2.
Tabela 2
Formulação do pão de queijo adicionado de levedura autolisada
desidratada
Ingredientes
Quantidade
(%)
Polvilho azedo 50,0
Polvilho doce 50,0
Leite 25,4
Margarina 35,0
Queijo Minas curado 50,0
Sal 02,0
Água 25,0
Ovos 20,0
Autolisado de levedura 07,0
3.9 Análise sensorial do pão de queijo adicionado do autolisado de levedura
O teste sensorial realizado teve por objetivo analisar os atributos
característicos do pão de queijo com adição da farinha de levedura autolisada, tais
como aparência, cor, textura, aroma e sabor e a intenção de compra caso o produto
estivesse disponível no mercado. A análise sensorial foi feita individualmente no
laboratório de análise sensorial no campus Estoril do Centro Universitário de Belo
Horizonte/UNI-BH.
Os testes empregados para avaliar a aceitação e a intenção de consumo
através da escala hedônica e de atitude foram baseados nas metodologias descritas
por Chaves (2005).
Para a realização do teste foi entregue ao participante uma amostra do
produto (em média 50g) e um copo de água; após a degustação o participante
assinalou no questionário (anexo I) sua opinião sobre a cor, aparência, sabor,
textura e aroma utilizando a Escala Hedônica de 9 pontos (9 = gostei extremamente;
55
8 = gostei muito; 7 = gostei moderadamente; 6 = gostei ligeiramente; 5 = indiferente;
4 = desgostei ligeiramente; 3 = desgostei moderadamente; 2 = desgostei muito e 1 =
desgostei extremamente). Além disso, sua intenção de compra caso o produto
estivesse disponível no mercado foi avaliado utilizando as alternativas 9 = compraria
isto sempre que tivesse oportunidade; 8 = compraria isto muito freqüentemente; 7 =
compraria isto frequentemente; 6 = gosto disto e compraria de vez em quando; 5 =
compraria isto se estivesse acessível, mas não me esforçaria; 4 = não gosto disto,
mas compraria ocasionalmente; 3 = raramente compraria isto; 2 = só compraria isto
se não pudesse escolher outro alimento e 1 = só compraria isto se fosse forçado (a)
(anexo 1).
Os julgadores também receberam o termo de consentimento livre e
esclarecido (Apêndice A) em duas vias que foi assinado, sendo uma do julgador.
Este expõe de forma sucinta o objetivo e a importância do estudo e também
esclarece os termos da participação na análise sensorial do produto.
56
4 RESULTADOS
4.1 Obtenção da biomassa limpa (lavagem) e do autolisado de levedura
(autólise)
Após a etapa de lavagem, observou-se mudança no odor da biomassa,
devido à retirada do álcool e outras impurezas. Além disso, a suspensão tornou-se
mais pastosa pela retirada da água de lavagem durante a centrifugação.
Na primeira lavagem observou-se uma diminuição no peso da biomassa
de 30 a 50%, sendo esta variação de peso de acordo com a suspensão inicial das
células. Durante a segunda lavagem percebeu-se uma perda de massa de, em
média, 8% em relação ao peso após a primeira lavagem.
Na primeira lavagem a redução de peso se deve à retirada do álcool,
impurezas e da água que acompanham a suspensão das células. Apenas uma
pequena quantidade, como acontece na segunda lavagem, foi perdida na
centrifugação. Isto ocorreu por que a centrifuga utilizada é de pequeno porte e os
tubos apresentam diâmetro estreito favorecendo a aderência de células ao fundo. A
retirada do material no fundo do tubo se deu através do uso de espátula, porém sem
muita eficácia.
O uso da temperatura de 8°C na centrifugação favoreceu a diminuição da
aderência e também a perda de células no sobrenadante. Não foi encontrado na
literatura dados sobre perda de células durante a lavagem de leveduras.
A utilização da temperatura na faixa de 40 a 55°C favorece o processo de
autólise, pois melhora a atividade das enzimas intracelulares que irão auxiliar o
rompimento da parede celular (LEE, 1996 citado por CHAUD, 2004). Os agentes
plasmolizantes (etanol e cloreto de sódio) auxiliam e aumentam o rendimento do
processo de autólise. A adição de pré-autolisado (células de levedura que foram
previamente autolisadas) é feita, pois o pré-autolisado contém enzimas
intracelulares já liberadas que contribuem para o rompimento de novas células
(CHAUD, 2004).
A biomassa de levedura limpa e autolisada apresentou cor verde escura e
aroma adocicado (D na figura 9). Estas características foram mantidas após
57
secagem à 60°C (A), à 70°C (B) e à 80°C (C) em secador de bandeja, como
observado na figura 9. O produto desidratado mostrou-se como um pó grosso que
foi de triturado e peneirado.
O uso de diferentes temperaturas durante o processo de secagem teve
como finalidade a verificação do efeito térmico sobre a biomassa.
Figura 9 – Fotografias do autolisado de levedura desidratado em secador de bandeja à 60°C (A), à
70°C (B) e à 80°C (C), comparadas com a levedura “in natura” (D).
4.2 Determinação da umidade inicial
A umidade inicial da biomassa de levedura autolisada foi de 6,215 ±
1,51gH
2
O (b.s) e 0,861 ± 0,05 gH
2
O (b.u).
4.3 Secagem
A velocidade do ar de secagem foi de 3m/s.
O modo como o material se
comporta durante o processo de secagem é representado pela curva de secagem,
constituída pelo conteúdo de umidade em função do tempo e pela curva de cinética
de secagem, constituída pela taxa de secagem em função do conteúdo de umidade.
As curvas de secagem obtidas para o autolisado de levedura nas
temperaturas de 60, 70 e 80°C estão mostradas nos gráficos 1 e 2. O gráfico 1
mostra a curva da umidade versus tempo de secagem e a curva típica de secagem
para melhor visualização dos períodos. O segmento AB reflete o período de
adaptação do material no secador. Neste período o material é mais frio que o ar de
A
B
C
D
58
secagem e a pressão parcial do vapor d’água à superfície do material é menor e,
portanto a velocidade de secagem também é menor. No ponto B a temperatura do
sólido estabiliza-se e dá inicio ao período de velocidade constante de perda de
umidade, neste instante o conteúdo de água é grande e a umidade não ligada da
levedura é retirada. O ponto C dá inicio ao período de velocidade decrescente
quando ocorre a retirada da água ligada até a velocidade de secagem aproximar-se
de zero e a umidade de equilíbrio ser alcançada.
Os sólidos orgânicos são substâncias amorfas, fibrosas ou gelatinosas
que retêm a umidade como parte interina da estrutura do sólido ou, então, a
retenção ocorre no interior das fibras ou dos poros delgados internos. Neste tipo de
material o deslocamento da umidade durante a secagem ocorre por difusão do
liquido através do sólido, apresentando a taxa de secagem constante maior e a taxa
decrescente menor (FOUST et al, 1983).
O tempo necessário para a temperatura da amostra equilibrar-se com a
temperatura do secador (segmento A-B, gráfico 1) foi semelhante nas temperaturas
de 60°C, 70°C e 80°C, sendo menor que 10 minutos.
Nota-se que na secagem à 80°C o tempo para alcançar a umidade de
equilíbrio foi menor que nas outras temperaturas, pois, como esperado, quanto
maior a temperatura do ar de secagem maior o gradiente de temperatura, maior a
velocidade de perda de umidade e menor o tempo necessário para atingir o
equilíbrio. O tempo para retirada da água livre (segmento B-C no gráfico 1) à
temperatura de 80°C foi de aproximadamente 10 minutos, e nas temperaturas de
60°C e 70°C esteve em torno de 20 minutos. No ponto C a taxa de perda de
umidade entra em declínio, este ponto ocorreu próximo aos 15 minutos à 80°C e aos
30 minutos à 60°C e 70°C. A umidade de equilíbrio foi atingida após 30, 75 e 90
minutos de secagem para 80°C, 70°C e 60°C., respectivamente.
O comportamento da curva de secagem da levedura a 60°C foi
semelhante a 70°C (gráfico 1), mostrando que a perda de umidade e o tempo
necessário para o material atingir a umidade de equilíbrio em ambas temperaturas
foi aproximado.
59
Gráfico 1 – Curvas da perda de umidade em relação ao tempo de secagem nas temperaturas de
60°C, 70°C e 80°C e curva típica de secagem.
O gráfico 2 apresenta a curva da taxa de secagem em função da perda de
umidade. Observa-se que a taxa de secagem foi intensa caindo bruscamente no
inicio do processo, a taxa diminui conforme o material perde umidade. A velocidade
de secagem foi maior na temperatura de 80°C chegando mais rapidamente a
umidade critica que as outras temperaturas.
Gráfico 2 – Curvas da taxa de secagem em relação a perda de umidade nas temperaturas de 60°C,
70°C e 80°C.
60
A umidade final obtida nas amostras desidratadas a 60°C foi de 5,1 %
(b.s), a 70°C foi de 4,8 % (b.s) e a 80°C foi de 3,5 % (b.s). Estes resultados
mostraram que houve diferenças significativas nas umidades das amostras entre
todas as temperaturas estudadas (Análise de variância com teste-Tukey, P < 0,05).
A umidade final obtida por Santucci et al. (2003b), para o autolisado de
levedura seca em spray dryer foi de 3,5%. Rocha et al. (2008) obteve umidade de
11,19 a 31,34% para levedura seca em leito de jorro. E Nicácio (2002, citado por
ROCHA et al., 2008) encontrou 12% de umidade para levedura desidratada em
secador de bandeja.
Como observado nos gráficos 1 e 2 a secagem à temperatura de 80°C foi
a mais rápida, porém a desnaturação protéica inicia-se à temperaturas superiores a
65°C, com a quebra das cadeias polipeptídicas, a qual é uma reação irreversível
(SANTIN, 1996).
Santin (1996) observou que na secagem a 75 °C obteve-se a menor
umidade final, indicando a melhor temperatura para a secagem e inativação das
leveduras. Observou também que a exposição da levedura às temperaturas
superiores a 75°C durante tempos não excessivamente longos, não chega a
comprometer o valor nutritivo do produto, mas pode promover alterações
indesejáveis no aspecto, odor e estrutura do mesmo, com diminuição da solubilidade
e da capacidade de rehidratação.
Deste modo a desidratação da levedura à 70°C mostrou ser a melhor
escolha já que a velocidade de perda de umidade foi rápida e a umidade final
satisfatória, além de evitar a desnaturação excessiva da proteína.
Altas temperaturas alteram a solubilidade da proteína, e esta influencia
muitas outras propriedades funcionais, tais como a gelatinização, emulsificação e
formação de espuma (PELEGRINE e GASPARETTO, 2003).
O binômio tempo e temperatura exercem grande influência no processo
de secagem ocasionando maior desnaturação de proteínas em tempos mais longos
(ROCHA et al, 2008). O aumento na temperatura necessita de menor tempo para
secagem e, desta forma proporciona maior teor protéico e melhor qualidade do
produto (NICÁCIO, 2002 citado por ROCHA et al., 2008).
61
4.4 Caracterização físico-química do autolisado de levedura desidratado
A tabela 3 mostra a composição centesimal da célula íntegra e do
autolisado de levedura proveniente de alambique, de cervejaria e de destilaria de
álcool etílico. Observa-se que o conteúdo de proteína e lipídeos foi semelhante entre
as células íntegras e das células autolisadas de levedura de alambique, cervejaria e
de destilaria de álcool etílico.
Tabela 3
Composição centesimal da célula integra e do autolisado de leveduras
(Saccharomyces cerevisae) de alambique, cervejaria e destilaria de álcool etílico.
Procedência
Alambique
1
Cervejaria
2
Destilaria
3
Componente
(%)
Íntegra
Autolisa
do
Íntegra
Autolisa
do
Íntegra
Autolisa
do
Proteína
27,02
a
24,66
a
46,55
c
43,94
c
39,6
i
40,4
i
Lipídeos
1,42
b
1,23
b
3,15
d
3,34
d
0,5
j
1,2
l
Fibras totais
- 51,3 25,57
e
26,46
e
31,4
m
31,2
m
Fibras
solúveis
- 2,4 23,58
f
26,17
f
30,3
n
30,4
n
Fibras
insolúveis
- 48,9 1,99
g
0,29
h
1,1
o
1,0
o
pH
4,1 3,8 - - - -
Cinzas
4,95 6,2 7,99 7,06 4,6 6,2
1
Média dos resultados das determinações feitas em triplicata.
2
Vilela, Sgarbieri e Alvim (2000b)
3
Yamada et al (2003).
Letras iguais mostram que não há diferença estatística entre os dados em nível de 5% (P < 0,05)
(Análise de variância com teste-Tukey).
Letras diferentes mostram que há diferença estatística entre os dados em nível 5% (P < 0,05)
(Análise de variância com teste-Tukey).
A levedura de alambique desidratada em secador de bandeja à 70°C
apresentou teor de proteína de 27,02% para célula íntegra e de 24,66% para célula
autolisada. O teor protéico na levedura de destilaria mostrou-se mais elevado em
relação à levedura de alambique, como mostrado na tabela 3. Valor semelhante de
proteína (40,4%) de levedura autolisada de destilaria de álcool etílico seca em spray
dryer foi obtido por Santucci et al (2000a). Em outro estudo Santucci et al (2000b)
62
encontraram valor de 38,4% para proteína. Outros autores encontraram teor de
proteína bruta para levedura seca de destilaria próximo a 30% (FIALHO, 1983;
LIMA, 1983; MIYADA, 1978; MOREIRA, 1984 citados por BELUCCO, 2001; PADUA
et al., 1997). Steckelberg (2001) analisando 21 cepas distintas de levedura de
destilaria (Saccharomyces sp) encontrou valores de proteína que variaram de
39,33% a 49,18%. Moreira et al. (1999) encontraram 35,27% de proteína em
levedura de destilaria seca por spray-dryer. Zanutto et al. (1999) obtiveram
quantidade de proteína de 34,86% para levedura desidratada em secador de rolo
rotativo e 37,87% desidratada em spray dryer. Já Faria et al. (2000) encontram para
levedura de destilaria teor de proteína de 30,35% desidratada em rolo rotativo e
29,25% desidratada por spray-dryer.
Já a levedura proveniente de cervejaria mostra quantidade de proteína
maior que a levedura de alambique e destilaria de álcool etílico, como apresentado
na tabela 3. Caballero-Córdoba, Pacheco e Sgarbieri (1997) encontraram 48,51% de
proteína para levedura íntegra seca em spray dryer e Sgarbieri et al. (1999)
mostraram conteúdo de proteína para células íntegras e autolisado de 46,55% e
43,94%, respectivamente, também seca em spray dryer.
Santin (1996) encontrou conteúdo protéico de 50% de levedura
Saccharomyces cerevisae tipo comercial (marca Fleischmann), seca a 75°C em
secador de bandeja.
O teor de proteína de alambique não mostrou variação significativa com a
temperatura, a 60°C obteve-se 24,2%, a 70°C o teor foi de 24,66% e a 80°C foi de
25,65% e a levedura liofilizada apresentou 26,6% de proteína. Já Nicácio (2002,
citado por ROCHA et al, 2008) obteve teor de proteínas na faixa de 12,09 a 57,56%
de levedura desidratada em estufa em várias faixas de temperatura.
Filho, Ghiraldini e Rossell (1996), encontraram valores de proteína para
levedura de destilaria na safra de 1985 de 28,70% e na safra seguinte o valor
encontrado foi de 26,95%, mostrando que vários fatores interferem na composição
centesimal em safras distintas. Dentre estes fatores estão: substrato utilizado,
espécie de levedura, o método de fermentação, a idade das células e as condições
de secagem. Além disso, o processo de lavagem da biomassa para eliminação das
impurezas do leite de levedura pode influenciar na composição das leveduras.
63
Além destes fatores o baixo teor protéico encontrado na levedura
descartada da fermentação alcoólica pode ser devido ao método de secagem
utilizado ou ao mau uso do secador (LIMA e SATO, 2001).
Blumer (2002) cita que após a lavagem, o leite de levedura é submetido a
temperatura de 45 a 50°C, visando a exaustão das reservas de carboidratos
acumuladas nas células que se transformarão em álcool, pois esta transformação
proporciona aumento no teor protéico da levedura.
O conteúdo de lipídeo encontrado na levedura de alambique foi de 1,42%
para célula íntegra e de 1,23% para célula autolisada. A quantidade de lipídeo
encontrado por Yamada et al. (2003) para célula íntegra de levedura de destilaria de
álcool etílico (0,5%) foi menor, enquanto que para o autolisado (1,2%) foi próximo à
levedura de alambique, como mostrado na tabela 3. Na literatura encontram-se
valores de lipídeos em torno de 1,2% de levedura de destilaria semelhantemente à
levedura de alambique (SANTUCCI et al., 2000a; SANTUCCI et al., 2000b).
A levedura proveniente de cervejaria, além da proteína, mostra
quantidade de lipídeos superior à levedura de alambique e destilaria de álcool etílico,
que foi de 3,15% para célula íntegra e 3,34% para autolisado, como mostrado na
tabela 3. Estes valores também foram obtidos por Caballero-Córdoba, Pacheco e
Sgarbieri (1997) que encontraram 3,44% de lipídeos para levedura íntegra e
Sgarbieri et al. (1999) encontraram conteúdo de lipídeos de 3,15% para células
íntegras e 3,34% para o autolisado de levedura da indústria de cerveja.
A quantidade de fibra bruta encontrada na levedura de alambique foi de
51,3%, sendo que desta 48,9% corresponde à fibra insolúvel e apenas 2,4% é de
fibra solúvel. Este resultado diverge dos dados da literatura, que apresentam
quantidade de fibra solúvel maior que a fibra insolúvel para levedura de cervejaria e
de destilaria de álcool etílico. A tabela 3 mostra que Yamada et al. (2003)
encontraram teor de fibra solúvel de 30,3% para levedura íntegra e 30,4% para o
autolisado e de fibra insolúvel de 1,1% para levedura íntegra e 1,0% para o
autolisado de levedura de destilaria. Santucci et al. (2000a) obtiveram valores
semelhantes de fibra solúvel (30,4%) e insolúvel (1%) do autolisado de levedura de
destilaria.
A levedura de cervejaria apresentou valor inferior de fibra solúvel em
comparação com a levedura de destilaria, como pode ser observado na tabela 3,
que foi de 25,57% para células íntegras e 26,46% para o autolisado. A fibra insolúvel
64
foi de 1,99% para célula íntegra e 0,29% para o autolisado (VILELA, SGARBIERI e
ALVIM, 2000). Outros autores encontram resultados bem parecidos para fibra
solúvel e insolúvel de 23,58% e 1,99%, respectivamente, para células íntegras e, de
26,17% e 0,29% respectivamente, para a levedura autolisada (VILELA, SGARBIERI
e ALVIM, 2000). Já Sgarbieri et al. (1999) obtiveram 22,52% de fibra solúvel e 1,88%
de insolúvel para célula íntegra e 24,76% de fibra solúvel e 0,27% de insolúvel para
a levedura autolisada.
Pádua, Oliveira e Sgarbieri (2000) obtiveram valor de 31,60% fibra solúvel
e 23,45% insolúvel da fração parede celular de levedura de cervejaria, enquanto que
Chaud (2004) encontrou 74,80% de fibra solúvel e 3,80% de insolúvel.
As fibras encontradas na levedura são provenientes da parede celular que
é formada por aproximadamente 40% de β-glucanas, 40% de α-mananas, 8% de
proteínas, 7% de lipídios, 3% de substâncias inorgânicas e 2% de hexosaminas e
quitina (ROSE, 1993 citado por ASSIS, 1996). As glicanas são polissacarídeos álcali
insolúveis que revestem internamente a parede celular e as mananas são álcali
solúveis e revestem externamente a parede celular das leveduras (DZIEZAK, 1987
citado por ASSIS, 1996; CHAUD, 2004).
A composição de polissacarídeos da parede celular das leveduras pode
variar por muitos fatores como linhagem, condições de cultivo e idade da cultura
(DELPECH et al., 1977, REISNGER et al., 1980 citados por ASSIS, 1996).
A tabela 4 mostra a composição de aminoácidos na levedura de
alambique. Nota-se que o conteúdo de alguns aminoácidos essenciais encontraram-
se abaixo do recomendado pela FAO/OMS (1985), sendo considerados limitantes da
qualidade protéica, são eles: histidina e metionina + cistina.
65
Tabela 4
Composição de aminoácidos da proteína de levedura de alambique comparada aos
padrões de referência da FAO/OMS (1985).
Aminoácidos
(g/100g de proteína)
Autolisado
1
Sgarbieri
et al (1999)
Yamada
et al
(2003)
Padrão
FAO/WHO
(Adultos)
Aminoácidos não essenciais
Ácido aspártico 2,30 11,11 nd -
Ácido glutâmico 2,42 12,53 nd -
Serina 1,32 6,44 nd -
Glicina 1,06 4,99 nd -
Alanina 1,46 7,59 nd -
Prolina 0,92 4,72 nd -
Arginina 0,41 2,40 nd -
Aminoácidos essenciais
Treonina 1,41 5,84 5,2 0,7
Histidina 0,46* 3,15 2,7 0,8-1,2
Valina 1,38 5,87 5,4 1,0
Metionina + Cistina 0,64* 2,11 2,7 1,3
Isoleucina 1,20 4,87 4,7 1,0
Leucina 1,71 7,80 6,7 1,4
Fenilalanina + tirosina 1,9 8,53 7,4 1,4
Lisina 1,75 9,54 9,0 1,2
Obs: o aminoácido essencial triptofano não foi quantificado por ser destruído pela hidrólise ácida
realizada na análise.
*
aminoácidos limitantes ao padrão de referência FAO/OMS (1985).
1
as análises foram realizadas em duplicata.
nd – não determinado.
Os trabalhos encontrados na literatura mostram perfil de aminoácidos
bem acima do encontrado para a levedura de alambique e do recomendado pela
FAO/OMS (1985) para adultos. Pádua et al. (1997) e Sgarbieri et al. (1999)
encontraram altos valores para aminoácidos essenciais e não essenciais para
levedura de destilaria alcoólica e de cervejaria, respectivamente. Vilela, Sgarbieri e
Alvim (2000) obtiveram quantidade de aminoácidos acima do recomendado para
todos os aminoácidos essenciais da proteína do autolisado de levedura de
cervejaria. Valores semelhantes também foram encontrados por Yamada et al.
(2003) para levedura de destilaria alcoólica. O estudo de Santucci et al. (2003b) com
levedura de destilaria alcoólica também mostrou alto teor de aminoácidos essenciais
em relação ao padrão de referência.
66
O baixo perfil aminoacídico juntamente com o baixo teor de proteína
encontrado no autolisado de levedura de alambique pode ser conseqüência de
fatores anteriormente citados como substrato, safra, lavagem da biomassa e
condições de secagem.
4.5 Solubilidade protéica do autolisado de levedura desidratado
As proteínas interagem com a água através dos átomos que constituem
as ligações peptídicas (dipolo-dipolo ou pontes de hidrogênio) ou através de cadeias
laterais de seus aminoácidos (interações com grupos polares), tornando-se solúvel.
O arranjo dos aminoácidos hidrofóbicos e hidrofílicos na superfície da proteína
determina a solubilidade em diferentes solventes (IGUTI, 2007; ARAÙJO, 1999).
As interações hidrofóbicas e iônicas são as principais responsáveis pelas
características de solubilidade da proteína. As interações hidrofóbicas promovem a
ligação proteína-proteína e diminuem a solubilidade, enquanto as interações iônicas
promovem a ligação proteína-água e aumentam a solubilidade (DAMORADAN,
2000).
No meio aquoso a solubilidade da proteína é influência por vários fatores
como pH, força iônica e temperatura. Outros fatores como grau de hidratação,
densidade e presença de substâncias não-protéicas como fosfatos, carboidratos e
lipídeos, que podem apresentar efeito estabilizante interferem na solubilidade
protéica (IGUTI, 2007; ARAÙJO, 1999).
As proteínas possuem pontos isoelétricos que se comportam como íons
dipolares, tendo número igual de cargas positivas e negativas, sendo a carga liquida
igual a zero apresentando máxima interação eletrostáticas entre as cargas e mínima
interação com a água causando a agregação e precipitação das proteínas e,
conseqüentemente baixa solubilidade (IGUTI, 2007; ARAÙJO, 1999).
Em valores de pH superiores ou inferiores ao pH isoelétrico, a água pode
interagir com as cargas positivas ou negativas da proteína, solubilizando-a, além
disso, a repulsão entre as cargas de mesmo sinal das proteínas aumenta a sua
dispersão na água (ARAÙJO, 1999).
67
O gráfico 3 mostra as solubilidades da proteína da levedura de alambique
obtidas em pH2, pH7 e pH12. Em pH2 a proteína da levedura liofilizada apresentou
maior solubilidade (aproximadamente 50%) e em pH7 a menor solubilidade
(aproximadamente 41,5%) foi para a levedura seca em secador de bandeja à 80°C.
A solubilidade diminuiu no pH7 para as amostras secas em secador de bandeja e
liofilizador, indicando que o ponto isoelétrico da proteína proveniente da levedura
está próximo ao pH7. Não houve diferença significativa na solubilidade da proteína
da levedura entre os pHs estudados.
Gráfico 3 – Perfil da solubilidade da proteína da levedura proveniente de alambique em diferentes
temperaturas e pHs.
Média dos resultados das determinações feitas em triplicata
Não há diferença estatística entre os dados em nível de 5% (P < 0,05) (Análise de variância com
teste-Tukey).
Chaud e Sgarbieri (2006) observaram pouca ou nenhuma dependência do
pH na solubilidade da proteína da parede celular e das suas frações de levedura de
fermentação alcoólica, apenas a fração glicana insolúvel variou com a mudança de
pH. Sendo a menor solubilidade de 30% no pH 4 para a fração glicana insolúvel e a
maior solubilidade obtida de 90% no pH 7 de glicana solúvel.
Para a cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli a menor
solubilidade foi encontrada para pH3 (10%) e a máxima solubilidade obtida foi de
48,6% em pH 10,0 (JACOB-LOPES et al, 2006).
A solubilidade da proteína da clara do ovo aferida em pH6 e temperatura
de 40°C foi de 90,07%, para pH 7,5 foi de 94,66% e pH 9,0 foi de 96,10%; enquanto
68
que para a temperatura de 60°C a solubilidade foi de 68,37%, 86,64% e 93,03% em
pHs de 6,0, 7,5 e 9,0 respectivamente. Estes resultados mostraram que a
solubilidade protéica é influenciada pela variação de pH e temperatura (PELEGRINE
e GASPARETTO, 2003).
A maioria das proteínas é solúvel à temperatura ambiente e a solubilidade
é maior com a elevação da temperatura até 40-50°C. A partir daí inicia-se o
processo de desnaturação e a solubilidade diminui. (IGUTI, 2007; ARAÙJO, 1999).
A modificação da solubilidade provocada por desnaturação pelo calor se
deve ao incremento da hidrofobia superficial da proteína. A desnaturação altera o
equilíbrio entre as interações proteína-proteína e proteína-solvente, em favor das
primeiras (DAMORADAN, 2000).
No gráfico 3 observa-se que a solubilidade foi maior na levedura liofilizada
e entre as desidratadas em secador de bandeja a temperatura de 60°C foi a mais
alta, e a temperatura de 70°C foi maior que a 80°C, mostrando aumento da
desnaturação da proteína com a elevação da temperatura, porém este aumento não
foi significativo.
Em relação à influência da condição de secagem no percentual de
proteína solúvel da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli, observou-se
que as maiores solubilidades foram obtidas nas amostras secas sob temperatura de
40ºC e as menores solubilidades para temperatura de 60°C (JACOB-LOPES et al,
2006).
Júnior e Arévalo (2001) observaram que a solubilidade da proteína da
levedura (Saccharomyces cerevisiae) desidratada em microondas aumentou
inicialmente, alcançando valor máximo de 38,3% na temperatura de 110 °C, por 15
minutos, e de 38,4% a 110 °C por 30 minutos de aquecimento, a partir dos quais
diminuíram gradualmente.
A desnaturação excessiva resulta na insolubilização afetando algumas
propriedades funcionais, por outro lado a desnaturação parcial melhora a
digestibilidade e a disponibilidade biológica dos aminoácidos essências, além de
inativar enzimas responsáveis pelas alterações indesejáveis no odor, sabor e textura
e rancidez (IGUTI, 2007; ARAÙJO, 1999).
69
4.6 Análises morfológicas do autolisado de levedura desidratado
Na microscopia eletrônica a imagem é formada pela incidência de um
feixe de elétrons na amostra, sob condições de vácuo. Como resultado da interação
do feixe de elétrons com a superfície do material, uma série de radiações são
emitidas tais como: elétrons secundários, elétrons retroespalhados, raios-X
característicos, elétrons Auger, fótons, etc. Estas radiações quando captadas
corretamente irão fornecer informações características sobre a amostra (topografia
da superfície, composição, cristalografia, etc.) (DUARTE et al, 2003; MALISKA,
[200?]).
As diferenças na superfície do material influenciam no padrão com o qual
os elétrons são dispersos a partir deste. Buracos ou fissuras aparecem escuros, as
protuberâncias e saliências aparecem claras, resultando em uma imagem
tridimensional (CASTRO, 2002).
Na figura 10 têm-se a aparência da levedura autolisada desidratada em
secador de bandeja à 60°C (A), à 70°C (B) e à 80°C (C) e liofilizado (D) vista no
microscópio eletrônico de varredura com aumento de 300, 1000 e 6000 vezes.
70
Figura 10 – Microscopia eletrônica de varredura de levedura (Saccharomyces cerevisae) autolisada e
desidratada em secador de bandeja e liofilizador, com aumento de 300 vezes (figuras de cima), 1000
vezes (figuras do meio) e 6000 vezes (figuras de baixo).
Nota-se que a levedura autolisada apresenta um aspecto granuloso dado
pela junção das células rompidas e desidratadas. As células das leveduras
desidratada em bandeja a 80°C mostrou-se mais aderidas e, desta forma a amostra
apresentou-se mais compacta. Já as morfologias das amostras desidratadas em
bandeja a 60°C e 70°C foram semelhantes à amostra liofilizada, as quais mostraram
maior porosidade e células de leveduras menos aderidas.
A figura 11 apresentada na literatura mostra células intactas de levedura
(saccharomyces cerevisiae) ampliada 3000 vezes e a figura 12 mostra células
intactas e outras com a parede celular danificada pela presença de acetato de
cádmio ao meio de cultura com aumento de 5000 vezes (ALBERTINI, CARMO e
FILHO, 2007).
Ampliação: 1000x
Ampliação: 6000x
A
B
C
D
Ampliação: 300x
71
Figura 11 – Cultura de levedura (saccharomyces cerevisae)
observada pelo mev com aumento de 3000 vezes.
Fonte:
ALBERTINI, CARMO e FILHO (2007)
Figura 12 – Cultura de levedura (saccharomyces cerevisae)
após contato com acetato de cádmio observada pelo mev
com aumento de 5000 vezes.
Fonte:
ALBERTINI, CARMO e FILHO (2007).
As analises de BET mostraram que a área superficial do material
liofilizado foi maior em relação ao material desidratado em secador de bandeja,
sendo de 11 m
2
g
-1
e 1 m
2
g
-1
, respectivamente. Na liofilização os materiais
desidratados mantêm suas características originais, assim as células de levedura
secas autolisadas preservam sua porosidade e seu espaço intercelular. No secador
de bandeja, as temperaturas superiores resultaram em um material com menor área
superficial disponível. Deste modo, o material desidratado em secador de bandeja é
de mais difícil reconstituição, comparando-se ao liofilizado.
72
4.7 Análises microbiológicas do autolisado de levedura desidratado
Na tabela 5 têm-se os resultados das análises microbiológicas e os
valores máximos permitido pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA).
Os resultados das análises mostraram que os valores obtidos para Salmonella
sp/25g, Coliformes a 45°C/g, Estafilococos coagulase positiva/g e Bacilus cereus/g
estavam dentro das especificações da ANVISA.
Tabela 5
Análises microbiológicas do autolisado de levedura desidratado e valores de
referência da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA).
Parâmetros
Unidade
Resultados
ANVISA
Salmonella sp/25g
NMP/g Ausência/25g Ausência/25g
Coliformes a 45°C/g
NMP/g < 03 < 10
Estafilococos coagulase
positiva/g
UFC/g < 10 < 5x10
2
Bacilus cereus/g
UFC/g <10 < 5x10
2
4.8 Análise sensorial do pão de queijo com adição do autolisado de levedura
desidratado
A análise sensorial do pão de queijo contou com a participação de 71
julgadores. O gráfico 4 mostra a distribuição percentual do julgamento dos
participantes obtidos para os atributos aparência, aroma, textura, sabor e cor do pão
de queijo enriquecido com levedura autolisada. No atributo aparência o maior
percentual dos participantes desgostaram ligeiramente, do aroma gostaram muito,
da textura também gostaram muito, do sabor gostaram extremamente e da cor
desgostaram ligeiramente.
73
Gráfico 4 – Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de alambique
Pelo gráfico 5 observa-se que 5,63% dos participantes gostaram
extremamente da aparência do pão de queijo, 7,04% gostaram muito, 18,31%
gostaram moderadamente, 7,04% gostaram ligeiramente, 12,68% foram indiferentes
a este atributo, 25,35% desgostaram ligeiramente, 12,68% desgostaram
moderadamente, 4,23% desgostaram muito e 7,04% desgostaram extremamente.
Gráfico 5 - Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada de
Alambique, atributo aparência.
A aceitação dos participantes em relação ao atributo aparência do pão de
queijo foi de 38,02%, enquanto a rejeição foi de 49,30% (tabela 6). Acredita-se que
este fato foi devido à cor escura adquirida pela adição da farinha da levedura
74
autolisada. Os consumidores estão acostumados com a aparência clara
característica do pão de queijo e a oferta deste produto adicionado de fibras é
escassa no mercado. Na figura 13 têm-se as fotos do pão de queijo cru (á esquerda)
e do pão de queijo assado (á direita).
Figura 13 – Pão de queijo adicionado de autolisado de levedura cru (à esquerda) e
assado (à direita).
Santucci et al (2003b), encontraram índice de rejeição de 48,9% para
macarrão com adição de 5% de autolisado e de 22,7% para macarrão adicionado de
7,5% de autolisado de levedura e extrato de espinafre. Esta redução na rejeição
mostra que a adição de extrato de espinafre mascara a cor escura dada pela adição
do autolisado ao produto, aumentando assim a aceitação.
Tabela 6
Porcentagens de aceitação, indiferença e rejeição do pão de queijo enriquecido com
levedura autolisada de alambique
Atributo
Aceitação
(%)
Indiferença
(%)
Rejeição
(%)
Aparência 38,02 12,68 49,30
Aroma 76,06 14,08 9,86
Textura 94,36 02,82 2,82
Sabor 98,59 00,00 1,41
Cor 33,80 16,90 49,30
A distribuição percentual do julgamento dos participantes ao atributo
aroma do pão de queijo enriquecido, no gráfico 6, mostra que 19,72% gostaram
extremamente, 42,25% gostaram muito, 9,86% gostaram moderadamente, 4,23%
gostaram ligeiramente, 14,08% foram indiferentes, 4,23% desgostaram ligeiramente,
75
5,63% desgostaram moderadamente, nenhum participante desgostou muito ou
desgostou extremamente deste atributo.
Gráfico 6 - Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada de
Alambique, atributo aroma.
O atributo aroma do pão de queijo (tabela 6) obteve boa aceitação por
76,06% dos julgadores, enquanto apenas 9,86% rejeitaram esta característica.
Para a textura do pão de queijo (gráfico 7) 35,21% dos participantes
gostaram extremamente, 38,02% gostaram muito, 11,27% gostaram
moderadamente, 9,86% gostaram ligeiramente, 2,82% foram indiferentes, 1,41%
desgostaram ligeiramente, nenhum desgostou moderadamente, 1,41% desgostaram
muito e nenhum desgostou extremamente deste atributo.
Gráfico 7 - Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada de
Alambique, atributo textura.
76
A tabela 6 mostra que 94,36% dos participantes aceitaram a textura do
pão de queijo, enquanto apenas 2,82% rejeitaram este atributo. Esta grande
aprovação pelos participantes indicou que a adição do autolisado de levedura não
modificou a textura do produto. Santucci et al (2003b), observaram 75,6% dos
provadores aceitaram a textura do macarrão com adição de 5% de autolisado e
15,5% rejeitaram. O macarrão adicionado de 7,5% de autolisado de levedura e
extrato de espinafre obteve 80,8% de aprovação e 10,6% de rejeição.
No atributo sabor (gráfico 8) a porcentagem de provadores que gostaram
extremamente foi de 50,70%, 28,17% gostaram muito, 15,49% gostaram
moderadamente, 4,23% gostaram ligeiramente, nenhum participante foi indiferente
ou desgostou ligeiramente do sabor, 1,41% desgostaram moderadamente, nenhum
participante desgostou muito ou desgostou extremamente desta característica.
Gráfico 8 - Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada de
Alambique, atributo sabor.
O produto apresentou alto índice de aceitação (98,59%) para o atributo
sabor pelos participantes (tabela 6). Para o macarrão adicionado de 5% de
autolisado a aceitação para sabor foi de 71,1% e para o macarrão adicionado de
7,5% de autolisado de levedura e extrato de espinafre foi de 76,7% (SANTUCCI et
al., 2003b). Outros autores observaram que o biscoito tipo água e sal adicionado de
5% de autolisado obteve maior preferência pelos provadores que o biscoito
formulação padrão (SANTUCCI et al., 2003a). E Caldeira (2007) substituiu o
glutamato monossódico por 1% de extrato de levedura em lingüiça de frango e
percebeu que a maioria dos julgadores preferiu a lingüiça adicionada á lingüiça
77
padrão. Estes trabalhos mostram que a adição de derivados da levedura não
prejudica, e sim realça o sabor dos alimentos aumentando a aceitabilidade.
Para a cor (gráfico 9) as porcentagens foram: 2,82% gostaram
extremamente, 11,27% gostaram muito, 14,08% gostaram moderadamente, 5,63%
gostaram ligeiramente, 16,09% foram indiferentes, 19,72% desgostaram
ligeiramente, 12,68% desgostaram moderadamente, 14,08% desgostaram muito e
2,82% desgostaram extremamente.
Gráfico 9 - Análise sensorial do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada de
Alambique, atributo cor.
Na tabela 6 observa-se que o índice de rejeição para o atributo cor foi
igual ao atributo aparência, sugerindo que a cor escura do produto influenciou na
rejeição da aparência do pão de queijo. Assim como ocorrido com o atributo
aparência Santucci et al. (2003) perceberam uma redução na rejeição da cor quando
adicionaram extrato de espinafre à massa de macarrão, que foi de 64,4% para o
macarrão branco e de 21,3% para o macarrão com extrato.
As características do pão de queijo enriquecido com levedura autolisada
de alambique que tiveram maior aceitabilidade foram sabor e textura, enquanto a
aparência e cor foram os que tiveram maior índice de reprovação pelos provadores.
No gráfico 10 está representado o teste de atitude que avaliou a intenção
de compra dos participantes caso o pão e queijo enriquecido estivesse disponível no
mercado. 25,35% dos participantes disseram que compraria o produto sempre que
tivesse oportunidade; 12,68% compraria muito frequentemente; 19,72% compraria
frequentemente; 25,35% gosta do produto e compraria de vez em quando; 14,08%
78
compraria se estivesse acessível, mas não se esforçaria; nenhum participante
respondeu que não gosta do produto, mas compraria ocasionalmente; 1,41%
raramente compraria; 1,41% só compraria o pão de queijo enriquecido se não
pudesse escolher outro alimento e nenhum participante respondeu que compraria se
fosse forçado (a).
Gráfico 10 – Teste de intenção de compra para pão de queijo adicionado de levedura
autolisada de alambique
Uma grande parcela dos participantes respondeu que compraria o
produto sempre que tivesse oportunidade e outra respondeu que gosta do produto e
compraria de vez em quando, o que leva a conclusão que a primeira parcela
compraria motivada pelo sabor e textura do produto e a outra compraria de vez em
quando desmotivados pela cor e, consequentemente aparência.
79
5 CONCLUSÂO
O teor de proteína, a solubilidade protéica e a morfologia vista pelo mev
mostraram não haver diferença significativa entre as temperaturas utilizadas (60, 70
e 80°C) e entre os métodos de secagem (bandeja e liofilização). A liofilização
mostrou vantagem sobre o secador de bandeja no tamanho da área superficial,
sendo de mais fácil reconstituição.
A secagem da levedura de alambique em secador de bandeja mostrou
taxa de secagem maior para 80°C e menor umidade final na amostra que foi de
3,5% (b.s), porém a temperatura de 70°C foi a mais indicada para a secagem da
levedura, pois também apresenta taxa de secagem rápida, umidade final satisfatória
(4,8% b.s) e de acordo com a literatura evita desnaturação excessiva das proteínas
que se inicia a partir de 65°C, o que pode promover alterações indesejáveis no
aspecto, odor e estrutura do mesmo, com diminuição da solubilidade e da
capacidade de rehidratação. Este resultado aponta o secador de bandeja como uma
boa opção para secagem de levedura uma vez que é um método barato e de fácil
manuseio.
A levedura de alambique mostrou teor de proteínas menor e perfil de
aminoácidos inferior ao encontrado para levedura de cervejaria e de destilaria de
álcool etílico, além disso, o teor de fibra insolúvel apresentou muito acima e a fibra
solúvel abaixo dos dados da literatura.
Esta diferença da composição centesimal da levedura proveniente de
alambique não ocorreu devido à secagem, assim pode ter sido ocasionada pelo
método de fermentação, a idade das células ou safra.
A análise sensorial mostrou boa aceitação do pão de queijo adicionado de
levedura, apenas a cor e aparência receberam notas baixas, que ocorreu pelo fato
dos consumidores não estarem acostumados com esse produto integral.
Trabalhos futuros com a levedura de alambique poderão apontar as
causas da diferença na composição centesimal e também sugerir adição em outros
produtos onde a aparência ficará mais atrativa.
80
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALBERTINI Silvana; CARMO Leandro Francisco do; FILHO Luiz Gonzaga do Prado.
Determinação de isotermas de adsorção de Saccharomyces cerevisiae empregando
acetato e sulfato de cádmio. Ciênc. Tecnol.Aliment. v.27, n.2 Campinas
Apr./June 2007.
AMORIM, Henrique Vianna (Org); LEÃO Regina. M (Pesquisa e edição).
Fermentação alcoólica: Ciência e Tecnologia. Piracicaba: Fermentec Editora,
2005. 448p.
ARAÙJO, Júlio M. A. Química de alimentos: teoria e prática. 2ed. Viçosa: Editora
UFV, 1999. 416p.
ASSIS, Elaine Meire. Componentes da parede celular de leveduras: proteínas e
polissacarídeos de interesse das indústrias farmacêuticas e de alimentos. In: Anais
do workshop sobre produção de biomassa de levedura: utilização em
alimentação humana e animal, Campinas. 1996. p. 90-98.
Association of Official Analytical Chemists - AOAC. Official methods of analysis of
AOAC international. 15ed. Washington: AOAC, 1990. p.1105-1106.
BELL Leonard N; LABUZA Theodore P. Moisture: Practical aspects of isotherm
measurement and use. 2 ed. USA: American Association of Cereal Chemists, Inc,
2000. 122 p.
BELITZ, H.D. ; GROSH, W. Química de los alimentos. 2°ed. Zaragoza: Acribia,
1997 citado por PIMENTEL, C. V. M. B.; FRANCKI, V. M.; GOLLÜCKE, A. P. B.,
“Alimentos Funcionais – Introdução às Principais Substâncias Bioactivas em
Alimentos”. São Paulo: Editora Varela, 2005.
BELUCCO, André Eduardo de Souza. Alterações fisiológicas e de composição
em Saccharomyces cerevisae sob condições não proliferantes. 2001. 100f.
Dissertação (mestrado) – Escola Superior de Agricultura “Luíz de Queiroz” da
Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2001.
BLUMER, Solange Aparecida Groppo. Enriquecimento com ferro em levedura
(Saccharmyces cerevisiae). 2002. 66f. Dissertação (mestrado) - Escola Superior
de Agricultura “Luíz de Queiroz” da Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2002.
BOSS, Edinara Adelaide. Modelagem e otimização do processo de liofilização:
aplicação para leite desnatado e café solúvel. 2004. 129f. Dissertação
(Doutorado) – Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de
Campinas, Campinas, 2004.
BRANDT, Kátia Galeão; SAMPAIO, Magda MS Carneiro; MIUKI, Cristina Jacob.
Importância da microflora intestinal. Pediatria, São Paulo, v. 28, n.2, p.117-27. 2006.
81
BRASIL. Lei nº 9.367, de 11 de dezembro de 1986. Minas Gerais. Diário do
Executivo. Disponível em:
http://www.siam.mg.gov.br/sla/download.pdf?idNorma=2194. Acesso em: 20 Jan. 2009.
BRASIL. Deliberação Normativa COPAM Nº 74 de 9 de setembro de 2004. Minas
Gerais. Diário do Executivo. Disponível em:
http://www.siam.mg.gov.br/sla/download.pdf?idNorma=5532. Acesso em: 20 Jan. 2009.
BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução Nº 12, de 2 de janeiro
de 2001. Regulamento técnico sobre os padrões microbiológicos para
alimentos, Brasilia, DF, 02 jan. 2009. Disponível em:
http://www.anvisa.gov.br/legis/resol/12_01rdc.htm. Acesso em:28/03/2009.
BÚRIGO, Telma; et al. Efeito bifidogênico do frutooligossacarídeo na microbiota
intestinal de pacientes com neoplasia hematológica. Rev. Nutr. Campinas,
20(5):491-497, set./out., 2007.
CABALLERO- CÓRDOBA, Glenys M; PACHECO, Maria Tereza B; SGARBIERI,
Valdemiro C. Composição química da biomassa de levedura integral
(Saccharomyces SP.) e determinação do valor nutritivo da proteína em células
integras ou rompidas mecanicamente. Ciênc. Tecnol. Aliment., v.17, n.2, p. 102-
106, maio-ago. 1997.
CALDEIRA, E. R. Utilização de extrato de levedura Saccharomyces cerevisae
obtida da produção de cerveja como ingrediente de realçador de sabor: um
estudo de caso. 2007. 37f. monografia (Conclusão de curso – Engenharia de
alimentos) – Centro Universitário de Belo Horizonte, Belo Horizonte.
CASTRO Luis Antônio Suita. Processamento de Amostras para Microscopia
Eletrônica de Varredura. Pelotas, RS: Embrapa Clima Temperado, Documentos,
93, 2002.
CHAUD, Saula Goulart. Fracionamento e caracterização química da parede
celular de levedura – propriedades funcionais e fisiológicas das frações. 2004.
265f. Dissertação (Doutorado) - Faculdade de Engenharia de Alimentos,
Universidade Estadual de Campinas. Campinas, 2004.
CHAUD, Saula Goulart e SARBIERI, Valdemiro Carlos. Propriedades funcionais
(tecnológicas) da parede celular de leveduras da fermentação alcoólica e das
frações glicana, manana e glicoproteína. Ciênc. Tecnol. Aliment. Campinas, v. 26,
n.2, p. 369-379, 2006.
CHAUD, Saula Goulart et al. Influência de frações da parede celular de levedura
(Saccharomyces cerevisiae) sobre os índices séricos de glicose e lipídios, microbiota
intestinal e produção de ácidos graxos voláteis (AGV) de cadeias curtas de ratos em
crescimento. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 27(2): 338-348, abr.-jun. 2007.
CHAUD, Saula Goulart; SGARBIERI, Valdemiro Carlos; VICENTE, Eduardo.
Influência de frações da parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae)
82
sobre alguns parâmetros nutricionais de ratos em crescimento. Rev. Nutr.
Campinas, 21(2):137-147, mar./abr., 2008.
CHAVES, José Benício Paes. Métodos de diferença em avaliação sensorial de
alimentos e bebidas. 3. ed. - Viçosa: Ed. UFV, 2005.
CHIQUIERI, J. et al. Bioquímica sangüínea e altura das vilosidades intestinais de
suínos alimentados com adição de probiótico, prebiótico e antibiótico. Rev. Bras.
Saúde Prod. An., v.8, n.2, p. 97-104, 2007.
COLLI, Célia; SARDINHA, Fátima; FILISETTI Tulis Maria C.C. Alimentos Funcionais.
In: Guia de Nutrição: nutrição clínica no adulto. Barueri, SP: Manole, 2002. cap.4. p.
55 – 70.
COQUEMALA, Maria Angélica. Liofilização desidratação sem o uso de altas
temperaturas. Qualidade em Alimentação e Nutrição, São Paulo: Editora Ponto
Crítico, v.7, n.24, (mai./ago., 2006), p. 24-25.
COSTA, Leidimara Feregueti. Leveduras na nutrição animal. Rev. Eletrôn.
Nutritime, v.1, n1, p. 01-06, jul./ago 2004.
DAMORADAN, Srinivasan. Aminoácidos, péptidos y proteínas. In: Química de los
alimentos. 2ed. Zaragoza: Editorial Acribia S.A., 2000. Cap.6, 383-511.
DITCHFIELD, Cynthia. Estudos dos métodos para a medida da atividade de
água. 2000. 195f. Dissertação (mestrado) – Escola Politécnica. Universidade de São
Paulo, São Paulo, 2000.
DELPECH, I; et al. E’tude de l’action des genes de la série pli sur la structure de la
paroi de Saccharomyces cerevisae, Hansen. Annals of microbiology (inst.
Pasteur), 128: 439-450. 1977 citado por ASSIS, Elaine Meire. Componentes da
parede celular de leveduras: proteínas e polissacarídeos de interesse das indústrias
farmacêuticas e de alimentos. In: Anais do workshop sobre produção de
biomassa de levedura: utilização em alimentação humana e animal, Campinas, SP,
1996, p. 90-98.
DUARTE et al. Aplicações de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Sistema
de Energia Dispersiva (EDS) no Estudo de Gemas: exemplos brasileiros. Pesquisas
em Geociências, Porto alegre, v.30, n.2: 3-15, 2003.
DZIEZAK, J. D. Yeasts and yeast derivatives: Applications. Food Technology.
41(2): 104-121, 1987 citado por ASSIS, Elaine Meire. Componentes da parede
celular de leveduras: proteínas e polissacarídeos de interesse das indústrias
farmacêuticas e de alimentos. In: Anais do workshop sobre produção de
biomassa de levedura: utilização em alimentação humana e animal, Campinas, SP,
1996, p. 90-98.
EVANGELISTA, José. Tecnologia de alimentos. 2 ed. São Paulo: Editora Atheneu,
1998.652p.
83
FARIA, Haroldo Garcia; et al. Valor nutritivo das leveduras de recuperação
(Saccharomyces sp), seca por rolo rotativo ou por “Spray-Dryer”, para coelhos em
crescimento. Rev. bras. zootec., 29(6):1750-1753, 2000.
FELLOWS, P.J. Tecnologia do processamento de alimentos – Princípios e
práticas. 2 ed. Porto Alegre: Artemed, 2006. 602p.
FERREIRA, Margarete Martins Pereira. Desenvolvimento, caracterização e
secagem de sementes com cobertura artificial. 2003. 264f. Dissertação
(Doutorado) – Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos, São
Carlos, 2003.
FIALHO, E.T et al. Determinação dos valores de composição química e de
digestibilidade de alguns ingredientes nacionais para suínos. Revista da Sociedade
Brasileira de Zootecnia, v. 12, n.12, p. 337-356, 1983 citado por BELUCCO, André
Eduardo de Souza. Alterações fisiológicas e de composição em Saccharomyces
cerevisiae sob condições não proliferantes. 2001. 100f. Dissertação (mestrado) –
Escola Superior de Agricultura “Luíz de Queiroz” da Universidade de São Paulo,
Piracicaba, 2001.
FILHO Djalma Lahr; GHIRALDINI José Antônio; ROSSELL Carlos Eduardo Vaz.
Estudos de otimização da recuperação de biomassa de levedura em destilarias. In:
Anais do workshop sobre produção de biomassa de levedura: utilização em
alimentação humana e animal, Instituto de Tecnologia de Alimentos, Campinas, SP,
1996, p.52-58.
FOUST et al. Princípios das operações unitárias. 2 ed. Rio de Janeiro: LTC –
Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1982. 670p.
FRANCO Sebastião Gonçalves; PEDROSO Antonio Carlos; GRIGOLETTI Celso.
Efeitos da inclusão de leveduras (saccharomyces cerevisae) associados ou não a
antibióticos na alimentação de frangos de corte. Ciência Anim. Bras.v. 6, n. 2, p.
79-85, abr./jun. 2005.
FRANKLIN, S.T.; NEWMAN, M.C.; NEWMAN, K.E. MEEK, K. I. Immune parameters
of dry cows fed mannan oligosaccharides and subsequent transfer of immunity to
calves. Journal Dairy of Science, v.88, p. 766-775, 2005.
FREITAS, Fernando César Garcia. Balanço energético de um forno túnel de
cerâmica estrutural convertido de lenha para gás natural. 2007. Dissertação
(Doutorado). Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte,
Natal, 2007.
GAVA, A.J. Princípios de tecnologia de alimentos. São Paulo: Nobel, 284p.1984.
IDOTA, T.; KAWARAMI, H.; NAKAGIMA, I. Growth promoting effect of N-
acetylneuraminic acid substances on Bifidobacteria. Bioscience, Biotechnology
and Biochemistry, v. 58, n.9, p.1720-1722, 1994.
84
IGUTI, Antônia Miwa. Proteínas. In: Química de alimentos. 2ed. São Paulo: Editora
Edgard Blucher Ltda, 2007. cap3, p.88-110.
INCROPERA, Frank P.; WITT David P. Fundamentos da transferência de calor e
massa. 3ed. LTC-Livros técnicos e Científicos Editora S.A, Rio de Janeiro,1992.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Procedimentos e determinações gerais. In: Métodos
químicos e físicos para análise de alimentos. 4. ed. 1 ed. digital. São Paulo:
Instituto Adolfo Lutz, 2008. Cap. 4. Disponível em:
http://www.ial.sp.gov.br/index.php?option=com_remository&Itemid=7&func=select&orderb
y=1&Itemid=7. Acesso em: 12/05/2008.
JACOB-LOPES, Eduardo; et al. Caracterização da fração protéica da cianobactéria
Aphanothece Microscopica Nägeli cultivada no efluente da parboilização do arroz.
Ciênc. Tecnol. Aliment. v.26, n.2. Campinas April/June 2006.
JUNIOR, A.M. e ARÉVALO, Z.D. Estudo da termólise de leveduras saccharomyces
cerevisiae de usina de álcool usando energia de microondas. B.CEPPA, Curitiba, v.
19, n. 1, p. 5364, jan./jun. 2001.
JUNQUEIRA et al. Avaliação de níveis e fontes de proteína na alimentação de
leitões na fase inicial de crescimento. R. Bras. Zootec., v.37, n.9, p.1622-1627,
2008.
KEEY, R.B. Drying: Principles and Practice. Pergamon Press Inc., 1972.
KOLLAR, R., STURDIK, E., SAJBIDOR, J. Complete fractionation of Saccharomyces
cerevisiae biomass. Food Biotechnology, 6(3):225-237, 1992 Citado por
SGARBIERI, Valdemiro Carlos et al. Produção piloto de derivados de levedura
(saccharomyces cerevisae) para uso como ingrediente na formulação de alimentos.
Braz. J. Food Technol. Campinas, v.2, n. 1.2, p. 119-125, 1999.
LANAMAR Carlos A. RESENDE Jaime V. CAL-VIDAL José. Redução da
higroscopicidade de pós liofilizados pela indução da cristalização em soluções –
modelo de açucares constituintes de frutas. Braz. J. Food Technol. 2005: v.8 n.2, p.
163 – 173.
LAND, C.M. Van't. Industrial Drying Equipment – Selection and Application.
Chemical Industries. v.45. Marcel Dekker, Inc. 1991.
LEE, H. O. Fundamentals of Food Biotechnology. Ed. V.C.H. Publishers Inc.
New York, 1996, 431p. citado por CHAUD, Saula Goulart et al. Fracionamento e
caracterização química da parede celular de levedura – propriedades
funcionais e fisiológicas das frações. 2004. 265f. Dissertação (Doutorado) -
Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas.
Campinas, 2004.
LIMA, G.J.M.M. de. Uso da levedura seca (Saccharomyces cerevisiae) de
destilarias de álcool de cana de açúcar na alimentação de matrizes suínas em
gestação e lactação. Piracicaba, 1983. 139p. Dissertação (Mestrado) – Escola
85
superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo citado por
BELUCCO, André Eduardo de Souza. Alterações fisiológicas e de composição
em Saccharomyces cerevisiae sob condições não proliferantes. 2001. 100f.
Dissertação (mestrado) – Escola Superior de Agricultura “Luíz de Queiroz” da
Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2001.
LIMA, Urgel Almeida; SATO Sunao. Proteína de origem microbiana. In:
Biotecnologia industrial: Biotecnologia na produção de alimentos. São Paulo:
Editora Edgard Blucher LTDA, 2001. Vol. 4, cap.15, p.421-445.
MAHAN, l. Kathleen; ESCOTT-STUMP, Sylvia. Krause: alimentos, nutrição e
dietoterapia. 9 ed. São Paulo: Roca, 1998.
MALISKA, Ana Maria. Microscopia eletrônica de varredura e microanálise.
Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Departamento de Engenharia
Mecânica – EMC, Laboratório de Materiais – LABMAT, Laboratório de
Caracterização Microestrutural e Análise de Imagens – LCMAI. 98f. 200[?] Apostila.
Disponível em: http://www.materiais.ufsc.br/lcm/web-MEV/MEV_index.htm. Acesso em
15/05/09.
MARCINKOWSKI, E. A. Estudo da cinética de secagem, curvas de sorção e
predição de propriedades termodinâmicas da proteína texturizada de soja.
2006. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-graduação em Engenharia
Química. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2006.
MIYADA, V.S. Uso da levedura seca (Saccharomyces cerevisiae) de destilarias
de álcool de cana de açúcar na alimentação de suínos em crescimento e
acabamento. Piracicaba, 1978. 106p. Dissertação (Mestrado) – Escola Superior de
Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo citado por BELUCCO,
André Eduardo de Souza. Alterações fisiológicas e de composição em
Saccharomyces cerevisiae sob condições não proliferantes. 2001. 100f.
Dissertação (mestrado) – Escola Superior de Agricultura “Luíz de Queiroz” da
Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2001.
MONTGOMERY, D. C. Design and analysis of experiments. 6. ed. John Wiley &
Sons, 2005.
MORAES Sergio O; RODRIGUES Valéria C. Secagem de alimentos: Ciência dos
alimentos. Universidade de São Paulo - Escola Superior de Agricultura “Luiz de
Queiroz”, 2006. 5 f. Programa de Aperfeiçoamento do Ensino Superior. Apostila.
MOREIRA, J.R.DE.A. Uso da levedura seca (Saccharomyces cerevisiae) de
destilarias de álcool de cana de açúcar em rações isocalóricas para suínos em
crescimento e acabamento. Piracicaba, 1984. 107p. Dissertação (Mestrado) –
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo citado
por BELUCCO, André Eduardo de Souza. Alterações fisiológicas e de
composição em Saccharomyces cerevisiae sob condições não proliferantes.
2001. 100f. Dissertação (mestrado) – Escola Superior de Agricultura “Luíz de
Queiroz” da Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2001.
86
MOREIRA Ivan; et al. Utilização de levedura de recuperação (Saccharomyces sp.),
seca por spray-dryer, em rações fareladas ou peletizadas para leitões na fase inicial.
Acta Scientiarum, v. 21, n.3, p.711-716, 1999.
MORR, C.V; et al. A collaborative study to develop a standardized food protein
solubility procedure. Journal of Food Science, Chicago, v. 50, n. 6, p. 1.715-1.718,
1985.
MUJUMDAR, A.S. Handbook of Industrial Drying. Marcel Dekker, Inc. 1987.
MUTTON Márcia J.R. MUTTON Miguel A. Aguardente. In: Tecnologia de bebidas:
matéria-prima, processamento, BPF/APPCC, legislação e mercado. São Paulo:
Edgard Blucher, 2005. Pág. 485-524.
NEWMAN, K. Mannan oligosacharides: natural polymers with significant impact n the
gastrointestinal microflora and the immune system. In: Annual symposium of
nutritional biotechonology in the feed and food industries, 10., 1994.
Nichoslaville. Proceedings of Alltech’s… Nichoslaville: Alltech Technical Publications,
1994. p 167-174 citado por OLIVEIRA, Bruno Menezes Lopes. Suplementação de
vacas leiteiras com Saccharomyces cerevisae CEPA KA 500. 2008.62 f.
Dissertação (Mestrado), Ciências veterinárias, Universidade Federal de Lavras,
2008.
NICÁCIO, S. Estudo da cinética da secagem de leveduras para uso como fonte
protéica na ração animal. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de
Campina Grande, Campina Grande, 2002 citado por ROCHA, Ana; et al. Cinética de
produção de levedura seca em leito de jorro. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, v.12,
n.1, p.81–86, 2008.
NÒBREGA, F.J. Desnutrição intra-uterina e pós-natal. 2°ed. São Paulo.
Panamed, 1985, 567p. citado por PACHECO, Maria Teresa Bertoldo. Levedura
como fonte de proteína: extração, isolamento, propriedades nutritivas e funcionais.
In: Anais do workshop sobre produção de biomassa de levedura: utilização em
alimentação humana e animal, Campinas, SP, 1996, p. 90-98.
OLIVEIRA, Consuelo Ribeiro, et al. Cachaça de alambique - Manual de boas
práticas ambientais e de produção. Convênio de cooperação técnica
seapa/semad/ampaq/ feam/ima, junho/2005.
OLIVEIRA, Bruno Menezes Lopes. Suplementação de vacas leiteiras com
Saccharomyces cerevisiae CEPA KA 500. 2008.62 f. Dissertação (Mestrado),
Ciências veterinárias, Universidade Federal de Lavras, 2008.
ORDÓÑEZ PEREDA, Juan A. et al. Tecnologia de alimentos. Porto Alegre:
Artmed, 2005. 2 v. 280p.
ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD. Necesidades de energá y de
proteínas. Ginebra, FAO/OMS/UNU, 1985. 220p. (Series de Informes técnicos 724).
87
PACHECO, Maria Teresa Bertoldo. Levedura como fonte de proteína: extração,
isolamento, propriedades nutritivas e funcionais. In: Anais do workshop sobre
produção de biomassa de levedura: utilização em alimentação humana e animal,
Campinas, SP, 1996, p. 90-98.
PÁDUA, Delma Machado Cantisani; et al. Determinação da composição em
aminoácidos das proteínas da levedura de álcool (saccharomyces cerevisiae) seca,
e da farinha de peixe como ingredientes para rações de peixes de água doce. Anais
das Escolas de Agronomia e Veterinária, Goiânia, v. 27, n. 2, p. 85-97, 1997.
PÁDUA, Eloísa A.; OLIVEIRA, Admar C.; SGARBIERI, Valdemiro Carlos.
Importância da parede celular de levedura (Saccharomyces sp.) como fonte de fibra
na alimentação. Ciênc. Tecnol. Aliment. Campinas. v. 20, n. 2, 2000.
PARK, Kil Jin; YADO, Maurício Kenze Moreno; BROD, Fernando Pedro Reis. Estudo
de secagem de pêra bartlett (pyrus sp.) em fatias. Ciênc. Tecnol. Aliment.,
Campinas, v21, n3: 288-292, set-dez. 2001.
PELEGRINE, Daniela Helena; GASPARETTO, Carlos Alberto. Estudo da
solubilidade das proteínas presentes no soro de leite e na clara de ovo. Revista
Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.57-65, 2003
PIMENTEL, C. V. M. B.; FRANCKI, V. M.; GOLLÜCKE, A. P. B., “Alimentos
Funcionais – Introdução às Principais Substâncias Bioativas em Alimentos”. São
Paulo: Editora Varela, 2005.
POURCHET-CAMPOS Maria Aparecida. Fibra dietética. In: Ciências nutricionais.
São Paulo: Sarvier, 1998. Cap.12, 210-215.
REISINGER, O.; et al. Ultrastructure study of a wild strain and three mutants of a wild
strain and three mutants of Saccharomyces cerevisae, Hansen. Cellular and
Molecular Biology, 26: 227-233. 1980 citado por ASSIS, Elaine Meire.
Componentes da parede celular de leveduras: proteínas e polissacarídeos de
interesse das indústrias farmacêuticas e de alimentos. In: Anais do workshop
sobre produção de biomassa de levedura: utilização em alimentação humana e
animal, Campinas, 1996, p. 90-98.
ROCHA, Ana; et al. Cinética de produção de levedura seca em leito de jorro. R.
Bras. Eng. Agríc. Ambiental, v.12, n.1, p.81–86, 2008.
ROSE, H. R. Composition of the envelope layers of Saccharomyces cerevisae in
relation to flocculation and ethanol tolerance. Journal of Applied Bacteriology
Symposium Supplement. V.74, n. 22, p. 110-118, 1993 citado por ASSIS, Elaine
Meire. Componentes da parede celular de leveduras: proteínas e polissacarídeos de
interesse das indústrias farmacêuticas e de alimentos. In: Anais do workshop
sobre produção de biomassa de levedura: utilização em alimentação humana e
animal, Campinas, 1996, p. 90-98.
SAAD, Susana Marta Isay. Probióticos e prebióticos: o estado da arte. Rev. Bras. de
Ciênc. Farmacêuticas, vol. 42, n. 1, jan./mar., 2006.
88
SANCHES, Ana Lígia. Prebiótico e simbiótico em rações de leitões ao
desmame.2004. Dissertação (mestrado), Programa de Pós-graduação em
Zootecnia. Universidade Federal de Lavras, 2004.
SANTIN, Ana Paula. Estudo da secagem e da inativação de leveduras
Saccharomyces cerevisiae.1996.151 f. Dissertação (Mestrado), Engenharia
Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1996.
SANTUCCI, Marjorie Carelli Costa et al. Efeito do enriquecimento de biscoitos tipo
água e sal, com extrato de levedura (Saccharomyces sp). Ciênc. Tecnol. Aliment.
Campinas, v. 23, n. 3, p. 441-446, set-dez 2003a.
SANTUCCI, Marjorie Carelli Costa et al. Enriquecimento de macarrão tipo tubo
(massa curta) com derivados de levedura (saccharomyces sp.): impacto nutricional e
sensorial. Ciênc. Tecnol. Aliment. Campinas, v. 23, n. 2, p. 290-295, maio-ago,
2003b.
SANSEVERINO A. M. Microondas em síntese orgânica. Quim. Nova, Vol. 25, No. 4,
660-667, 2002.
SGARBIERI, Valdemiro Carlos; PACHECO, Maria Teresa B. Revisão: Alimentos
Funcionais Fisiológicos. Braz. J. Food Technol., 2(1,2):7-19, 1998.
SGARBIERI, Valdemiro Carlos et al. Produção piloto de derivados de levedura
(saccharomyces cerevisae) para uso como ingrediente na formulação de alimentos.
Braz. J. Food Technol. Campinas, v.2, n. 1.2, p. 119-125, 1999.
SKOOG, D. A.: LEATY, J.J. Principles of Instrumental Analysis. 4th ed. Saunders
College Publishing, NY, 1992.
SOARES, Paulo Augusto; ROSSELL Carlos Eduardo Vaz. O Setor Sucroalcooleiro
e o domínio tecnológico. NAIPPE/USP, 2007. Disponível em:
http://www.naippe.fm.usp.br/trabalhos/vol2.PDF. Aceso em: 20/12/2008.
STECKELBERG, Claudia. Caracterização de leveduras de processos de
fermentação alcoólica utilizando atributos de composição celular e
características cinéticas. Tese (Doutorado), Engenharia Química,
Universidade Estadual de Campinas, 2001.
STRUMILLO, Czeslaw., KUDRA, Tadeusz. Drying: Principles, applications and
design. v.3. Topics in Chemical Engineering. Gordon and Breach Science
Publishers, 1986.
TIRAPEGUI J. Nutrição – Fundamentos e aspectos atuais. São Paulo: Editora
Atheneu, 2000.
TRAVAGLINI, D.A; AGUIRRE J.M; SILVEIRA E.T.F. Curso sobre alimentos
desidratados. Campinas: Ital, 1979. 230 f. Apostila.
89
VERDI, Adriana Renata. Dinâmicas e perspectivas do mercado da cachaça.
Informações Econômicas, São Paulo, v.36, n.2, fev. 2006.
VILELA F. A; SILVA W. R. Curvas de secagem de semente de milho utilizando o
método intermitente. SC. Agr., Piracicaba, V. 49, n 1, p. 145 – 153, 1992.
VILELA, Elke Simone Dias; SGARBIERI Valdemiro Carlos; ALVIM Izabela Dutra.
Valor nutritivo da biomassa de células íntegras, do autolisado e do extrato de
levedura originária de cervejaria. Rev. Nutr. Campinas, V. 13, n.2, maio/ago, 2000.
YAMADA, Eunice Akemi et al. Composição centesimal e valor protéico de levedura
residual da fermentação etanólica e de seus derivados. Rev. nutr. v.16, n.4,
Campinas, out./dez. 2003.
WATANABE, André Luiz. Suplementação de levedura desidratada
(Saccharomyces cerevisae) e derivados na alimentação de juvenis de pacu
(Piaractus mesopotamicus). 2006. 82f. Dissertação (mestrado) – Faculdade de
Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo, Pirassununga,
2006.
WILDMAN, R. E. C. Handbook of nutraceuticals and functional foods. Boca
Raton: CRC Press, 2001 citado por PIMENTEL, C. V. M. B.; FRANCKI, V. M.;
GOLLÜCKE, A. P. B., “Alimentos Funcionais – Introdução às Principais
Substâncias Bioactivas em Alimentos”. São Paulo: Editora Varela, 2005.
ZANUTTO, Carlos Alexandre; et al. Utilização da levedura de recuperação
(Saccharomyces sp.), seca por rolo rotativo ou por spray-dryer, na alimentação de
leitões na fase inicial. Acta Scientiarum, v. 21, n. 3, p. 705-710, 1999.
90
APÊNDICE A
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO - TCLE
(Em 2 vias, sendo uma retida pelo sujeito da pesquisa e uma arquivada pelo pesquisador)
• Este trabalho visa avaliar as características sensoriais (consistência da crosta, cor, textura, simetria,
aroma e sabor) de um produto de panificação adicionado de uma farinha obtida através da levedura
inativada (morta e com parede celular rompida) da fermentação alcoólica.
• A importância deste estudo é o aproveitamento do excedente de levedura da produção de cachaça
na alimentação humana, visto que esta é rica em proteína, vitaminas do complexo B, minerais,
particularmente selênio, e fibra dietética.
• O voluntário receberá uma amostra do alimento enriquecido coma farinha de levedura inativada
para o teste sensorial. Também receberá uma ficha com um questionário de múltipla escolha, que
deverá assinalar em uma das alternativas gostei extremamente, gostei muito, gostei
moderadamente, gostei ligeiramente, indiferente, desgostei ligeiramente, desgostei
moderadamente, desgostei muito e desgostei extremamente para os itens aparência, aroma,
textura, sabor e cor. Responderá, também, entre sim ou não, se compraria o produto se estivesse
disponível no mercado.
• O benefício esperado da participação no estudo, mesmo que de maneira indireta é o de contribuir
para o desenvolvimento de um produto que poderá ser adicionado em alimentos aumentando seu
valor nutritivo.
• O desconforto que o voluntário poderá sofrer é de não gostar do produto provado.
• Em caso de urgência médica, o SAMU (Serviço de Atendimento Móvel de Urgência), será acionado
imediatamente.
• Este é o único método para avaliar a preferência das pessoas sobre os alimentos, principalmente
para o item sabor.
• O voluntário poderá esclarecer suas dúvidas em qualquer momento do trabalho. Os telefones dos
responsáveis pela pesquisa são: Giselle Ramos (31-88290967) e Viviane Birchal (31-91234251),
comitê de ética (31-33786255).
• O voluntário poderá recusar a participar ou retirar seu consentimento, em qualquer fase da
pesquisa, sem penalização alguma.
• Fica garantido o sigilo a identificação do voluntário na divulgação dos resultados da pesquisa.
• A participação é de livre e espontânea vontade do indivíduo, não sendo oferecido nenhum tipo de
remuneração.
Eu _________________________________________________________________________,
declaro ter lido e compreendido todos os itens acima especificado e concordo em participar
voluntariamente desta pesquisa intitulada como “Obtenção, caracterização e secagem da célula
íntegra e do autolisado de levedura de alambique”.
Belo Horizonte, de 2009.
_________________________ ______________________________
Assinatura do voluntário Assinatura do pesquisador responsável
91
APÊNDICE B
Digestibilidade in vitro
O tratamento térmico dos alimentos pode comprometer as propriedades
físico-químicas e nutricionais das proteínas. A digestibilidade in vitro é um método
bastante usado para avaliar a biodisponibilidade da proteína de um alimento para a
absorção no organismo de animais e humanos.
A digestibilidade in vitro foi avaliada pelo método de Tilley e Terry (1963).
O experimento foi realizado no laboratório de nutrição da Escola de Veterinária da
Universidade Federal de Minas Gerais.
O método consiste em colocar as amostras em contato com o líquido de
rúmen acrescido de um tampão (inóculo) no interior de um tubo de ensaio. Assim,
tenta-se simular o que ocorre "in vivo", reproduzindo as condições predominantes no
rúmen-retículo, com a presença de microorganismos, anaerobiose, temperatura de
39ºC, poder tampão e pH de 6,9. O processo de fermentação ocorre durante 24 a 48
horas.
A digestibilidade in vitro da matéria seca (DIV) do autolisado de levedura
de alambique foi de 83,25%. Zanutto et al (1999) encontraram valores próximos de
digestibilidade, que foi de 82,01% seca em rolo rotativo e 90,01% seca em spray
dryer. Já Gattass et al (2008) encontraram 55,55% de digestibilidade, este resultado
também foi visto por Watanabe (2006) que obteve 65,03% de levedura seca em
spray dryer.
Júnior e Arévalo (2001) encontraram digestibilidade mínima de 25% para
a levedura seca em microondas à 80°C e máxima de 85% á 120°C por 15 minutos.
92
ANEXO 1
Análise sensorial do pão de queijo com autolisado de levedura
Por favor, dê sua opinião sobre as seguintes características da amostra, marcando
na escala abaixo a opção que melhor reflita seu julgamento:
Aparência
Aroma
Textura
Sabor
Cor
Gostei extremamente
( )
( )
( )
( )
( )
Gostei muito
( )
( )
( )
( )
( )
Gostei moderadamente
( )
( )
( )
( )
( )
Gostei ligeiramente
( )
( )
( )
( )
( )
Indiferente
( )
( )
( )
( )
( )
Desgostei ligeiramente
( )
( )
( )
( )
( )
Desgostei
moderadamente
( )
( )
( )
( )
( )
Desgostei muito
( )
( )
( )
( )
( )
Desgostei extremamente
( )
( )
( )
( )
( )
Por favor, marque na escala abaixo a opção que melhor reflita seu julgamento:
( ) Compraria isto sempre que tivesse oportunidade
( ) Compraria isto muito freqüentemente
( ) Compraria isto freqüentemente
( ) Gosto disto e compraria de vez em quando
( ) Compraria isto se estivesse acessível, mas não me esforçaria
( ) Não gosto disto, mas compraria ocasionalmente
( ) Raramente compraria isto
( ) Só compraria isto se não pudesse escolher outro alimento
( ) Só compraria isto se fosse forçado (a)
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