Ciên. Agron., 9 (1-2): 11-19Dezembro. 1979 - Fortaleza-Ceará

CONTRIBUiÇÃO AO ESTUDO DE FARINHA DE SOJA INTEGRAL:(A) ASPECTOS QUI-MICOS E TECNOLÓGICOS

LAIR CHAVES CABRAL **GERALDO ARRAES MAlA ***FRANK M. WHITING ****LUCIANO FLAvIO F. DE HOLANDA **..J. W. STULL ****ZULEICA BRAGA DE L. GUEDES *****

Processo de obtenção de farinha de

soja integral:

1. Fluxograma

SOJA EM GRÃO~

,- Limpeza 1

~

Quebra

As farinhas de soja integral proces-sadas por aquecimento, apresentam di-versos usos, dentre eles: considerávelaplicação como emulsificante e estabi-lizante natural em muitos sistemas dealimentos; extensivo uso em massasalimentícias (pastéis, bolos, biscoitos,macarrões, pães etc.), substituindo ingre-dientes mais caros, como ovo, leite egordura; fabricação de "baby food";fabricação de alimentos fortificadosetc., bem como em muitas aplicaçõesespecializadas na indústria de alimentospara animais (19).

a presente estudo foi realizado como intuito de estabelecer condições deprocessamento, para obtenção de umafarinha de soja integral de boa qualidadenutricional e organoléptica.

Descorticagem CASCA

Maceração

MATERIAL E MÉTODOS

CozimentoNeste trabalh

amostras de soja da 'tivada no ano de '

Torto, da Fundaçãotrito Federal. ~!é-S~Cagem~

~é-~Oag~~

coEroCO c

o01.-O UX Q.

~ou.

* Parte do trabalho experimental apresentado,

pelo primeiro autor, para obter o grau de Mes-tre em Tecnologia de Alimentos no Centrode Ciências Agrárias da V.F.C.

** Aluno do Curso de Pós-Graduação em Tec-

nologia de Alimentos do C.C.A. da V.F.C.,vinculado à Empresa Brasileira de PesquisaAgropecilária - EMBRAPA.

*** Professores do Centro de Ciências Agrárias

da V.F.C.**** Professores da Vniversity of Arizona, V.S.A.***** Professor do Centro de Ciências da Saúde

da V.F.C.

~ G-e~:g~~~==,

FARINHA DE SOJA INTEGRAL

o foram utilizadasvariedade IAC-2, cul-1976, na Granja doZoobotânica do Dis-

12 CABRAL, L. C. ET AL

1.1. Limpeza

Os grãos de soja de boa qualidadee livres de contaminação sofreram umalimpeza a seco, com finalidade de re-mover pequenos pedaços de pedra e demetal. Esta operação foi efetuada porintermédio de uma peneira vibratóriatipo 2, para classificação, fabricadapelas Indústrias de Máquinas D'AndréaS/A.

é por meio de uma bica própria locali-zada na parte lateral inferior da coluna.Após a passagem pela primeira coluna,os grãos quebrados, ainda por gravida-de, descem à segunda coluna, cujasaída se efetua pela bica localizada naoutra lateral inferior da máquina (co-luna);

d) Na quebra, os hipocótilos(:t 2%) soltam-se dos cotilédones ealgumas partículas (:t 3%) são produ-zidas das diversas partes dos grãos. Essamistura de granulometria fina. passapelas peneiras superior e inferior, sendocoletada por uma bica localizada no fun-do do sistema de peneiras.

1.2. Quebra

A quebra foi feita em moinho dedisco, Lilla, tipo 0-19, fabricado pelaCia. Lilla de Máquinas Indústria e Co-mércio, previamente ajustado, para que-brar a maioria dos grãos em apenasduas partes.

1.4. Maceração

Os grãos quebrados e descortica-dos foram macerados em água a apro-ximadamente 230 C, por 2 horas.1 .3. Descorticagem

1.5. Cozimento

Após drenagem da água de macera-ção, os grãos sofreram um cozimento emágua à ebulição, por 05, 10, 15, 20, 25e 30 minutos, em tacho aberto (pressãoatmosférica), provido de camisa de va-por. Para isso, os grãos foram coloca-dos em recipiente de aço inoxidávelperfurado, e mergulhados na água emebulição. No tempo requerido, o reci-piente, provido de alças, foi retirado dotacho, para que a água fosse drenadaatravés dos furos.

1.6. Pré-Secagem

Os grãos cozidos e drenados sofre-ram uma centrifugação a 3.000 rpmpor 5 minutos, em uma centrífuga decestos, marca Eletrolux, modelo 23, defabricação argentina, a fim de removerparte da água contida nos grãos.

As cascas, que se soltaram dos co-tilédones por ocasião da quebra, foramremovidas por um sistema de peneirase ventilação, denominado peneira de pré-limpeza, conjugado com catador limpa-dor, fabricado pelas I ndústrias de Má-quinas D' Andréa S/A, funcionando daseguinte maneira:

a) A mistura de grãos quebrados,grãos inteiros que não se quebraram aopassarem pelo moinho e as cascas pro-duzidas na operação de quebra, é despe-jada em um sistema de duas peneirasatravés de um elevador de caçamba;

b) A peneira superior, de malhagrossa, separa os grãos inteiros, quesaem por uma bica lateral;

c) A mistura de grãos quebradosde granulometria grossa e as cascas maio-res, que passaram pela peneira superior,é retida pela peneira inferior e despejadano elevador que conduz à parte mais altada coluna de um separador por densida-de. O produto ao descer, por gravida-de, no interior da coluna, encontra emsentido contrário uma corrente de arproduzida .pelo ventilador, que promo-ve a suspensão das cascas, cuja saída

1.7 Pré-Moagem

Os grãos parcialmente secos, sofre-ram uma moagem relativamente fina

CONTRIBUiÇÃO AO ESTUDO DE FARINHA DE SOJA INTEG~ 13

(t 10 mesh) em moinho de discos,marca Lilla, Tipo 0-19, fabricado pelafirma Cia. Lilla de Máquinas Industriaise Comércio.

2.3 Matéria graxa

Determinou-se pelo método descritonas Normas Anal íticas do Instituto Adol-fo Lutz (17), que consiste na extraçãoda matéria graxa da amostra com éteretílico por 6 horas, usando-se para issoextrato r de Soxhlet. A matéria graxa foicolocada em balão (previamente secopor uma hora em estufa a 105° C resfria-do em dessecado r até temperatura am-biente e pesado), e colocado em estufaa 105°C até peso constante. O teor dematéria graxa foi calculado pela diferen-ça do peso do balão mais resíduo, menoso peso do balão.

1 .8. Secagem

o material procedente da pré-moa-gem foi espalhado em bandejas com fun-do de tela e colocado em uma estufa deaquecimento elétricó, com circulação dear, marca Fabbe, modelo 171, a 60°C,por 6 horas.

1.9. Moagem

Após a secagem, o material foi es-friado e finalmente moído em moinhode martelos móveis, marca Renard.

2.4. Cinza

Foi determinada incinerando-se aamostra em mufla a 500-550° C até pesoconstante, conforme o método recomen-dado pela AOAC (2). A diferença entreo peso da cápsula de porcelana maiscinza e o peso da cápsula, representao teor de cinza da amostra.

2. Análise química2.1. Umidade

A umidade foi determinada segun-do o método recomendado pela AOAC(2), que consiste na desidratação daamostra em estufa a 100 - 105° C, atépeso constante. 2.5. Fibra bruta

2.2. Proteína bruta Foi utilizado o método recomenda-do pela AOAC (2) que se baseia no trata-mento da amostra desengordurada comH2SO4 e NaOH 1,25% e posterior lava-gem da amostra com água à ebulição eálcool. O resIduo._foi então seco em es-tufa a 130 ma is ou menos 2°C até p~soconstante e finalmente incinerado emmufla a 600 mais ou menos 15°C eresfriado em dessecador. A porcentagemde fibra bruta é dada pelo peso do mate-rial orgânico incinerado, multiplicadopor 100 e dividido pelo peso da amostra.

2.6. Açúcares totais

o teor de prote(na bruta foi deter-minado de acordo com método descritonas Normas Anal (ticas do I rnstitutoAdolfo Lutz (17), que se baseia na de-terminaçãQ do nitrogênio total pelo mé-todo de Kje1dahl. Neste método a ma-téria orgânica foi oxidada através deuma digestão com H2SO4' catalisadapor sulfato de cobre, sendo o nitrogê-nio existente reduzido a amônia.

A seguir fez-se uma destilação daamônia em meio alcalino, recebendo-seem uma solução de ácido sulfúrico 0,1N cujo excesso foi titulado com hidró-xido de sódio de igual normalidade.

Levando-se em consideração que onitrogênio presente numa prote(na repre-senta, em média, 16%, o valor numé-rico do nitrogênio total multiplicado por6,25 representa teoricamente o teor deprote(na bruta da amostra.

Os açúcares totais foram determina-dos segundo o método recomendadopela AOAC (2), que consiste na extra-ção dos açúcares da amostra com água,inversão dos açúcares não redutores comácido clorídrico e finalmente titulaçãocom reagente de Fehling (solução cúpri-co-tartárica).

CABRAL. L. C. ET AL14

das e estranhas, bem como pedaços demetais e de pedras, que, quando presen-tes, danificam os moinhos por ocasiãoda quebra e moagem. No presente estu-do, essas impurezas foram removidaspor um sistema de peneiras, existindo,entretanto, equipamentos com a mesmafinalidade, que possuem peneiras, aspi-radores e separadores magnéticos. A re-moção de metais, pode também ser efe-tuada através de moinhos equipadoscom separadores magnéticos, Orr e Adair(18) e Cowan (6).

2.7 Açúcares redutoresForam determinados pelo método re-

comendado pela AOAC (2), que se ba-seia na extração dos açúcares da amostracom água e titulação com reagente deFehling (solução cúprico-tartárica).

3 Avaliação da eficiência do trata.mento térmico

3.1 Atividade ureática

Foi determinada pelo método reco-mendado pela AOCS (3), que consisteem medir a mudança de pH, resultanteda formação de amônia, quando a amos-tra de soja é incubada com uma soluçãotamponada de uréia em banho-maria a30°C por 30 minutos. O índice de ati-vidade ureática é dado pela diferença depH entre a amostra-teste e o "branco"(Amostra incubada com uma soluçãotampão de uréia a 30°C por minuto).

Quebra

3.2 I-ndice de dispersibilidade deProteína (POI)

Determinou-se, segundo o métodorecomendado pela AOCS (3), que con-siste na dispersão de 20 g da amostra em300 ml de água, usando-se um liquidifi-cador Hamilton Beach Drinkmaster n.o30, durante 10 minutos a 8.500 rpm,seguido de centrifugação a 2.700 rpm edeterminação da proteína total de umaai íquota pelo mesmo método descritoem 2.2. d índice de dispersibilidade deproteína é dado pelo quociente da por-centagem de proteína dispersa em água,pela porcentagem de proteína da amos-tra, multiplicado por 100.

A maioria dos processos de obtençãode farinha de soja integral, que efetuam aQuebra com finalidade de soltar as cas-cas dos cotilédones, o faz após seca-gem dos grãos tratados termicamente.No processo utilizado, a quebra foi feitaantes do cozimento, uma vez que osgrãos, após o cozimento, sofrem umamoagem relativamente fina. Se os grãosestivessem com casca, estas seriam tam-bém moídas, dificultando muito a suaremoção posterior.

Com a finalidade de evitar o desen-volvimento de sabores desagradáveis, re-sultantes da oxidação dos lipídios, apósos rompimentos dos tecidos, segundoRohr (20) e Ferrier (8), procurou-sequebrar a maioria dos grãos, cerca de80%, em apenas duas partes (separa-ção dos cotilédones).

Na quebra, aproximadamente 5%do total das cascas (8%) e os hipocó-tilos (2%) se soltam dos cotilédones.Há também a formação de aproxima-damente 2% de "gritz", provenientesdos cotilédones, no momento da quebra.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Etapas do processamento da farinhade soja integral:

DescorticagemNa descorticagem, houve a separação

de três porções:

Limpeza a) Cotilédones com cerca de 3% decascas 91%

b) Cascas puras, aproximadamente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 4%

Através da limpeza, removem-se imopurezas como: terra, sementes estraga

CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DE FARINHA DE SOJA INTEGRAL 15

c) Mistura de hipocótilo (2%), casca(mais ou menos 5%) mais cotilé-dones de granulometria fina(mais ou menos 2%) aproximada-mente 5%

de 90 minutos de maceração para apre-sentar absorção máxima.

A rapidez de absorção da água pelasoja pode ser aumentada de várias ma-neiras, dentre elas:

A porção (a) foi usada para o pro-cessamento da farinha e as outras foramdesprezadas. Na indústria, a~ po~ções(a) e (b) são usadas para raçao animal,após tratanJento térmico e secagem,SMITH et ai (22).,

O valor de 5%, para remoção dascascas está de acordo com COSTA &ARKCOLL(S), indicando que durante odescascamento, remove-se de 5 a 6%d.,s cascas.

As cascas devem ser retiradas por-que, além de aumentarem o teor de fi-bra do produto de soja, reduzem o con-teúdo de proteínas e contribuem para aformação de pigmentos eSCIJrOS, que sãoprejudiciais à aparência do produto,SMITH (21).

Maceração

Cozimento

A finalidade do cozimento é a eli-minação de fatores negativos e anti-nu-tricionais contidos na soja crua, com aconseqüente melhoria de suas qualida-des nutritivas e organolépticas. Entre-tanto, as condições de cozimento devemser adequadas, pois, um excesso de ca-Iar causa uma diminuição de valor nu-tritivo, em conseqüência da destitui-ção parcial de alguns aminoácidos es-senciais, pela formação de cadeias po-lipeptídicas não hidrolisáveis e pelaperda de considerável parte de tiamina,ROHR (20). No processo de ~ozimen-to, deve-se levar em consideração a tem-peratura inicial dos grãos de soja, tama-nho dos grãos e tempo de cozimento.

Os grãos descorticados, apresentandoaproximadamente 56% de umidade, fo-ram cozidos em água à ebulição por 5,10, 15, 20, 25 e 30 minutos, a fim de sedeterminar o tempo adequado de cozi-

Após duas horas de maceração emágua, a aproximadamente 24°C, os grãosde soja absorveram 1,1 g de água/g desoja. Como a soja crua contém cerca de8% de umidade, após a maceração apre-sentou aproximadamente 56%, sendo52% de água absorvida.

No processo de obtenção de farinhade soja integral apresentado por MUST A-KAS (15), que usa a maceração comouma das etapas de processamento, otempo necessário para absorção deaproximadamente 1 g de água por g desoja em grão, à temperatura de 23°C, éde 4 a 6 horas.

Acredita-se que a razão principal daredução do tempo de maceração sejadevida à retirada da casca e à diminui-ção do tamanho dos grãos de soja, porocasião da quebra, aumentando, destaforma, a superfície de contato com aágua e, conseqüentemente, aumentandoa rapidez de absorção. Tais su~são reforçadas por ARKCOLL(4), afir-mando que a soja descorticada necessita

a) Adicionando-se, à solução de ma-ceração, polifosfatos, devido, provavel-mente, a aumentarem a permeabilidadedas membranas celulares;

b) Aumentando-se a temperatura domeio, que provocará a aceleração de to-das as reações de intercâmbio, entre osgrãos e o líquido de maceração, HINO-JOSA GUTIERREZ (9).

A maceração é necessária para uni-formizar o cozimento, FAO (7), e tor-ná-lo mais rápido, ALBRECHT (I).

De acordo com FERRIER (8), amaceração e cozimento removem cercade 1/3 de oligossacarídeos da soja, al-guns dos quais responsáveis pela pro-dução de gás intestinal. Pequena quan-tidade de proteína (cerca de 1 %) tam-bém é perdida durante a maceração ecozimento.

16 CABRAL, L. C. ET AL

produto até 3% de umidade, em ape-nas 6 horas, a 60° C, em estufa comcirculação de ar.

mento, cuja adequação foi determinadapela atividade ureática e PDI (índice dedispersibilidade de proteína).

Baseando-se na afirmativa de váriospesquisadores, JOHNSON (13), FAO (7),HOAAN (11), AOHA (20), o valor pro-téico de produtos de soja pode ser ava-liado, determinando-se os teores deatividade ureática e índice de dispersi-bilidade de proteína (PDI). A Tabela 1apresenta resultados de PDI e ativida-de ureática da soja crua, descorticada,macerada e cozida por diversos tempos.A farinha que foi submetida à ebuliçãopor 5 minutos, apresentou resultadosde PDI e atividade ureática mais coe-rentes com a literatura, MUSTAKAS(14), HOAAN (11), ,AOHA (20), bemcomo confirmam a afirmativa de FEA-AlE A (8) de que os inibidores de trir?-sina, hemaglutininas e outros fatorestóxicos presentes na soja crua, são ina-tivos em água à ebulição por 5 minutos,se os grãos contêm de 50 a 60% de umi-dade.

Moagem

Em geral, a moagem no processa-mento de farinha de soja integral é rea-lizada em moinhos de pinos tipo "AI-pine", devido a sua alta concentraçãoem gordura. A moagem foi feita em moi-nho de martelo fixo, marca Renard.Cerca de 98% da farinha obtida pas-sou em uma peneira de 100 mesh.

Para ARKCOLL(4), a moagem énecessária, uma vez que as células indi-viduais são protegidas por uma comple-xa mistura de polissacarídeos não di-gestíveis. Estes são responsáveis por15% do peso do grão e podem ser umadas razões da menor digestibilidade dasproteínas de origem vegetal, em compa-ração ,com as de origem animal. Destaforma, com a fina moagem utilizada, asproteínas tornam-se mais disponíveis.

Composição centesimalPré-Secagem

A finalidade da pré-secagem é a deretirar parte da água contida nos grãosde soja, no sentido de possibilitar a pré-moagem e, conseqüentemente, aumentara superfície de aquecimento. Sem a pré-secagem, a pré-moagem seria dificultadapela formação de grumos, causada peloexcesso de umidade.

Pré-MoaQem

Com a retirada de 20% de umidadecontida nos grãos de soja, foi posslvelfazer uma moagem com granulometriade aproximadamente 10 mesh, aumen-tando, desta forma, a superflcie deaquecimento, que causará uma diminui-ção no tempo de secagem.

Secagem

Com a retirada de parte da águacontida nos grãos e a diminuição do ta-manho dos grãos, foi possível secar o

A Tabela 2 apresenta a composiçãocentesimal das amostras de soja crua in-tegral, descorticada, macerada e dasfarinhas cozidas à ebulição por 5, 10, 15,20, 25 e 30 minutos.

O aumento nas porcentagens de pro-teína, cinza, matéria graxa, açúcarestotais não redutores, da amostra de sojadescorticada em relação à amostra desoja integral, é devido à diminuição doteor de fibra, provocada pela retirada departe da casca da soja integral.

O aumento das porcentagens de pro-teína, matéria graxa e fibra nas amostrasde soja macerada e nas farinhas cozidasà ebulição por 5, 10, 15,20,25 e 30 mi-nutos, em relação às amostras de sojacrua integral e descorticada, é devidoà perda de parte dos minerais e dos açu-cares, que foram solubilizados pela águade maceração e água de cozimento.

Com exceção do teor de fibra, to-dos os outros componentes d~ farinha

CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DE FARINHA DE SOJA INTEGRAL

processada à ebulição por 5 minutosnão apresentam diferenças aparentes, emrelação aos valores apresentados naliteratura (12), (15), (16), (23). O teorde fibra apresenta-se mais elevado, emdecorrência da perda de alguns compo-nentes solúveis durante a maceração ecozimento.

integral, o tempo de maceração, decozimento e de secagem, pode serconsideravelmente diminuído, se adescorticagem for efetuada antesdessas etapas;

b) A maceração proporciona um cozi-mento mais uniforme e mais rápido.

c) A pré-secagem retira parte da águacontida nos grãos de soja e possi-bilita uma moagem parcial, aumen-tando desta forma a superfície deevaporação. Deste modo há uma di-minuição no tempo de secagem.

Características organolépticas

d) Com base nas evidências acima,acredita-se que no processamento defarinha de soja integral, objeto dopresente estudo, haja uma econo-mia considerável de energia quan-do comparada aos outros processosque utilizam uma etapa de trata-mento térmico.

A farinha cozida em água à ebuli-ção por 5 minutos, apresentou uma corbem mais clara que os outros tratamen-tos. O escurecimento foi diretamenteproporcional ao tempo de cozimento.

Testes realizados no sentido de seestudar a perda do sabor e odor carac-terísticos da soja crua, mostraram que afarinha processada não apresentou ne-nhum odor e apenas traços do sabor.

CONCLUSOESa) No processamento de farinha de sojé

TABELA

Atividade Ureática e Indice de Dispersibilidade de Prote(nas das Amostras d~ Soja I ntegral Crua,Descorticada, macerada e Farinhas Cozidas à Ebulição .por 5, 1O, 15, 20, 25 e 30 Minutos.

Atividade Ureática(Variação de pH)

I-ndice de Dispersibilidadedé Prote(na (PDI)

AMOSTRAS

2,22,22,2

92,793,284,1

01 15,7

0,0 10,5

0,0 8,7

0,0 8,5

Soja integralSoja descorticadaSoja maceradaFarinha cozida à ebulição

por 5 minutosFarinha cozida à ebulição

por 10 minutosFarinha cozida à ebulição

por 15 minutosFarinha cozida à ebulição

por 20 minutosFarinha cozida à ebulição

por 25 minutosFarinha cozida à ebulição

por 30 minutos

0,0 1,8

0,0 7,4* Rp"'llt"rln pvnr"""n n" m"tOSri" """"

18 CABRAL, L. C. ET AL

TABELA 2

Composição Centesimal das Amostras de Soja Crua Integral, Descorticada, Macerada e das FarinhasCozidas à Ebulição por 5, 10, 20, 25 e 30 Minutos.

Componentes9/100 da Amostra

AMOSTRASFI F2 F3SI 82 53 F4 F5 F6

Proteína

Matéria graxa

39,5 41,1

24,3

5,8

31

43

25

5

3

6

47,7

24,5

4,1

3,9

4,9

1,3

3,6

48,2

25,1

3,4

48,2 48,6

25,3

3,0

23,3

5,6

8,1

12,3

2,1

10,2

Cinza

4,0

4,2

1 3

4,3

2,9

1,1

Fibra

Açúcares totais 12,7 4,7 3,3

Açúcares redutores 2,3

10,4

5 1,3

3,4

25,4

3,2

4,1

3,7

1,2

2,5

1,1

2,2Açúcares não redutores 5,0 2,9 2

- - ~ ---FI, F2, F3, F4, F5 e F6 = farinha processada à ebulição por 5, 10, 15,20,25 e 30 minutos.

REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS

SUMMARYAn energy conservin~ method which

is less expensive than conventional me-thods was developed for processing fullfat soybean fiGuro

The peocess consists the followingoperations: cleaning, cracking, de-hul-ling; soaking, cooking, pre-drying, coarsegriding, drying and fine grinding.

Prior de-hulling reduced the soaklng,coaking and drying time considerably.Further time saving was also accom-plished by soaking before to cooking,as well as in the final drying.

Cooking times were from 5 to 30minutes in 5 minutes intervals. Ureaseactivity and protein dispersibility index(POI) determinations indicated thatcooking the hulled soybean in boilingwater for tive minutes inactivated th~anti-nutritional factors normally foundin raw soybeans.

It was concluded that full-fat soy-bean flour processed in the above man-ner results in a product with good cha-racterist ics.

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,9

,9

,O

,7

,5

48,0

24,9

3,6

41

48,7

25,0

3,2

43

Pocentagem na matéria seca.SI = soja integral; S2 = soja descorticada; S3 = soja descorticada e ma~~mrl~

CONTRIBUiÇÃO AO ESTUDO DE FARINHA DE SOJA INTEGRAL 19

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