Disciplina: Produção e Composição de Alimentos HNT –205 Prof. … · 2016-10-24 · CEREAIS...

Cereais

Disciplina: Produção e Composição de Alimentos HNT – 205

Prof. Eduardo Purgatto

Departamento de Nutrição ‐ Faculdade de Saúde Pública ‐ USP

2016

CEREAIS

‐ CEREAL: deusa da colheita CERES.

‐ Gramíneas : trigo, arroz, milho, cevada, centeio, aveia e sorgo. 

‐ Características Gerais:

=> Podem ser estocados seguramente por tempo prolongado

=> São a maior parte da alimentação diária de várias populações, => Fornecem também proteínas

=> Melhoramento genético para aumentar qualidade nutricional

‐ Clima  temperado

‐Usos:

* preparação do malte (para cervejaou para panificação em alguns países)

* Ração para suínos ou gado

‐ Cevada “pérola” : grão sem a casca eo germe

‐ Farinha de cevada: trituração daspérolas

Cevada(Hordeum sativum)

Centeio‐ mais resistente ao frio

‐ grão mais largo que o trigo, mas com extremidades mais afiladas.

‐ A farinha é usualmente usada na panificação. O pão de centeio é rico em vitaminas do complexo B e também fibra alimentar

‐ Preparo de whisky, vodka, álcool.

(Secale cereale)

Aveia(Avena sativa)

cerca de 6.000 variedades na natureza

produtos conservam maior quantidade do grão original.

Tem o maior teor lipídico entre os cereais, porque o germe é retido (cerca de 8,5g/100g).

Usos: alimentos infantis, mingaus, cereal matinal

Flocos de aveia: os grãos são descorticados, e após um tratamento térmico, uma laminagem os transforma em flocos.

Sorgo

(Sorghum vulgare)

cultivado para forragens, gado

‐ Sacarino: rico em açúcar. Usado nos Estados Unidos‐ Forrageiro: alimentação animal (forragem)‐ Gramífero: alimentação animal (grãos)

África: usa o sorgo como alimento humano (corresponde ao arroz usado aqui)‐ Países desenvolvidos: alimentação animal

‐ pode ser empregado em pães e biscoitos sem glúten, quando combinado com outros amidos, como de milho e arroz

Possui o endosperma amarelado pois contém carotenóides. 

‐ híbrido fértil do trigo com centeio. Cereal com cerca de 2 vezes o peso e tamanho do grão de trigo normal. 

‐ É mais proteico: 16 a 17,5% ( 40% a mais que na maioria dos outros cereais)

‐ Tem mais lisina que o trigo e mais metionina que o centeio.

Triticale× Triticosecale Wittmack

Arroz(Oryza sativa)

Clima tropical ou temperado, com muita umidade e sol.

Processamento: descascamento e polimento 

Parboilizado

‐Maceração (60oC – 5hs)

‐Tratamento com vapor (gelatinização)

‐Secagem e descascamento

‐Vantagens: maior rendimento (menor quebra), mais nutritivo (B1), não pegajoso.

‐Desvantagem: cor e sabor diferentes

Milho  

(Zeamays)

Brasil é terceiro produtor mundial

Usos: 

* consumo humano,

*  ração, 

* fabricação de amido, xarope, whisky

* Cereais matinais “corn flakes” 

Centro de origem•terras áridas da Ásia Menor

Classificação:‐tempo do plantio, ou estação da coleta (de inverno oude primavera): classificação + comum.‐ cor do grão (vermelho ou branco)‐ e na dureza ou maciez do grão (para fins comerciais).

Além do interesse comercial a classificação do trigo éextremamente importante na fabricação de produtosque utilizam a farinha como matéria prima.

TRIGO Triticum sp.

EstruturaO grão compreende 3 partes essenciais:

1) Endosperma representa 82 ‐ 84% do peso do grão. É o componente mais importante quantitativa e qualitativamente

2) Casca (pericarpo) 13‐16% :  é o revestimento que protege o endosperma. Durante a moagem é separada e produz o farelo.

3) Germe, 2‐3%. É a parte viva do grão. Contém grande quantidade de lipídeos e deve ser separado da farinha para evitar a rancificação confira  um gosto ruim à mesma.

Composição

• Amido

• Lipídeos

• Proteínas

• Minerais

• Vitaminas

• Fibras (celulose, hemicelulose, pectin, 

‐glucanos

Teor de Fibras de Alguns Alimentos

Item Alimentar Umidade (%)

Fibra Alimentar (%)

Amido de MilhoFubáFarinha de MilhoFarelo de Milho

8.311.610.94.7

0.95.213.484.6

Flocos de AveiaFarinha de Aveia IntFarelo de Aveia

3.17.86.6

3.09.615.9

Arroz secoArroz cozido

8.176.4

1.60.8

Farinha de Trigo Branca 11.8 2.7

Farinha de Trigo Integral 10.9 12.6

Proteína:

Qualidade da ProteínaAminoácido Limitante: Lisina para cereais em geralMilho: triptofanoNo caso de consumo de cereais com leguminosas (deficientes em metionina), recomenda‐se a combinação de duas partes de cereal para uma de leguminosa. 

Tipos de Proteínas: Os cereais contém vários tipos de proteínas, e a classificação é dada pela solubilidade (albuminas, globulinas, prolaminas, gluteninas)

Milho: prolamina se chama zeínaCevada: prolamina se chama hordeínaAveia: prolamina se chama aveninaTrigo: gliadina + glutenina Glúten (complexo elástico).   

Minerais e Vitaminas

Ferro (quantidade suficiente, mas biodisponibilidade?)

Magnesio no farelo

Vitaminas do complexo B e vitamina E (se for integral)

Cevada, trigo e sorgo especialmente ricos em Niacina

Teor de Lipídios: baixa proporção. 

Milho ‐ 4% sorgo ‐ 4% arroz ‐ 2%

trigo ‐ 2% cevada ‐ 2%

aveia ‐ 5% centeio ‐ 2%

Rica em ácidos graxos insaturados: 35‐60% de linoleico

Efeito do Processamento nas Qualidades Nutricionais

80% da vitamina B1 é removida quando o arroz é polido. Arroz parboilizadomantém boa parte das vitaminas

Cozimento com água em excesso retira em torno de 50% de vitaminas do complexo B.

Dependendo da taxa de extração do trigo, a farinha terá diferentes composições

Extração

Proteína (%)

Lipídeos (%)

Cinzas (%)

Fibra Bruta (%)

Tiamina (ug/g)

Niacina (ug/g)

85% 12.5 1.5 0.92 0.33 3.42

80% 12 1.4 0.72 0.20 2.67 19

70% 11.4 1.2 0.44 0.10 0.70 10

Tabela 6‐ Composição da Farinha de Trigo com Diferentes Taxas de Extração do Trigo

Aspectos Negativos

FitatoMilho: germe (teor  de 6%)

Outros cereais: aleurona

Forma complexo insolúvel com minerais diminuindo sua biodisponibilidade (zinco, ferro, cálcio)

Taninos

Compostos fenólicos que reduzem a digestibilidade das proteínas

Afetam cor e sabor

Presente: sorgo, aveia.

Produção de Cerveja: Maltagem

•Maltagem: germinação controlada da semente, seguida de sua dessecaçãocontrolada

•Maceração: objetiva introduzir água no grão (42‐44%)

•Germinação: 3‐4 dias, ar úmido a 12oC 

•Ocorre ativação de α‐ e β‐amilase.

•Secar com calor moderado para não inativar as enzimas.

• Cevada germinada seca: malte

Centro de origem•terras áridas da Ásia Menor

Classificação:‐tempo do plantio, ou estação da coleta (de inverno oude primavera): classificação + comum.‐ cor do grão (vermelho ou branco)‐ e na dureza ou maciez do grão (para fins comerciais).

Além do interesse comercial a classificação do trigo éextremamente importante na fabricação de produtosque utilizam a farinha como matéria prima.

TRIGO Triticum sp.

Aplicação de cada tipo de trigo:

Tipo de trigo Produto a ser fabricado

Duro Pão

Mole Biscoitos, bolos

Durum (Triticum durum) Pastas alimentícias

‐ Trigo duro: tem um grão mais vítreo e duro. 

As células quebram uniformemente, farelo solta‐se mais facilmente. Usualmente esse trigo tem um teor mais alto de proteína, que possui um poder elástico maior.

‐Trigo mole:menor teor de proteína.

Partes do Grão Endosperma:

Energia; Carboidratos; proteína

Camadas do Farelo:

Proteção do Grão ; Fibra; 

B‐vitaminas; minerais

Germe:

Nutrir a semente; 

Antioxidantes; Vitamina E; 

B‐vitaminas

Grão Intregral:  contém todas as

partes e seus benefícios

Refinado = endosperma

Moagem do trigo:

Objetivo: separação do endosperma amiláceo, que constituirá a farinha propriamente dita, do envelope ou casca e do germe. O envelope ou casca constitui o subproduto da moagem denominado farelo e o germe, apesar de ser a parte do grão de trigo de maior valor nutricional é geralmente utilizado para ração animal. No caso da farinha integral, o farelo e o germe é moído com o endosperma.

Somente alguns moinhos produzem germe destinado ao consumo humano.

Este processo pode ser resumido nas seguintes etapas:

1. - recepção, pré-limpeza e estocagem do grão;2. - limpeza;3. - condicionamento;4. - moagem propriamente dita;5. armazenamento de produtos e subprodutos;6. embalagem;7. expedição.

Composição química média do grão inteiro (%) e seus componentesestruturais

  grão  farelo  germe  endosperma Umidade (água)  11‐14  10 ‐16  9 ‐ 12  12 ‐ 18 Proteína  9 ‐16 10 –14        17 ‐ 35 8 ‐14Gordura  1,8 ‐ 2,5  3,8 ‐ 4,5  5 ‐ 18  0,6 ‐ 1,3 Matéria mineral   1,6 ‐ 2,0 5‐10 4 ‐  5 0,3 ‐ 0,5Carboidrato  69 ‐ 76 40 – 51       45 ‐ 50 64 ‐ 80Amido  65 ‐ 71 6 ‐  7 ‐ 60 ‐ 74Açúcar  1,5 ‐ 3,0  5 ‐  6         15 ‐18  1,0 ‐ 1,5 Fibras  1,8 ‐ 2,5  8‐ 10  2 ‐  5  0,0 ‐ 0,2  

Os constituintes não se distribuem uniformemente no grão

Composição química da farinha

A composição química da farinha de trigo está diretamente ligada a composição do trigoe a taxa de extração com que foi produzida. 

Farinha branca: em média 75% extração (legislação)

Componente % umidade 11 - 14 proteínas 8 - 15gordura 0,9 - 1,1 cinzas 0,45 - 0,50 carboidratos 72 - 78 amido 70 - 75açúcar 1,3 - 2,1 fibras 0,3 - 0,4

Composição química média de uma farinha com 72% de taxa de extração

Ainda estão presentes na farinha: vitaminas B, PP e E, bem como enzimas alfa e beta‐amilase

Umidade:Quanto mais baixo for o teor de umidade, melhor será a conservação dafarinha (microorganismos)

Gordura:‐ pequena quantidade de gordura na farinha traz benefícios para a formação da massa, funcionando como um lubrificante do glúten. 

‐ Em quantidades elevadas a gordura é prejudicial à conservação da farinha. (Rancificação)

Cinzas:

‐ as partes periféricas do grão de trigo (farelo e germe) apresentam umaconcentração em matéria mineral muito maior que a do endosperma. Aincorporação de pequenas quantidades de farelo ou germe faz aumentarconsideravelmente o teor de cinzas da farinha.

‐A % de cinzas é a medida utilizada por praticamente todos os países do mundopara classificar suas farinhas. No nosso caso, a farinha para ser classificada comoESPECIAL deve apresentar um teor de cinzas de, no máximo, 0,50%; por sua vez, afarinha COMUM tem seu teor de cinzas limitado a 1,00%.

‐ A matéria mineral por si só praticamente não tem influência sobre a performanceda farinha na panificação.

Proteínas:

Pode‐se, então dividi‐las em dois grandes grupos: as proteínas solúveis (20%) e as proteínas insolúveis (80%) em água.

‐ Proteínas insolúveis: são aquelas que, quando em mistura com água, formam o Glúten, substância compacta e elástica que é responsável pela propriedade que tem a massa de reter o gás formado durante a fermentação. 

‐ Em pães fermentados, o glúten é desenvolvido ao seu poder máximo, para possibilitar o volume alto e a textura fina. Em outros produtos assados, como bolos, o glúten é desenvolvido com atraso para que um produto mais macio possa ser formado.

Ligações por pontes dissulfeto

Carboidratos:‐ dentre os carboidratos, o amido é o principal componente, em peso, dafarinha.

‐grânulos de tamanhos variados (11‐41 micrômetros) que são muito poucosolúveis em água fria.

•Fatores necessários de controle no cozimento do amido:‐ temperatura ‐ tempo de aquecimento‐ intensidade de agitação ou movimentação‐ pH da mistura‐ adição de outros ingredientes

‐ Na panificação, além da sua importância na formação da estrutura do miolo dopão, é uma fonte apreciável de açúcares que são formados através da suadegradação pelas enzimas alfa e beta‐amilase. Esses açúcares formadosalimentarão o fermento durante a fermentação.

Classificação

- Farinha de trigo integral: não há alteração do grão original. A presença dogerme e farelo modifica as propriedades da massa (< elasticidade)

- Farinha para pão (12 a 18% proteína): farinha branca, normalmenteusada para fazer pão. Contém uma alta proporção de proteína quedesenvolverá o glúten.

- Farinha doméstica (10,5% proteína): (all purpose) - mistura de trigos paraproduzir uma farinha com teor de proteína menor que o do pão. O glúten queé desenvolvido nesse tipo de farinha é + fraco. Boa para biscoitos, massas ebolos.

- Farinha de glúten: farinha de trigo misturada com extrato seco de glúten(41% de proteína ). Fabricação de diferentes tipos de pães artesanais.

- Farinha enriquecida: farinha branca que foi adicionada de vitaminas docomplexo B e ferro (cálcio e vitamina D - são ingredientes opcionais)

- Semolina (Triticum durum): próprio para macarrão e massas

Qualidade da farinha de trigo

A definição dos critérios e parâmetros de qualidade da farinha de trigo é função do produto final em que ela é utilizada como matéria prima.

Para  a panificação, são dois os aspectos sob  os quais a farinha é analisada para avaliação de sua qualidade:

‐ a força;

‐a atividade fermentativa.         

1) A força da farinha (glúten):

‐ elasticidade:

‐extensibilidade quando submetido a um esforço de tensão, não oferecerresistência e se esticar, sem romper, até um determinado comprimento

O que caracteriza o glúten de uma farinha é o balanço entre essas duaspropriedades.

A farinha forte é aquela cujo glúten é elástico e a farinha fraca é a que tem oglúten extensível.

2) Atividade fermentativa da farinha:. Esses açúcares, em geral, são provenientes de 3 fontes:‐ o açúcar já presente na farinha, em pequena quantidade;‐ o açúcar adicionado na receita;‐ o açúcar produzido pela ação de enzimas sobre o amido da farinha.

Presença de enzimas na farinha

‐a alfa‐amilase: forma maltodextrinas

‐a beta‐amilase: forma maltose

*A falta de alfa‐amilase fermentação lenta e a consequente produção de pães de volume pequeno, com uma crosta de cor muito pálida e sem sabor. Corrigir com adição de concentrado de amilase.

*O excesso de alfa‐amilase  provoca uma fermentação muito acelerada e a produção de pães exageradamente crescidos, com crosta de cor excessivamente escura e miolo pegajoso. Corrigido com a mistura com farinhas que tenham baixa atividade enzimática.

Gordura:

Funções: a adição de gorduras à massa em quantidadesque vão de 2% a 6%

‐ o volume é aumentado, sendo esse aumentoprogressivo até 2% de adição com farinhas normaise até 3 ‐ 4% com farinhas de alto teor em proteínas;

‐ a textura do miolo é apreciavelmente mais suave e mais aveludada, sendo o efeito progressivo com adição crescentes de gordura até 5‐6% do peso da farinha.

‐ melhora a conservação do frescor do pão, o efeito sendo progressivo

Líquidos: os líquidos hidratam o glúten e dissolvem certosconstituintes, tais como, açúcar, sale fermentos. O fermento só começaa levedar quando é umedecido. A rede, estrutura típica das massas e massas de bolo, não é formada atéque as partículas de amido e proteína sejam hidratadas.Ovos: podem ser usados para incorporar ar à massa. A incorporação de ar é possívelporque proteínas de ovos coagulamno batimento e dão algumaestrutura ou rigidez às paredescelulares cercadas de ar.Açúcar:‐ propriedades adoçantes e “browning” da superfície‐ caramelização: temperaturas altasna superfície, os açúcares sãodesidratados

Fermento:.

O CO2 pode ser produzido namistura de massaspor processo biológico (fermentação do açúcarpela ação de leveduras e certas bactérias) oureação puramente químicaProduçãoQuímica de CO2

Bicarbonato de Sódio à  NaHCO3: “Baking soda”2 NaHCO3 + calor NaCO3 (cheiro)+ CO2 + H2O

Bicarbonato de Amônio NH4HCO3 “Baking ammonia”NH4HCO3 + calor NH3 ( cheiro)+ CO2 + H2O

O fermento na panificação compõe‐se demicrorganismos vivos classificados na famíliados Saccharomyces cerevisae.

A composição química do fermento fresco édada por:‐ 70 ‐ 75% de água;‐ ‐ 12% de proteína;‐ ‐ 13% de carboidratos.

‐ O fermento é muito sensível:‐ ‐ às variações de temperatura;‐ ‐ à acidez do meio no qual ele se encontra;‐ ‐ aos fenômenos de osmose; é por isso quese deve evitar o contato direto entre o sal e ofermento.

Sal:

Sal desempenha três funções principais nas massas de pão. A mais importante é omelhoramento do sabor do produto.

Uma segunda função do sal é seu efeito inibidor da fermentação, que se reflete numa reduçãoda atividade do fermento e assim numa menor produção de gás.

A sua terceira função é o fortalecimento do glúten da massa, o que é especialmente desejávelnos casos em que a água é muito mole ou onde farinhas inadequadamente “maduras” devem serprocessadas.

‐ Oxidante: a função do oxidante é dar força à massa,ou seja, dar mais elasticidade ao glúten, diminuindo, aomesmo tempo, a sua extensibilidade. Por esse motivo,os oxidantes são comercializados com a denominaçãode “reforçadores de glúten”.

Ácido ascórbico (formação de ácidodehidroascórbico) azodicarbonamida; bromato de potássio; iodato de potássio.

Aqui no Brasil, somente o ácido ascórbico e aazodicardicarbonamida têm seu uso permitido por lei, obromato e o iodato de potássio são ambos interditados.

Aditivos:

‐ Redutores: ao contrário dos oxidantes, os redutores têmpor função reduzir a força da massa, diminuindo a elasticidade e aumentando a extensibilidade do glúten. ‐ cisteína;‐ bissulfito de sódio.Mais usados em biscoitos

‐ Emulsificantes:A sua função na panificação é a lubrificação do glúten, aumentando o volume do pão, amaciando o seumioloe mantendo‐o fresco pormais tempo. ‐ lecitina de soja;‐ estearoil‐lactil‐lactato de cálcio ou sódio;‐ mono‐diglicerídios;‐ polisorbatos;‐ data‐ésteres.

Enzimas: as enzimas que têm aplicação na panificação são asamilases e as proteases.

Amilases: 

‐amilase  ‐amilase

Proteases:

‐ Degradam as proteínas do glúten. ‐ Sua ação na massa é diminuir a elasticidade, aumentando a extensibilidade.‐ No Brasil, ela não é utilizada na panificação e sim na fabricação de biscoitos