MESTRADO

Universidade Estadual de LondrinaCENTRO DE CINCIAS AGRRIAS DEPARTAMENTO DE CINCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS PROGRAMA DE MESTRADO E DOUTORADO EM CINCIA DE ALIMENTOS

IOGURTE PROBITICO COM INULINA COMO SUBSTITUTO DE GORDURA

TATIANA COLOMBO PIMENTEL

LONDRINA PARAN 2009



Dissertao apresentada ao Programa de Mestrado e Doutorado em Cincia de Alimentos da Universidade Estadual de Londrina PR, como cumprimento s exigncias para obteno do ttulo de Mestre em Cincia de Alimentos. Orientadora: Profa. Dra. Sandra Helena Prudncio

LONDRINA PARAN 2009



COMISSO EXAMINADORA

_____________________________ Profa. Dra. Sandra Helena Prudncio Universidade Estadual de Londrina

_____________________________ Dr. Lcio Alberto Forti Antunes Christian Hansen

_____________________________ Profa. Dra. Lcia Helena Miglioranza Universidade Estadual de Londrina

Londrina, ___ de __________ de 2009

DEDICATRIA Aos meus pais, Glaci e Paulo, por terem me apoiado incondicionalmente em todas as minhas decises, sem hesitar. Por todo o amor e carinho dispensados e pela presena constante durante todos os momentos desta caminhada. Essa conquista tambm de vocs.

AGRADECIMENTOS

Deus, por ter me feito acreditar, persistir e lutar. Por ter me confortado em todos os momentos e me dado a certeza de que eu venceria. minha me, Glaci, pela companhia nos finais de semana e feriados na universidade, necessrios para a realizao deste trabalho. Pelo apoio incondicional e exemplo de fora e perseverana. Ao meu pai, Paulo, exemplo de honestidade e amizade durante todas as etapas da minha vida. Pela companhia nas viagens quando o trabalho se tornava exaustivo. Profa. Dra. Sandra Helena Prudncio pela orientao, dedicao e incentivo durante a execuo deste trabalho. Profa. Dra. Sandra Garcia pela orientao mesmo em momentos muito difceis de sua vida. Ao meu irmo, Fabiano, pela ajuda na formatao, tabelas e grficos deste trabalho, alm dos momentos de descontrao sempre presentes. Ao meu querido Albani, pelo amor, amizade, admirao e certeza de que todos os esforos sero recompensados. minha amiga Luana, pela companhia de todas as horas e pela amizade incondicional. s minhas eternas amigas: Bruna, Caroline, Mirian e Mnica, as quais levarei em meu corao em qualquer lugar que eu esteja. Aos meu familiares e amigos: Wilson e Snia, Dito e Meire, Fernando e Sandra e Dr. Ali e Schirley, pela admirao e certeza de que eu conseguiria. Agradecimento especial a minha querida v e madrinha Edi pela preocupao e oraes sempre presentes e minha prima e mestre Franciele pelo companheirismo e amizade mesmo quando a distncia nos separava. Aos meus amigos e companheiros de jornada: Elvis, Luiz, Michele, Ndia, Karla, Rafael, Luciana e Giselle. Ao companheirismo durante as anlises, ajuda quando tudo parecia estar errado e aos momentos de risadas e descontrao to importantes. Aos amigos do departamento, principalmente Nelson, Marli e Elzinha, pela imensa ajuda dispensada. Aos meus amigos e provadores da equipe sensorial, sem os quais uma parte deste trabalho no seria realizada: Maria das Graas, Michele Rosset, Cssia Reika Takabayashi, Agnes Izumi Nagashima, Mariana Buranelo Egea, Luciana Pereira Lobato, Fernanda Brito Darpossolo, Giselle Nobre Costa, Karla Bigetti Guergoletto, Rafael Coronato, Elvis Perboni Martins, Leonardo Raffa, Marina Costa, Giselle Onuki e Flvia Montanuci. Obrigada pela pacincia e disposio para a realizao dos testes. Christian Hansen pelo fornecimento das culturas lticas. Clariant pelo fornecimento da inulina. Ao CNPQ, pela bolsa de estudo concedida para a realizao deste trabalho. A todos aqueles que no foram citados aqui, mas que colaboraram e torceram para que mais uma etapa da minha vida fosse vencida.

O rio atinge seus objetivos porque aprendeu a contornar obstculos. (Lao Tse)

PIMENTEL, T.C. Iogurte probitico com inulina como substituto de gordura. 2009. 178p. Dissertao (Mestrado em Cincia de Alimentos) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina. 2009.

RESUMO Investigou-se o efeito da reduo do teor de gordura e da adio de inulina ou cultura probitica nas caractersticas fsicas e qumicas (cor, pH, acidez titulvel, perfil de textura e sinrese), sensoriais (Anlise Descritiva Quantitativa e aceitao) e microbiolgicas (contagem de Streptococcus salivarius ssp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei e bolores e leveduras) de iogurtes. Estudou-se as alteraes das caractersticas dos produtos durante armazenamento refrigerado (4 oC) por 28 dias. A adio de inulina ou cultura probitica e a reduo do teor de gordura no resultaram em alterao da cor das formulaes e no exerceram influncia sobre a viabilidade do Streptococcus salivarius ssp. thermophilus. Houve diferenas no pH, na acidez titulvel e nas contagens de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus entre as formulaes, relacionadas s diferentes composies qumicas. Houve diminuio no pH e aumento na acidez durante o perodo de armazenamento. A adio de inulina ou cultura probitica e o teor de gordura resultaram em diferenas no perfil de textura dos produtos comparados formulao desnatada. A inulina provocou aumento da sinrese, observado durante o perodo de armazenamento para todas as formulaes. A populao dos microorganismos da cultura ltica no foi diferente no primeiro e no 28o dia de armazenamento. No houve efeito da inulina sobre a viabilidade da cultura probitica, sendo que os probiticos mantiveram um nvel satisfatrio no produto (7,877-8,282 log UFC mL-1) durante a estocagem. Um efeito antagonista da cultura probitica sobre bolores e leveduras foi observado. A adio de inulina ou cultura probitica e a reduo do teor de gordura tiveram influncia sobre os atributos dos iogurtes avaliados pela equipe sensorial treinada, exceto cor, aroma cido e gosto doce. As formulaes adicionadas de 2% de inulina foram igualmente aceitas formulao integral, enquanto a adio de Lactobacillus paracasei ssp. paracasei no resultou em modificao da aceitabilidade em relao ao iogurte desnatado. Correlaes entre atributos sensoriais gerados na ADQ e entre atributos sensoriais e parmetros fsico-qumicos e instrumentais foram determinadas. Palavras-chave: prebitico, probitico, inulina, gordura, funcional, anlise sensorial

PIMENTEL, T.C. Probiotic yogurt with inulin as fat substitute. 2009. 178p. Dissertation (Masters in Food Science) - State University of Londrina, Londrina. 2009.

ABSTRACT The aim of this study was to investigate the effect of fat reduction and addition of inulin or probiotic culture on physical and chemical (color, pH, titratable acidity, texture profile and syneresis), sensorial (QDA and acceptability) and microbiological (counts of Streptococcus salivarius ssp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei and yeasts and molds) characteristics of yogurts. Changes in products storaged during 28 days at 4oC were studied. Inulin or probiotic culture addition and fat reduction did not alter yogurts color and did not influence Streptococcus salivarius ssp. thermophilus viability. There were differences in pH, titratable acidity and Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus counts among formulations, related to different chemical composition. pH of samples decreased and titratable acidity increased during storage. Inulin and probiotic culture addition and fat content resulted in texture profile changes among formulations. Inulin addition resulted in increased syneresis, observed during storage for all formulations. Counts of lactic culture microorganisms were not different at 1st and 28th days of storage. There was not effect of inulin on probiotic culture viability. Probiotics exhibited good level in products (7,877 8,282 log CFU mL-1) during fermentation and storage. An antagonistic effect of probiotic culture on yeasts and molds was observed. Inulin or probiotic culture addition and fat reduction influenced sensory attributes of QDA, except color, acid odor and sweet taste. The low-fat yogurt formulations with 2% inulin were similar in acceptability to whole yogurt. Addition of Lactobacillus paracasei ssp. paracasei did not result in acceptability changes to skimmed yogurt. Correlations between sensory attributes of QDA and between sensory attributes and physicochemical and instrumental parameters were determined. Keywords: prebiotic, probiotic, inulin, fat, functional, sensory evaluation

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 : Estrutura qumica da inulina......................................................................27 Figura 2 : Fluxograma geral de fabricao de iogurte...............................................39 Figura 3 : Curva tpica de perfil de textura obtida no Texturmetro TAXT2i.............48 Figura 4 : Fluxograma de preparao dos iogurtes...................................................57 Figura 5 : Ficha para teste de reconhecimento de gostos bsicos...........................63 Figura 6 : Ficha para teste de reconhecimento de odores bsicos...........................64 Figura 7 : Ficha para levantamento de terminologia descritiva.................................65 Figura 8 : Ficha utilizada para avaliao dos atributos levantados na Anlise Descritiva Quantitativa................................................................................................68 Figura 9 : Ficha para Teste Afetivo............................................................................70 Figura 10 : Projees dos Atributos Sensoriais (a) e formulaes de iogurte (b) sobre o plano fatorial (CP1 x CP2)...........................................................................108 Figura 11 : Projees dos Atributos Sensoriais (a) e formulaes de iogurte (b) sobre o plano fatorial (CP1 x CP3)...........................................................................109 Figura 12 : Grfico Aranha das amostras de iogurtes.............................................112 Figuras 13 : Grficos Formulao x Intensidade dos Atributos gerados na ADQ..........................................................................................................................175

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 : Definies e referncias para os termos descritores ou atributos gerados pela equipe sensorial descritiva.................................................................................66 Tabela 2 : Composio qumica das formulaes de iogurtes (base mida)............72 Tabela 3 : Contedo mdio de inulina nos iogurtes (g/100g) durante o perodo de armazenamento a 4oC................................................................................................74 Tabela 4 : Parmetros L*, a* e b* de cor dos iogurtes...............................................76 Tabela 5 : Contedo mdio de lactose nos iogurtes (g/100g de produto) durante o perodo de armazenamento a 4oC.............................................................................78 Tabela 6 : Valores mdios de pH dos iogurtes durante o perodo de armazenamento a 4oC...........................................................................................................................79 Tabela 7 : Valores mdios de acidez dos iogurtes (% cido ltico) durante o perodo de armazenamento a 4oC...........................................................................................79 Tabela 8 : Valores mdios de firmeza dos iogurtes (N) durante o perodo de armazenamento a 4oC................................................................................................83 Tabela 9 : Valores mdios de coesividade dos iogurtes durante o perodo de armazenamento a 4oC................................................................................................86 Tabela 10 : Valores mdios de elasticidade dos iogurtes durante o perodo de armazenamento a 4oC................................................................................................88 Tabela 11 : Valores mdios de adesividade (em mdulo) dos iogurtes (Ns) durante o perodo de armazenamento a 4oC.............................................................................90 Tabela 12 : Valores mdios de gomosidade dos iogurtes (N) durante o perodo de armazenamento a 4oC................................................................................................92 Tabela 13 : Valores mdios de sinrese dos iogurtes (mililitros para 100 gramas de produto) durante o perodo de armazenamento a 4oC...............................................93 Tabela 14 : Contagens mdias de Streptococcus salivarius ssp. thermophilus dos iogurtes durante o perodo de armazenamento a 4oC (log UFC mL-1).......................96 Tabela 15 : Contagens mdias de Streptococcus salivarius ssp. thermophilus em iogurtes comerciais (log UFC mL-1)............................................................................97 Tabela 16 : Contagens mdias de Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus dos iogurtes durante o perodo de armazenamento a 4oC (log UFC mL-1).......................98

Tabela 17 : Contagens mdias de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus em iogurtes comerciais (log UFC mL-1)..........................................................................101 Tabela 18 : Contagens mdias de Lactobacillus paracasei ssp. paracasei dos iogurtes durante o perodo de armazenamento a 4oC (log UFC mL-1).....................102 Tabela 19 : Contagens mdias de bolores e leveduras nos iogurtes (UFC mL-1).........................................................................................................................106 Tabela 20 : Correlaes dos atributos com os eixos componentes principais (CP)..........................................................................................................................110 Tabela 21 : Mdia dos atributos sensoriais para cada formulao..........................114 Tabela 22 : Coeficientes de correlao de Pearson dos atributos sensoriais obtidos na ADQ.....................................................................................................................121 Tabela 23 : Coeficientes de correlao de Pearson entre as medidas fsico-qumicas e instrumentais e os atributos sensoriais gerados na ADQ......................................125 Tabela 24 : Aceitao dos iogurtes..........................................................................133 Tabela 25 : Composio qumica do leite em p integral........................................163 Tabela 26 : Composio qumica do leite em p desnatado...................................163

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 : Espcies principais usadas como probiticos..................................................................................................................22 Quadro 2 : Ocorrncia natural de inulina em alimentos............................................28 Quadro 3 : Definies sensoriais e fsicas correspondentes a cada parmetro mecnico (dureza, coesividade, elasticidade, adesividade, fraturabilidade, gomosidade e mastigabilidade)..................................................................................46

SUMRIO 1 INTRODUO ....................................................................................................... 14

2 REVISO DA LITERATURA ................................................................................. 16 2.1 Alimentos Funcionais ................................................................................................. 16 2.2 Probiticos ................................................................................................................. 18 2.2.1 Lactobacillus casei .............................................................................................. 23 2.3 Prebiticos ................................................................................................................. 24 2.3.1 Inulina ................................................................................................................. 26 2.3.1.1 Aspectos nutricionais .................................................................................... 28 2.3.1.2 Determinao analtica .................................................................................. 31 2.3.1.3 Toxicidade .................................................................................................... 32 2.3.1.4 Aspectos legais ............................................................................................. 34 2.3.1.5 Inulina como substituto de gordura ............................................................... 34 2.4 Simbiticos ................................................................................................................ 36 2.5 Iogurte........................................................................................................................ 36 2.5.1 Processo de fabricao ......................................................................................... 39 2.5.1.1 Padronizao................................................................................................. 40 2.5.1.2 Homogeneizao........................................................................................... 40 2.5.1.3 Tratamento trmico ....................................................................................... 41 2.5.1.4 Diminuio da temperatura ........................................................................... 42 2.5.1.5 Inoculao das culturas lticas ...................................................................... 42 2.5.1.6 Fermentao ................................................................................................. 42 2.5.1.6.1 Culturas lticas ...................................................................................... 42 2.5.1.7 Resfriamento................................................................................................. 44 2.5.1.8 Envase e armazenamento refrigerado ............................................................ 44 2.6 Textura ....................................................................................................................... 45 2.7 Anlise Sensorial ........................................................................................................ 50 2.7.1 Testes Afetivos .................................................................................................... 51 2.7.2 Anlise Descritiva Quantitativa ........................................................................... 51

3 OBJETIVOS ........................................................................................................... 53 3.1 Objetivo geral............................................................................................................. 53 3.2 Objetivos Especficos ................................................................................................. 53

4 MATERIAL E MTODOS ...................................................................................... 54 4.1 Material ...................................................................................................................... 54 4.1.1 Matria-prima ...................................................................................................... 54 4.1.2 Cultura Ltica ...................................................................................................... 54 4.1.3 Cultura Probitica ................................................................................................ 55 4.2 Mtodos ..................................................................................................................... 55 4.2.1 Preparao da Cultura Ltica ............................................................................... 55 4.2.2 Preparao dos Iogurtes ....................................................................................... 56 4.2.3 Avaliao da Composio Qumica ..................................................................... 58 4.2.4 Avaliao da Cor ................................................................................................. 58 4.2.5 Avaliao das Caractersticas de Ps-acidificao ................................................ 58

4.2.5.1 Determinao do pH ..................................................................................... 59 4.2.5.2 Acidez Titulvel............................................................................................ 59 4.2.5.3 Perfil de textura ............................................................................................ 59 4.2.5.4 Sinrese ........................................................................................................ 60 4.2.5.5 Avaliao microbiolgica ............................................................................. 60 4.2.5.5.1 Contagem de Streptococcus salivarius ssp. thermophilus ....................... 60 4.2.5.5.2 Contagem de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus .......................... 60 4.2.5.5.3 Contagem de Lactobacillus paracasei ssp. paracasei ............................. 61 4.2.5.5.4 Bolores e leveduras, coliformes totais e coliformes a 45C ..................... 61 4.2.6 Anlise Sensorial ................................................................................................. 61 4.2.6.1 Condies do teste ........................................................................................ 62 4.2.6.2 Anlise descritiva quantitativa ...................................................................... 62 4.2.6.2.1 Pr-seleo dos candidatos .................................................................... 62 4.2.6.2.2 Desenvolvimento da terminologia descritiva .......................................... 64 4.2.6.2.3 Seleo da equipe final de provadores ................................................... 69 4.2.6.2.4 Avaliao das formulaes ..................................................................... 70 4.2.6.3 Teste afetivo ................................................................................................. 70 4.2.7 Delineamento Experimental e Anlise Estatstica ................................................. 71

5 RESULTADOS E DISCUSSO ............................................................................. 72 5.1 Composio Qumica ................................................................................................. 72 5.2 Cor ............................................................................................................................. 76 5.3 Caractersticas de ps-acidificao ............................................................................. 77 5.3.1 Teor de Lactose ................................................................................................... 77 5.3.2 pH e Acidez ......................................................................................................... 79 5.3.3 Textura ................................................................................................................ 83 5.3.4 Sinrese ............................................................................................................... 93 5.3.5 Microbiologia ...................................................................................................... 95 5.3.5.1 Contagem de Streptococcus salivarius ssp. thermophilus .............................. 95 5.3.5.2 Contagem de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus ................................ 98 5.3.5.3 Contagem de Lactobacillus paracasei ssp. paracasei .................................. 101 5.3.5.4 Coliformes e Bolores e Leveduras ............................................................... 105 5.4 Anlise Sensorial ...................................................................................................... 107 5.4.1 Anlise Descritiva Quantitativa ......................................................................... 107 5.4.2 Correlaes entre os atributos gerados na ADQ ................................................. 120 5.4.3 Correlaes entre medidas fsico-qumicas e instrumentais e atributos sensoriais 125 5.4.4 Aceitao ........................................................................................................... 132

6 CONCLUSES .................................................................................................... 136

7 PERSPECTIVAS .................................................................................................. 138

8 REFERNCIAS .................................................................................................... 139

ANEXOS ................................................................................................................. 163

14 1 INTRODUO Nas ltimas dcadas houve um aumento na conscientizao quanto sade e qualidade de vida, o que encorajou as pessoas a praticar exerccios fsicos, adquirir hbitos de alimentao saudvel e diminuir o consumo de alimentos ricos em acar, sal e gordura (PINHEIRO et al., 2005). Paralelamente a este fenmeno, observa-se um acelerado desenvolvimento de alimentos que promovem o bemestar, melhoram a sade e reduzem o risco de doenas (MUSSATTO & MANCILHA, 2007). O alimento funcional um alimento semelhante em aparncia ao alimento convencional; consumido como parte da dieta usual; capaz de produzir demonstrados efeitos metablicos ou fisiolgicos teis na manuteno de uma boa sade fsica e mental, podendo auxiliar na reduo de riscos de doenas crnicodegenerativas, alm de suas funes nutricionais bsicas (HEALTH CANADA, 1998). Probiticos so microorganismos vivos que conferem efeito benfico ao indivduo, quando consumidos em quantidades adequadas (FAO / WHO, 2001). Prebiticos so componentes alimentares no viveis, que conferem benefcios sade do hospedeiro associados modulao de sua microbiota (FAO / AGNS, 2007). Um dos prebiticos utilizados atualmente a inulina, um frutooligossacardeo formado por ligaes -1,2, no hidrolisadas pelo organismo humano; sendo assim considerada uma fibra alimentar solvel (NINESS, 1999). O consumo de inulina, alm de seu efeito prebitico, tem sido relacionado com a inibio do crescimento de patgenos no intestino (KIP et al., 2005) e outros efeitos fisiolgicos, como o aumento na absoro de clcio (MANNING & GIBSON, 2004; ABRAMS et al., 2005); reduo do risco de aterosclerose (LETEXIER et al., 2003); alvio da constipao (DEN HOND et al., 2000; IZZO & NINESS, 2001) e no alterao do ndice glicmico e nveis insulnicos no sangue (IZZO & NINESS, 2001). Produtos lcteos so considerados pelos consumidores como saudveis: auxiliam no processo de digesto; so fundamentais para os ossos e auxiliam o sistema imune (KIP et al., 2005). Iogurte um produto fermentado elaborado com leite enriquecido com alto teor de slidos, usando uma cultura mista de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus e Streptococcus salivarus ssp. thermophilus (ISLETEN & KARAGUL-YUCEER, 2006).

15 A relao entre o consumo de gorduras e as doenas cardacas tem sido aceita e a reduo de gordura animal na dieta tem sido recomendada pelos nutricionistas (KUCUKONER & HAQUE, 2003 apud GUVEN et al., 2005). O consumo de produtos com baixo teor de gordura vem aumentando, devido ao reconhecimento dos seus benefcios e suas vantagens nutricionais (HAQUE & JI, 2003). A gordura do leite tem um importante papel no desenvolvimento de textura, sabor e cor de produtos lcteos (GUVEN et al., 2005). A reduo no contedo de gordura pode causar alguns defeitos no iogurte como perda de sabor, de consistncia ou falta de textura (EL-NAGAR et al., 2002). Embora a fabricao de iogurtes com baixo teor de gordura seja possvel h muitos anos, o uso de substitutos de gordura na fabricao de produtos lcteos recente (GUVEN et al., 2005). A inulina vem sendo utilizada como substituto de gordura na indstria lctea e tem mostrado efeitos positivos na reologia e estabilidade dos produtos (EL-NAGAR et al., 2002). Considerando a crescente exigncia do consumidor por alimentos que apresentem alm da qualidade sensorial e nutricional, benefcios associados sade, justifica-se a proposta deste trabalho de elaborar e caracterizar fsica, qumica e sensorialmente, iogurte natural probitico de baixo teor de gordura adicionado de inulina.

16 2 REVISO DA LITERATURA

2.1 ALIMENTOS FUNCIONAIS Em meados dos anos 80 crescia no Japo o interesse por alimentos que alm de satisfazer requerimentos nutricionais e sensoriais bsicos, desempenhassem efeitos fisiolgicos benficos (CNDIDO & CAMPOS, 1995a). Isso ocorreu principalmente devido ao fato da maioria da populao concentrar-se numa faixa etria cada vez mais avanada, e por se buscar maneiras de reduzir a incidncia de doenas e o custo representado por elas (PARRA & DUAILIBI, 2002). Aps um trabalho conjunto envolvendo universidades, governo e associaes industriais, esta categoria de alimentos foi regulamentada em julho de 1991 no Japo, e recebeu o nome de Foods for Specified Health Use (FOSHU) (CNDIDO & CAMPOS, 1995b). A legislao japonesa define FOSHU como: alimentos processados, que contm ingredientes que auxiliam funes corporais especficas, alm de serem nutritivos (NEWMANN et al., 2000). Ainda no existe uma definio mundialmente aceita para os alimentos funcionais (STRINGHETA et al., 2007). Entretanto, diversas organizaes tentaram definir essa categoria emergente de alimentos (AMERICAN DIETETIC

ASSOCIATION, 2005; HEALTH CANADA, 1998). A falta de uma terminologia consensual no deve ser um obstculo direto ao desenvolvimento desses produtos, levando em considerao que os consumidores so mais atrados pelas alegaes relacionadas aos benefcios sade do que pelo uso de um termo legal em particular (KWAK & JUKES, 2001). No entanto, para efeito de controle regulatrio, uma definio explcita crucial a fim de evitar incerteza e confuso (KWAK & JUKES, 2001). Lajolo (2005) definiu alimento funcional como aquele semelhante em aparncia ao alimento convencional; consumido como parte de uma alimentao normal; capaz de produzir efeitos metablicos ou fisiolgicos desejveis na manuteno da sade. Adicionalmente s suas funes nutricionais, como fonte de energia e de substrato para a formao de clulas e tecidos, possui, em sua composio uma ou mais substncias capazes de agir no sentido de modular os processos metablicos, melhorando as condies de sade, promovendo o bem-

17 estar das pessoas e reduzindo o risco de aparecimento precoce de doenas degenerativas, que levam a uma diminuio da longevidade. Um programa europeu, denominado como Functional Food Science in Europe (FUFOSE) prope a seguinte definio: um alimento pode ser considerado funcional, se for demonstrado satisfatoriamente que afeta beneficamente uma ou mais funes no organismo, alm da funo nutricional, em um modo que seja relevante na melhoria do bem-estar e sade e/ou reduo do risco de doena. Um alimento funcional deve permanecer como um alimento e deve demonstrar seus efeitos em quantidades que podem ser normalmente consumidas na dieta; no uma plula ou cpsula, mas parte de uma dieta normal (ROBERFROID, 2005a; ROBERFROID, 2005b). Essa definio descreve todos os requerimentos para os alimentos funcionais, a saber: a natureza do alimento e seu consumo como parte de uma dieta normal; a demonstrao cientfica dos efeitos benficos; os benefcios nas funes do organismo alm da funo nutricional; e a relevncia desses benefcios em melhorar o bem-estar e sade e/ou reduzir o risco de doenas (ROBERFROID, 2005a; ROBERFROID, 2005b). A legislao brasileira aborda o tema alimentos funcionais e dispe as alegaes de propriedades funcionais e de sade de alimentos e ingredientes para consumo humano, permitidas para serem veiculadas em rtulos e nas propagandas de produtos elaborados, embalados e comercializados, prontos para a oferta ao consumidor. Segundo BRASIL (1999), alegao de propriedade funcional aquela relativa ao papel metablico ou fisiolgico que uma substncia (seja nutriente ou no) tem no crescimento, desenvolvimento, manuteno e outras funes normais do organismo humano; e alegao de propriedade de sade aquela que afirma, sugere ou implica a existncia de relao entre o alimento ou ingrediente com doena ou condio relacionada sade. No so permitidas alegaes de sade que faam referncia cura ou preveno de doenas, pois as doenas crnicodegenerativas so multifatoriais e o controle de apenas um componente como a dieta no realmente suficiente para a preveno (LAJOLO, 2005). O mercado de funcionais representa uma demanda nova do consumidor informado, que busca alimentos diferenciados (STRINGHETA et al., 2007). Mundialmente, foi estimado um crescimento no total de vendas de alimentos

18 funcionais de 75 bilhes de dlares em 2007 para 109 bilhes de dlares em 2010 (GBA, 2007). Os Estados Unidos representam o maior mercado de alimentos e bebidas funcionais, com vendas estimadas em 29 bilhes de dlares em 2007. A Europa e o Japo vm logo em seguida, na segunda e terceira posies, respectivamente. Em conjunto, Estados Unidos, Europa e Japo somam 90% do consumo mundial de alimentos funcionais. A sia e a Amrica Latina esto entre os mercados de maior crescimento para este tipo de alimento (GBA, 2007). No Brasil, as estimativas giram em torno de US$ 600 milhes; cerca de 15% do mercado nacional de diet e light, mais antigos no mercado. O conjunto de alimentos diet, light e funcionais representa cerca de 6% da produo nacional da indstria alimentcia (ALIMENTOS..., 2006). Em termos de segmento de mercado mundial, o mercado de produtos lcteos funcionais o maior segmento, com vendas superiores a 28 bilhes de dlares em 2007. O mercado de bebidas funcionais o que mais cresce, com vendas estimadas em 34 bilhes de dlares para 2010 (GBA, 2007). De acordo com IFIC (International Food Information Council Foundation) (2005) os probiticos e os prebiticos constituem exemplos de componentes funcionais.

2.2 PROBITICOS De acordo com Fooks et al. (1999); Schrezenmeir & Vrese (2001) e Shah (2007), o termo probitico tem origem grega significando pr-vida. Tal termo foi inicialmente proposto por Lilly e Stilwell (1965) como uma substncia secretada por um microorganismo que estimula o crescimento de outro microorganismo. Posteriormente, Fuller (1989) redefiniu probiticos excluindo o termo substncia, pois este poderia incluir antibiticos e estimulantes microbianos (FOOKS et al., 1999). Este autor props ento a seguinte definio: probitico um suplemento alimentar microbiano vivo o qual afeta beneficamente o animal hospedeiro, por meio da melhoria de seu balano microbiano intestinal. Essa definio enfatizava a necessidade da viabilidade do probitico e introduzia o aspecto relacionado ao efeito benfico ao hospedeiro, que de acordo com a sua definio seria um animal (SCHREZENMEIR & VRESE, 2001). No entanto, o

19 conceito continuava restrito a apenas um mecanismo particular de ao: melhoria do balano microbiano intestinal (GUARNER et al., 2005). Essa definio foi modificada por Havenaar & Huis int Veld (1992) incluindo o homem e no s os animais; outros habitats, como o trato respiratrio e urogenital, alm da microbiota intestinal (SCHREZENMEIR & VRESE, 2001; GUARNER et al., 2005), e caracterizando probitico como uma cultura simples ou mista de microorganismos vivos, os quais beneficiam o homem ou os animais por meio da melhoria das propriedades de sua microbiota nativa. Esta definio, no entanto, ainda continuava restrita a microorganismos capazes de influenciar o balano microbiano endgeno (GUARNER et al., 2005). A definio atualmente aceita que os probiticos so microorganismos vivos que conferem efeito benfico ao indivduo, quando consumidos em quantidades adequadas (FAO / WHO, 2001; SANDERS, 2003; PINEIRO & STANTON, 2007). De acordo com a Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria (ANVISA) (BRASIL, 2002), probiticos so microorganismos vivos capazes de melhorar o equilbrio microbiano intestinal, produzindo efeitos benficos sade do indivduo. Esses microorganismos so, geralmente, bactrias gram-positivas sendo includos basicamente em dois gneros: Lactobacillus e Bifidobacterium, que usualmente so adicionados a leites fermentados ou acrescentados na forma liofilizada ou congelada (MORTAZAVIAN et al., 2007). Para exercer um impacto benfico sade, a concentrao de probiticos no produto deve atingir nveis adequados (LOURENS-HATTINGH & VILJEON, 2001; VASILJEVIC et al., 2007; DONKOR et al., 2007). Contudo, no h consenso quanto ao valor recomendado, sendo que os nveis sugeridos frequentemente consideram valores teraputicos desde 106 (VARNAM & SUTHERLAND, 1994; EARLY, 1998; SHAH, 2007) at 108 ou 109 UFC mL-1 (LOURENS-HATTINGH & VILJEON, 2001). Shah (2000) sugere um mnimo de 10 6 UFC mL-1, mas recomenda 108 UFC mL-1 para compensar a reduo que acontece no nmero de microorganismos viveis durante a passagem pelo trato gastrintestinal. Para Toma & Pokrotnieks (2006) o consumo deve ser de mais de 100 gramas por dia de bio-iogurte (iogurte contendo L. acidophilus e B. bifidum) em quantidades superiores a 106 UFC mL-1 para que se possam obter efeitos

20 teraputicos. Early (1998) sugere uma ingesto semanal de 300-400 gramas deste produto. De acordo com a legislao brasileira, a quantidade mnima vivel para os probiticos deve estar na faixa de 108 a 109 UFC na poro diria. Valores menores do que estes podem ser aceitos desde que a empresa comprove a sua eficcia (BRASIL, 2007). Para humanos sugere-se que probiticos exeram as seguintes funes: formao ou reconstruo da microbiota intestinal, por exemplo,

em crianas recm-nascidas durante tratamento intensivo e aps uso de antibiticos em adultos (HAVENAAR & HUIS INT VELD, 1992; SANDERS, 2000); aumento da resistncia da microbiota benfica intestinal,

respiratria e urogenital (HAVENAAR & HUIS INT VELD, 1992; SANDERS, 2000); diminuio do nvel de colesterol srico (HAVENAAR & HUIS INT

VELD, 1992; SANDERS, 2000; SANDERS, 2003; SHEIL et al., 2007). O efeito hipocolesterolmico das bactrias probiticas ainda gera controvrsia

(ROBERFROID, 2000). Estudos realizados nas dcadas de 70 e 80 reportavam redues de 5-17% na concentrao de colesterol srico aps 2 a 4 semanas de consumo dirio de produtos lcteos fermentados. No entanto, alguns estudos no indicam nenhum efeito significativo (ROBERFROID, 2000). Hlivak et al. (2005) estudaram o efeito de um ano de administrao oral de Enterococcus faecium no nvel de colesterol srico de humanos e encontraram uma diminuio no colesterol total de 12% aps 56 semanas; 2003); metabolismo da lactose e reduo da intolerncia lactose inibio de substncias mutagnicas e reduo da incidncia de

tumores intestinais (SHEIL et al., 2007); interaes no especficas com o sistema imune (SANDERS,

(FOOKS et al., 1999; SANDERS, 2003; SHEIL et al., 2007). M absoro de lactose uma condio na qual o principal carboidrato do leite no completamente hidrolisado a seus monossacardeos, glicose e galactose, devido ausncia da enzima -D-galactosidase no intestino de algumas pessoas. Algumas bactrias cido-lticas usadas como culturas ltica na fermentao do leite e bactrias probiticas como L. acidophilus e B. bifidum, produzem -D-galactosidase. Essa

21 enzima hidrolisa a lactose resultando em um aumento da tolerncia por produtos lcteos (SHAH, 2007). alvio da constipao (SANDERS, 2003); inibio de patgenos (SGOURAS et al., 2004). Os mecanismos de

inibio de patgenos associados aos lactobacilos e bifidobactrias incluem: a produo de substncias antimicrobianas/inibitrias como; cidos orgnicos, perxido de hidrognio, bacteriocinas, antibiticos e cidos biliares desconjugados; competio por stios de adeso e nutrientes e estimulao do sistema imune. A produo de cidos orgnicos pelos probiticos diminui o pH e altera o potencial de xido-reduo do intestino, resultando em uma ao antimicrobiana (LOURENSHATTINGH & VILJEON, 2001; SHEIL et al., 2007); aumento na absoro de clcio e diminuio do risco de osteoporose

(HAVENAAR & HUIS INT VELD, 1992) e; sntese de vitaminas e protenas pr-digeridas (HAVENAAR & HUIS

INT VELD, 1992; SHEIL et al., 2007). importante salientar, no entanto, que nem todos os probiticos so efetivos para todas as funes e necessrio considerar-se as variaes existentes entre as diferentes espcies e cepas com relao funcionalidade (PINEIRO & STANTON, 2007). Em termos de crescimento e viabilidade de bactrias probiticas, leites fermentados so excelentes veculos para a transferncia de espcies selecionadas para os humanos; e vrios microorganismos vm sendo utilizados em alimentos probiticos ao redor do mundo (QUADRO 1).

22Lactobacillus spp.2

Bifidobacterium spp.2

Outros1

L. acidophilus B. adolescentis E. faecalis L. casei2 B. animalis3 E. faecium L. amylovorus B. bifidum Lactococcus lactis L. crispatus B. breve Leuconostoc mesenteroides 1 1 L. gallinarum B. infantis Sporolactobacillus inulinus 3 L. gasseri B. lactis L. johnsonii B. longum L. plantarum B. thermophilum L. rhamnosus L. salivarius L. fermentum L. reuteri L. helveticus L. brevis L. cellobiosus L. curvatus Fonte: HOLZAPFEL et al., 1998; FOOKS et al., 1999; AZIZPOUR et al., 2009 1 Aplicao em animais 2 Principais probiticos 3 Sinnimos

Quadro 1 Espcies principais usadas como probiticos Em geral, no critrio de seleo, para uma bactria ser considerada probitica consta que (FULLER, 1989; HAVENAAR & HUIS INT VELD, 1992; SAARELA et al., 2000; MATTILA-SANDHOLM et al., 2002; GUARNER et al., 2005; GIBSON, 2007): deve ser, preferencialmente, de origem humana; deve ser isolada do trato gastrintestinal de pessoas saudveis; deve ser no patognica, txica, alergnica, mutagnica ou

carcinognica, tanto a espcie utilizada quanto os produtos da fermentao ou os componentes celulares liberados aps decrscimo da quantidade bacteriana; deve possuir propriedades tecnolgicas adequadas a fim de que seja

produzida e incorporada em alimentos sem perder sua viabilidade e funcionalidade; no deve criar sabores ou texturas desagradveis nos produtos; deve permanecer vivel durante a vida til do produto; deve apresentar resistncia acidez e bile, passando, portanto, pelo

trato gastrintestinal e chegando vivel ao seu stio de ao; deve ter habilidade de aderir s clulas do epitlio intestinal e/ou

colonizar o lmen do trato;

23 deve contribuir para a nutrio do indivduo pela sntese de nutrientes

essenciais que se tornam mais disponveis e/ou pela digesto de substncias que o indivduo seja fisiologicamente incapacitado de utilizar; deve apresentar atividade antagonista a patgenos entricos e/ou; pode estar associada a outros benefcios sade.

A sobrevivncia das bactrias probiticas em produtos lcteos fermentados depende de vrios fatores, como: espcie probitica utilizada; interao entre as espcies presentes; composio qumica do meio de fermentao (ex: fonte de carboidrato); produo de perxido de hidrognio durante o metabolismo bacteriano; acidez final; teor de slidos do leite; disponibilidade de nutrientes; presena de promotores e inibidores de crescimento; concentrao de acares; oxignio dissolvido; nvel de inoculao; temperatura de incubao; tempo de fermentao; temperatura de estocagem e permeabilidade da embalagem ao oxignio (DAVE & SHAH, 1997; SHAH, 2000; MATTILA-SANDHOLM et al., 2002; SANZ, 2007). Para superar os problemas de sobrevivncia de bactrias probiticas em produtos lcteos fermentados, diferentes alternativas vm sendo utilizadas, incluindo: seleo de culturas (SHAH, 2000; TUNGLAND, 2000; LOURENSHATTINGH & VILJEON, 2001); microencapsulao (SHAH, 2000; MATTILASANDHOLM et al., 2002; KAILASAPATHY, 2006) e adio de prebiticos (MATTILASANDHOLM et al., 2002; GIBSON, 2004). Os prebiticos exercem um efeito protetor sobre as bactrias probiticas, incluindo o aumento de sua sobrevivncia e atividade durante a estocagem do produto (DONKOR et al., 2007). Akalin et al. (2004) avaliando a viabilidade e atividade de bifidobactrias em iogurte contendo frutooligossacardeos durante o armazenamento refrigerado, encontraram que a viabilidade de B. longum em iogurtes contendo frutooligossacardeos permaneceu acima de 10 6 UFC mL-1 por at 21 dias enquanto este nvel foi mantido por apenas 7 dias sem a adio.

2.2.1 Lactobacillus casei O Lactobacillus casei um microorganismo heterofermentativo facultativo que produz acido ltico como principal produto da gliclise (DESAI et al., 2004).

24 Possui temperatura tima de crescimento a 37oC e mnima a 15oC. O pH timo de crescimento de 6,8, com mnimo em torno de 3,0 (RASIC & KURMANN, 1983). O grupo Lactobacillus casei compreende bactrias lticas fenotipica e genotipicamente heterogneas, envolvendo as espcies Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus zeae e Lactobacillus rhamnosus (HOLZAPFEL & SCHILLINGER, 2002). Tem sido reportado que o Lactobacillus casei estimula o sistema imune (SGOURAS et al., 2004; ARYANA & McGREW, 2007); alivia os sintomas da doena de Crohn (INGRASSIA et al., 2005); reduz sinais clnicos de diarria por rotavrus (GURIN-DANAN et al., 2001); diminui os nveis de triglicrides sricos e colesterol (MINELLI et al., 2004); e possui propriedades antimicrobianas (SGOURAS et al., 2004). Este ltimo aspecto pode ser de especial valor como apelo aos consumidores, porque as linhagens de E.coli enteropatognica e enterotoxignica esto entre os patgenos inibidos (ITSARANUWAT et al., 2003). Minelli et al. (2004) examinaram quatro linhagens de L. casei quanto ao seu uso potencial em um novo produto fermentado probitico. As caractersticas analisadas foram: performance tecnolgica, capacidade de adeso in vitro e tolerncia ao trnsito intestinal quando administradas em ratos. Os autores reportaram que todas as linhagens estudadas poderiam ser utilizadas em alimentos promotores de sade. Segundo Nighswonger et al. (1996), Lactobacillus casei mostrou-se promissor como uma outra espcie de Lactobacillus que no o L. acidophilus para o uso como suplemento em produtos fermentados, porque sua estabilidade durante a estocagem refrigerada igual, ou melhor, que as cepas de L. acidophilus testadas. Muitas indstrias tm incorporado Lactobacillus casei na manufatura de iogurtes (DESAI et al., 2004).

2.3 PREBITICOS Prebitico foi definido primeiramente como um ingrediente alimentar que no hidrolisado pelas enzimas digestivas humanas no trato gastrintestinal superior e afeta beneficamente o indivduo por estimulao seletiva do crescimento e/ou

25 atividade de um ou um nmero limitado de bactrias no clon (GIBSON & ROBERFROID, 1995). Gibson et al. (2004) atualizaram a definio para: prebiticos so ingredientes seletivamente fermentados; que permitem mudanas especficas na composio e/ou na microbiota intestinal; e que conferem benefcios ao bem estar e sade do hospedeiro. O principal conceito associado a ambas definies que os prebiticos tm efeito seletivo na microbiota; o que resulta em melhoria da sade do hospedeiro (FAO / AGNS, 2007). As definies apresentadas anteriormente, no entanto, enquanto diferenciam essa classe de ingredientes alimentares dentro das fibras alimentares, so restritivas em sua aplicabilidade em locais diferentes do trato gastrintestinal (FAO / AGNS, 2007). Um encontro tcnico da FAO, realizado em 2007, trouxe a definio atualmente aceita: prebiticos so componentes alimentares no viveis que conferem benefcios sade do hospedeiro associados modulao de sua microbiota (FAO/ AGNS, 2007). Essa definio deixa explcito que os prebiticos (FAO / AGNS, 2007): so componentes e no um organismo ou uma droga. So substncias

que podem ser caracterizadas quimicamente; e em muitos casos devem ser componentes de grau alimentcio; conferem benefcios mensurveis sade e no devido absoro do

componente na corrente sangunea ou ao componente atuar por si s; capazes de transpor qualquer efeito adverso; modulam a microbiota: mostra que apenas a presena do componente

e da formulao na qual ele foi inserido mudam a composio ou a atividade da microbiota do hospedeiro.

Um ingrediente alimentar para ser considerado prebitico, deve atender aos seguintes itens: no pode ser hidrolisado nem absorvido na parte superior do trato gastrintestinal (estmago e intestino delgado); deve ser seletivamente fermentado por um ou um limitado nmero de bactrias potencialmente benficas no clon (como as bifidobactrias); deve alterar a composio da microbiota para uma composio mais saudvel e deve, preferencialmente, induzir efeitos que so

26 benficos para a sade do hospedeiro (FOOKS et al., 1999; GIBSON et al., 2004; MANNING & GIBSON, 2004; KOLIDA et al., 2007). Um prebitico para ter uso potencial deve ser estvel durante a estocagem; no requerer refrigerao e ser de incorporao fcil e eficiente em alimentos processados (TUNGLAND, 2000). Muitos carboidratos no digerveis vm sendo testados, com as oligofrutoses e a inulina frequentemente sendo empregadas nesses estudos (TUNGLAND, 2000). As oligofrutoses foram introduzidas como sinnimos de

frutooligossacardeos em 1989 (COUSSEMENT, 1999). De acordo com a nomenclatura da IUB- IUPAC (International Union of Biochemistry - International Union of Pure and Applied Chemistry), oligossacardeos so definidos como sacardeos contendo 3-10 resduos de monossacardeos unidos atravs de ligaes glicosdicas (MUSSATO & MANCILHA, 2007). Outra classificao considera os oligossacardeos como sendo aqueles que possuem entre 3 e 19 unidades de monossacardeos (MUSSATO & MANCILHA, 2007). No entanto, no h razo fisiolgica ou qumica para esta diviso (VORAGEN, 1998). A inulina composta de uma mistura de oligmeros e polmeros na qual o nmero de unidades de monossacardeos varia de 2 at mais de 65, com um grau de polimerizao mdio na inulina nativa de 12 (GIBSON et al., 2004; ROBERFROID, 2005a).

2.3.1 Inulina A inulina foi descoberta no sculo XIX por um cientista alemo e definida como o carboidrato isolado da raiz de Inula helenum. Ao longo do mesmo sculo vrios estudos foram realizados reportando os efeitos benficos da inulina para os humanos (ROBERFROID, 2005a). No entanto, apenas recentemente a inulina e seus derivados tm atrado o interesse da indstria alimentcia; que j vem desenvolvendo uma srie de produtos, estimulando assim pesquisas e publicaes acerca da produo e uso nutricional desse carboidrato (ROBERFROID, 2005a). A inulina convencional contm em torno de 6-10% de acares, representados pela glicose, frutose e sacarose. Um tipo de inulina, denominada de alta performance (HP), se encontra disponvel no mercado. Este produto obtido

27 atravs da remoo das molculas de cadeia curta, sendo assim, os acares residuais, assim como os oligmeros, so removidos. A inulina HP tem grau de polimerizao mdio de 25 e uma distribuio molecular entre 11 e 60. Este produto promove duas vezes mais a sensao da gordura do que a inulina convencional (NINESS, 1999; FRANCK, 2002; ROBERFROID, 2005a) Na figura 1 est representada a estrutura qumica da inulina, onde se observa que esta formada por uma mistura heterognea de polmeros de frutose, que pode terminar com uma molcula de glicose (A) ou de frutose (B).

Figura 1 Estrutura qumica da inulina (GIBSON & ROBERFROID, 1995) A produo de inulina realizada a partir da extrao de razes de chicria (Cichorium intybus) utilizando gua quente, por um processo semelhante ao da extrao de acar da beterraba (FRANCK, 2002; FDA / CFSAN, 2003; ROBERFROID, 2005a). De acordo com Laurenzo, Navia e Neiditch (1999) e FDA / CFSAN (2003), os mtodos convencionalmente utilizados para extrair inulina de produtos vegetais incluem algumas etapas bsicas: lavagem dos tubrculos; fatiamento ou moagem dos tubrculos; extrao de inulina com gua; tratamento do extrato com dixido de carbono e cal; filtragem e recuperao da inulina por precipitao ou evaporao. Os

28 produtos comerciais de inulina contm 92% de inulina em uma mdia de grau de polimerizao de 10 (CARABIN & FLAMM, 1999). A inulina est amplamente distribuda na natureza em uma variedade de plantas e em algumas bactrias e fungos (FRANCK, 2002). No quadro 2 so apresentados alguns vegetais e a quantidade respectiva de inulina que pode ser encontrada naturalmente.

Fonte Alcachofra de Jerusalm Alho Arroz Aspargo Banana Cebola Centeio Cevada Chicria Dente de Leo Trigo Yacon Fonte: Van Loo (1995); Tungland (2000)

Inulina (%) 16-20 9-16 0,5-0,9 2-3 0,3-0,7 1,1-7,5 0,5-1 0,5-1,5 15-20 12-15 1-4 3-19

Quadro 2 Ocorrncia natural de inulina em alimentos

2.3.1.1 Aspectos nutricionais A relao entre dose-efeito em um complexo ecossistema como a microbiota colnica depende de alguns fatores como, por exemplo, o nmero inicial de bifidobactrias (ROBERFROID et al., 1998; ROBERFROID, 1999; KOLIDA et al., 2007). Indivduos com menor contagem de bifidobactrias inicial geram melhores respostas ao dos prebiticos do que aqueles que possuem maior contagem (RASTALL & MAITIN, 2002). Gibson (2007) e Kolida et al. (2007) afirmam que uma dose prebitica de 5g/dia de inulina suficience para alterar beneficamente a microbiota colnica, sendo que em casos especficos, esse valor pode chegar a 8g/dia. Manning & Gibson (2004) indicam que no mnimo 4g/dia, mas preferivelmente 8g/dia do prebitico seriam necessrios para aumentar significativamente a quantidade de bifidobactrias no intestino.

29 Van de Wiele et al. (2006) concluram que a inulina apresenta efeitos prebiticos mais pronunciados do que as oligofrutoses considerando tanto a atividade fermentativa quanto a composio bacteriana, quando utilizaram um simulador do ecossistema colnico humano (SHIME). A inulina possui unidades de frutose unidas por ligaes do tipo (1-2), que no so clivadas pelos humanos devido inabilidade enzimtica, ento, fermentada no clon, sem recuperao nas fezes (IZZO & NINESS, 2001). Consequentemente, em termos de valor calrico, a inulina no pertence aos carboidratos digerveis, que possuem valor calrico de 3,9 kcal/g (ROBERFROID, 1999; IZZO & NINESS, 2001). O valor calrico da inulina foi determinado como sendo de 1,5 kcal/g (ROBERFROID, 1999). Alguns benefcios associados a inulina so: aumento na absoro de clcio (GRIFFIN et al., 2003; MANNING &

GIBSON, 2004; ABRAMS et al., 2005; SCHOLZ-AHRENS et al., 2007). As vrias hipteses para explicar esse efeito so: o efeito osmtico; a acidificao do contedo do clon devido fermentao e produo de cidos graxos de cadeia curta; a formao de sais solveis de clcio e magnsio a partir desses cidos e a hipertrofia da parede do clon (ROBERFROID, 2000; MUSSATTO & MANCILHA, 2007); reduo da lipognese heptica e da concentrao de

triacilglicerol no plasma e consequentemente; do risco de aterosclerose (BALCAZAR-MUNOZ et al., 2003; LETEXIER et al., 2003); alvio da constipao (DEN HOND et al., 2000; IZZO & NINESS,

2001). Os produtos finais da fermentao de carboidratos no digerveis por bactrias colnicas, os cidos graxos de cadeia curta, so eficientemente absorvidos e utilizados pelas clulas epiteliais humanas, estimulando o crescimento destas, assim como a absoro de sal e gua; aumentando a umidade do bolo fecal atravs da presso osmtica e consequentemente, aumentando a motilidade intestinal (MUSSATTO & MANCILHA, 2007); manuteno do ndice glicmico e insulnico no sangue, pois no

hidrolisada aos seus monossacardeos (IZZO & NINESS, 2001; BALCZAR-MUNOZ et al., 2003);

30 diminuio no colesterol srico total (MORTENSEN et al., 2002;

BALCZAR-MUNOZ et al., 2003). Mudanas na concentrao de colesterol srico tm sido relacionadas com mudanas na microbiota intestinal (MUSSATTO & MANCILHA, 2007). Algumas espcies de Lactobacillus acidophilus assimilam o colesterol presente no meio, enquanto outras parecem inibir a absoro do colesterol via parede intestinal (MUSSATTO & MANCILHA, 2007) ou produzir metablitos que interferem na sua sntese no fgado (GIBSON, 2007). No entanto, a habilidade de prebiticos como a inulina de atuarem na diminuio de colesterol ainda gera controvrsias (MANNING & GIBSON, 2004) principalmente quando se levam em considerao dados contrastantes obtidos em estudos com humanos (GIBSON, 2007); modificao significativa da microbiota colnica. O consumo de

inulina resulta em um aumento das bifidobactrias e dos lactobacilos na microbiota colnica humana (GIBSON et al., 1995; ROBERFROID, 2000; BOUHNIK et al., 2007; KOLIDA et al., 2007). Bouhnik et al. (2007) fazendo um estudo de quatro semanas de ingesto de inulina encontraram que baixas doses do prebitico (2,5g duas vezes ao dia) foram bem toleradas e levaram a um aumento significativo da contagem de bifidobactrias nas fezes de voluntrios saudveis; diminuio do pH do clon e inibio de patgenos. Devido

fermentao, h produo de cidos carboxlicos de cadeia curta (acetato, butirato e propionato) e cido ltico, que servem para prover as bactrias benficas tanto de material quanto de energia para seu crescimento (ROBERFROID, 1999); e diminuem o pH a valores abaixo dos quais os patgenos seriam capazes de competir efetivamente (MANNING & GIBSON, 2004; KIP et al., 2005; GIBSON, 2007). Alm disso, algumas espcies de lactobacilos e bifidobactrias so capazes de secretar antibiticos naturais com amplo espectro de atividade (MANNING & GIBSON, 2004; GIBSON, 2007); produo de nutrientes, como vitaminas do complexo B (B1, B2, B6 e

B12), cido nicotnico e cido flico (MUSSATTO & MANCILHA, 2007; GIBSON, 2007); inibio de diarria. O possvel efeito inibitrio das bifidobactrias

sobre outras bactrias gram-positivas e gram-negativas suporta a teoria de que a inulina, atravs da estimulao do crescimento destes microorganismos no clon,

31 atuaria como agente profiltico diarria associada a antibiticos e no tratamento e reduo da durao de diarrias incipientes 2007); reduo do risco de cncer de clon (POOL-ZOBEL, 2005). O (GIBSON & WANG, 1994; SHAH,

mecanismo pelo qual esse fato ocorreria inclui a reduo da exposio a fatores de risco (carcingenos genotxicos) ou reduo do seu impacto; supresso do crescimento das clulas tumorais; modulao da expresso gnica; e reduo da atividade metastsica das clulas tumorais (POOL-ZOBEL, 2005). O impacto do prebitico sobre a microbiota intestinal existe enquanto o prebitico ingerido. Cessada a ingesto, o perfil bacteriano retorna ao padro que havia antes da ingesto do prebitico (ROBERFROID, 2005b). Em 1995 foi estimado que norte-americanos consumissem 1-4 g por dia de inulina pela utilizao de alimentos que a contivessem em sua constituio, enquanto que a mdia para os europeus seria de 3-11g por dia (VAN LOO et al., 1995). Em 2003, a FDA (Food and Drug Administration) reportou que a ingesto de inulina para os americanos seria de 2,6 gramas por dia, principalmente devido ao consumo de trigo e cebola. Para os europeus esse valor seria maior do que 10 gramas ao dia (FDA / CFSAN, 2003). Damio (2007) afirma que no Brasil, provavelmente, o consumo deve equiparar-se aos valores norte-americanos.

2.3.1.2 Determinao analtica Atualmente, autoridades legais em muitos pases confirmam que a inulina pode ser designada no rtulo dos alimentos como fibra alimentar (GIBSON et al., 2004; ROBERFROID, 2005a). Isto se deve ao fato de que a inulina preenche os requisitos necessrios para ser considerada como tal, a saber: encontrada na parte comestvel de plantas; um carboidrato, sendo composta por uma mistura de oligossacardeos ou de oligossacardeos e polissacardeos; resistente hidrlise pelas enzimas humanas; resistente absoro no intestino delgado; e hidrolisada e/ou fermentada por bactrias no clon (ROBERFROID, 2005b). Contudo, devido sua solubilidade em etanol/gua (4/1), os mtodos clssicos para anlise de fibra alimentar determinam apenas parcialmente a inulina presente (ROBERFROID, 2005a).

32 Inulina e oligofrutoses podem ser analisadas utilizando o Mtodo de Frutana descrito pela AOAC (Association of Official Analytical Chemistry) nmero 997.08 e integrado ao Mtodo de Fibra Alimentar Total da AOAC (QUEMENER et al., 1997; HOEBREGS, 1997; SIMONOVSKA, 2000). Este mtodo mede a inulina total mais as oligofrutoses em qualquer produto de origem alimentar, sendo um mtodo bastante especfico e reprodutvel para ambas as substncias. O mtodo envolve o tratamento da amostra com as enzimas amiloglucosidase e inulinase, seguido pela determinao dos acares residuais por cromatografia gasosa, cromatografia lquida de alta eficincia ou, preferivelmente, cromatografia de troca aninica de alta eficincia com detector de pulso amperomtrico (FRANCK, 2002; ROBERFROID, 2005a). Existem no mercado kits enzimticos para determinao de inulina em produtos alimentcios ou vegetais. O princpio baseia-se no fato de que sacarose e maltooligossacardeos, quando presentes na amostra, so hidrolisados a frutose e glicose usando uma enzima especfica sucrase/maltase. Aps o ajuste de pH, as amostras so analisadas quanto glicose + frutose (A) ou tratadas com frutanase purificada (a qual hidrolisa frutanos a frutose e glicose) e ento analisadas quanto frutose + glicose (B). O contedo de frutanos corresponde diferena entre B e A (MEGAZYME, 2009).

2.3.1.3 Toxicidade Tanto a inulina quanto as oligofrutoses esto presentes na dieta das populaes ao redor do mundo (VAN LOO et al., 1995; TUNGLAND, 2000). Essa presena no est em quantidades traos, sendo que vrios gramas so ingeridos na dieta normal (COUSSEMENT, 1999). A literatura no reporta dvidas quanto inocuidade dos vegetais contendo inulina. Embora isso no seja garantia de segurana, confortante que durante sculos ningum tenha reportado dvidas quanto segurana desses vegetais (COUSSEMENT, 1999). Pelo contrrio, muitos deles so considerados como promotores da sade como a chicria e o alho, principalmente para diabticos. A inulina, quando administrada na dieta, no resulta em mortalidade, morbidade, toxicidade em rgos, toxicidade reprodutiva ou desenvolvida ou

33 carcinogenicidade. Muitos estudos in vitro tambm demonstraram ausncia de potencial mutagnico ou genotxico. A nica limitao no uso destas fibras est relacionada tolerncia gastrintestinal (CARABIN & FLAMM, 1999). Testes realizados pela Orafti indicaram a existncia de trs categorias de pessoas quanto ingesto de carboidratos totalmente fermentescveis: (1) pessoas no-sensveis: podem consumir 30 gramas por dia ou mais sem desencadear reaes indesejveis; (2) pessoas sensveis: podem consumir 10 gramas por dia sem desencadear reaes indesejveis, mas podem apresent-las com doses superiores a 20 gramas por dia; e (3) pessoas muito sensveis: podem desencadear reaes indesejveis com doses inferiores a 10 gramas por dia (COUSSEMENT, 1999). A distribuio de pessoas entre as categorias, para alimentos lquidos, de 71% de no sensveis, 25% de sensveis e 4% de muito sensveis, quando administrada uma dose da amostra (ABSOLONNE et al., 1995 apud

COUSSEMENT, 1999). A variabilidade existente entre as pessoas est relacionada resposta a fermentao dos prebiticos, levando em considerao a estrutura qumica como o comprimento da cadeia e a composio dos monossacardeos; assim como a microbiota colnica (CUMMINGS et al., 2001). A concentrao de carboidratos nodigerveis no alimento, a frequncia de consumo e o consumo de outros alimentos tambm podem afetar a resposta dos indivduos e sua tolerncia (LIVESEY, 2001). A tolerncia aos carboidratos no digerveis aumenta medida que o grau de polimerizao (DP) tambm aumenta. Em geral, a tolerncia por inulinas de alto grau de polimerizao (DP> 5, mdia DP 23) maior do que a tolerncia a inulina nativa (DP entre 2 e 60, mdia DP 9) (TUNGLAND, 2000). Gibson (2007) e Kolida & Gibson (2007) afirmam que o principal efeito adverso associado ingesto de prebiticos o desconforto intestinal devido produo de gs. Os autores sugerem que em uma dose racional de 20g/dia, a distenso de gs no deve ocorrer. A Food and Drug Administration (FDA), em estudo realizado em 2003, concluiu que o consumo regular de 40 a 70 gramas por dia de inulina nativa por adultos saudveis parece resultar em ausncia de efeitos adversos, especialmente quando o consumo dividido ao longo do dia (FDA / CFSAN, 2003). Esse consumo estimado reforado por observaes em artigos (TUNGLAND, 2000).

34 2.3.1.4 Aspectos legais A inulina classificada como alimento ou ingrediente alimentar, no como aditivo, em todos os pases nos quais utilizada. Na Europa, aprovada para uso em alimentos sem limitaes, no sendo fixado um valor de ingesto diria aceitvel (COUSSEMENT, 1999; TUNGLAND, 2000). Nos Estados Unidos reconhecida como GRAS (Generally Recognized as Safe), o que se refere a alimentos que possuem elementos chave da segurana alimentar, definidos por especialistas (ROBERFROID, 2000; TUNGLAND, 2000); e pode ser utilizada sem qualquer restrio em todas as categorias de alimentos, a menos que haja um padro e este no permita o seu uso (TUNGLAND, 2000). A utilizao de inulina e oligrofrutoses como ingredientes funcionais foi aprovada no Brasil, sendo permitida a alegao: a inulina contribui para o equilbrio da flora intestinal. Seu consumo deve estar associado a uma dieta equilibrada e hbitos de vida saudveis (BRASIL, 2005). Essa alegao pode ser utilizada desde que a poro diria do produto pronto para o consumo fornea no mnimo 3 gramas de inulina se o alimento for slido ou 1,5 grama se o alimento for lquido (BRASIL, 2007).

2.3.1.5 Inulina como substituto de gordura A inulina est disponvel na forma de um p branco, sem odor e de sabor neutro, com pureza alta e composio qumica conhecida. A inulina convencional ligeiramente doce (10% em relao sacarose) enquanto a de alta performance no o . Pode ser combinada com outros ingredientes sem alterar o sabor dos produtos. moderadamente solvel em gua (mximo de 10% temperatura ambiente) e apresenta baixa viscosidade (menos de 2 mPa.s para uma soluo a 5% em gua). Possui ainda uma capacidade notvel de substituir gordura (FRANCK, 2002). O conhecimento a respeito dos efeitos adversos de um consumo excessivo de gordura virtualmente universal. Consequentemente, os indivduos preocupados com a sade esto modificando seus hbitos alimentares e consumindo menos gordura (MILLER & GROZIAK, 1996).

35 Nos EUA, 2/3 da populao consome produtos com baixo teor de gordura. Os produtos mais consumidos tm sido os derivados do leite, principalmente queijos, iogurtes e cremes. Dos produtos consumidos, 8% so destinados manuteno da sade do consumidor, 80% para reduzir a taxa de colesterol, 73% para reduzir a gordura e 64% para perder peso (ALTSCHUL, 1993). A gordura do leite tem um importante papel no desenvolvimento de textura, sabor e cor de produtos lcteos (GUVEN et al., 2005). A reduo no contedo de gordura pode causar alguns defeitos no iogurte como perda de sabor, de consistncia ou falta de textura (EL-NAGAR et al., 2002). Alm disso, a gordura influencia outras caractersticas dos produtos como manuseio, estabilidade e aparncia (BRENNAN & TUDORICA, 2007). Embora a fabricao de iogurtes com baixo teor de gordura seja possvel h muitos anos, o uso de substitutos de gordura na fabricao de produtos lcteos recente (GUVEN et al., 2005). Os substitutos de gordura so utilizados para reduzir o contedo de gordura em muitos produtos lcteos como queijos e sorvetes. Mesmo o iogurte, que no contm uma grande quantidade de gordura comparado aos outros produtos lcteos, tambm tem sido alvo desses substitutos (YAZICI & AKGUN, 2003). O potencial de substituto de gordura da inulina foi descoberto e patenteado em 1992 pela Orafti (COUSSEMENT, 1999). Desde ento, a inulina vem sendo utilizada como substituto de gordura na indstria lctea e tem mostrado efeitos positivos na reologia e estabilidade dos produtos (EL-NAGAR et al., 2002). Isto se deve ao fato de que a inulina promove na boca uma sensao semelhante da gordura. Essa caracterstica resultado de seu maior peso molecular; tornando-a menos solvel do que as oligofrutoses, e com habilidade de formar microcristais quando misturada gua ou leite. Esses microcristais no so percebidos na boca, mas interagem para formar uma textura finamente cremosa que promove a sensao de gordura (NINESS,1999; FRANCK, 2002). Na prtica, geralmente cada grama de gordura substitudo por 0,25 grama de inulina. Consequentemente, a substituio da gordura na maioria dos alimentos resultaria em concentraes de 2-6 gramas de inulina por poro (COUSSEMENT, 1999). Pagliari e Beatrice (1994) notaram que a adio de inulina em queijos tipo mussarela de baixo teor de gordura melhorou as propriedades sensoriais, enquanto

36 Spiegel et al. (1994) reportaram que iogurtes de baixo teor de gordura acrescidos de inulina tinham melhor textura e sabor. Observando o efeito da inulina na qualidade de iogurtes, Guven et al. (2005) conseguiram um produto similar ao controle com adio de 1% de inulina, sendo que a substituio no influenciou as caractersticas fsicas e sensoriais. A aceitao de qualquer produto alimentcio pelo consumidor depende do sabor. Ainda que os consumidores queiram alimentos com uma quantidade mnima de gordura ou at alimentos sem gordura ou calorias, eles tambm querem alimentos que tenham sabor (CASTELLUCCI & SAMPAIO, 2002). Aparentemente a inulina contribui para uma melhoria no sabor, especialmente em produtos lcteos de baixo teor de gordura. Alm disso, suas propriedades prebiticas podem contribuir para uma melhoria da sade e aliado a outros possveis benefcios, parece atrativo usar esse ingrediente no desenvolvimento de iogurtes com baixo teor de gordura (KIP et al., 2005).

2.4 SIMBITICOS O potencial de sinergia entre probiticos e prebiticos desencadeou o desenvolvimento de alimentos contendo combinaes desses ingredientes

(CRITTENDEN et al., 2001). Esses produtos so chamados de simbiticos (ROBERFROID et al.,1998; LIONG & SHAH, 2005). Os simbiticos promovem o crescimento de bactrias benficas j existentes no clon, assim como aumentam a sobrevivncia, implantao e crescimento das bactrias que esto sendo adicionadas com o produto (LIONG & SHAH, 2005). Este ltimo fato decorre da presena do substrato especfico para o probitico estar disponvel para a fermentao (GIBSON & ROBERFROID, 1995).

2.5 IOGURTE A partir do leite, a indstria de laticnios fabrica os produtos lcteos fermentados, adicionados ou no de probiticos e/ou prebiticos, que tm ocupado a maior ateno por parte dos pesquisadores e da indstria de laticnios.

37 No comeo do sculo XX, o bacteriologista russo Eli Metchnikoff (Instituto Pasteur, Frana), foi o primeiro a dar uma explicao cientfica para os efeitos benficos das bactrias lticas presentes em leites fermentados (SHAH, 2007). Ele associou a sade e a longevidade dos blgaros com o alto consumo de leites fermentados. Sua teoria, denominada Teoria da Longevidade, tinha como princpio a ao inibitria das bactrias lticas sobre as bactrias produtoras de toxina normalmente presentes no intestino, resultando em um aumento no tempo de vida da populao (LOURENS-HATTINGH & VILJEON, 2001). Metchnikoff se dedicou ao estudo de uma s linhagem, Bulgarian bacillus, que por muito tempo foi considerada o que hoje se conhece por Lactobacillus bulgaricus. Posteriormente, verificou-se que o Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus deveria ser o microorganismo contido naqueles produtos (TAMIME, 2002a). Embora existam substncias fisiologicamente ativas no prprio leite, o efeito promotor de sade dos produtos lcteos fermentados se deve atividade biolgica de bactrias usadas na fabricao desses produtos ou de seus metablitos, produzidos no processo fermentativo. Produtos lcteos adicionados de culturas selecionadas, como leite fermentado, kefir e especialmente os iogurtes, tm se tornado o foco de interesse em relao s propriedades funcionais. Acredita-se que o iogurte originou-se no Oriente Mdio. Inicialmente, era elaborado com leite de cabra, ovelha, bfala e camela; animais que acompanhavam as tribos nmades. A maneira emprica de preparao aperfeiou-se intuitivamente com o aquecimento do leite, melhores condies higinicas do material usado e do material inoculado (TAMIME, 2002a). At 1950 a produo e/ou o consumo de iogurte permaneceu restrito s regies do Oriente Mdio, pennsulas Blcs, ndia, Mediterrneo, grupos tnicos vivendo em diferentes partes do mundo e queles que percebiam que o produto fazia bem sade (TAMIME, 2002a). No entanto, essa situao comeou a mudar principalmente devido: (a) a refrigerao passou a ser utilizada amplamente fazendo com que o iogurte fosse distribudo e disponibilizado no mercado; (b) a introduo de novos tipos de iogurtes (adio de acar e frutas) dando ao produto uma imagem de fresco e; (c) a incorporao de bactrias probiticas ao produto, melhorando os seus benefcios sade (TAMIME, 2002a).

38 O Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento (MAPA) define iogurte como o produto resultante da fermentao do leite (em natureza ou reconstitudo) pasteurizado ou esterilizado, adicionado ou no de outros produtos de origem lctea, bem como de outras substncias alimentcias recomendadas pela tecnologia atual de fabricao, por cultivos protosimbiticos de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus e Streptococcus salivarius ssp. thermophilus viveis, ativos e abundantes no produto final e durante seu prazo de validade, aos quais podem-se acompanhar, de forma complementar, outras bactrias cido-lticas que, por sua atividade, contribuem para determinao das caractersticas do produto final (BRASIL, 2000). O iogurte pode ser classificado em diferentes categorias baseado em: (a) caractersticas fsicas do gel, (b) composio qumica; e (c) ingredientes saborizantes (TAMIME, 2002a). De acordo com a tecnologia de fabricao e caractersticas fsicas do gel, Kardel e Antunes (1997); Spreer & Mixa (1998) e Abreu (2000) citam trs tipos de iogurte: iogurte tradicional (set yogurt): tambm denominado de iogurte firme, caracteriza-se pela fermentao j dentro da embalagem. Como ele no sofre homogeneizao aps sua fermentao, se apresenta na forma de uma coalhada firme e mais ou menos consistente. Esse tipo de iogurte pode ser comercializado na sua forma natural (sem a adio de acar e saborizantes); na forma aromatizada (normalmente com adio de acar, saborizantes, aromas e corantes); ou tipo sundae (uma camada de polpa de fruta, mel, etc, no fundo da embalagem, ficando o iogurte sobre esta); iogurte batido (stirred yogurt): ao contrrio do anterior, o leite colocado em um tanque (com ou sem a adio de acar, aromatizantes, saborizantes, corantes) e; depois de completa a fermentao, o iogurte batido e posteriormente embalado. O produto re-solidificado a uma textura semi-slida atravs da utilizao de agentes espessantes; iogurte lquido (fluid yogurt): tambm conhecido como iogurte para beber, podendo ser consumido de forma natural ou adicionado de acar, aromatizantes, saborizantes e corantes. O produto , homogeneizado e

transformado na forma lquida antes do preenchimento da embalagem. No contm espessantes, mas contm estabilizantes. Normalmente comercializado em embalagens plsticas tipo garrafa e embalagens tipo longa vida.

39 De acordo com a composio qumica originam-se os iogurtes com creme (matria gorda mnima de 6%), integral (matria gorda mnima de 3%), parcialmente desnatado (matria gorda mxima de 2,9%) e desnatado (matria gorda mxima de 0,5%); e de acordo com os ingredientes saborizantes aqueles de sabor natural, adicionados de frutas ou aromatizados (BRASIL, 2000; TAMIME, 2002a). Ultimamente o mercado do iogurte est fragmentado, com estratgias de vendas enfocadas sobre o contedo calrico, a quantidade de gordura reduzida, a maior capacidade de conservao, a fabricao sem aditivos, efeitos benficos sade relacionados s bactrias viveis e os iogurtes destinados ao pblico infantil (EARLY, 1998).

2.5.1 Processo de fabricao A figura 2 descreve a sequncia de fabricao geral de iogurtes, segundo Spreer e Mixa (1998) e Kardel e Antunes (1997).

Figura 2 Fluxograma geral de fabricao de iogurte (KARDEL & ANTUNES, 1997; SPREER & MIXA, 1998)

40

Os principais ingredientes do iogurte procedem diretamente do leite e seus derivados lcteos. Os que se utilizam com mais frequncia so: leite integral; leite desnatado; leite concentrado desnatado; leite em p desnatado; nata e concentrados de protenas lcteas (EARLY, 1998).

2.5.1.1 Padronizao Os contedos de gordura e de extrato seco desengordurado so ajustados a fim de cumprir a legislao de cada pas. Para o aumento do extrato seco desengordurado costuma-se adicionar leite em p desnatado (TAMIME, 2002a). O estabelecimento de valores mnimos tem como objetivo proteger os consumidores, garantindo a manuteno do extrato seco desengordurado semelhante aos valores encontrados no leite (TAMIME & ROBINSON, 1991). Do ponto de vista dos fabricantes, as propriedades fsicas do iogurte, como a consistncia do cogulo, so de grande importncia e, geralmente, quanto maior o contedo do extrato seco desengordurado, maior a consistncia e viscosidade do produto final (TAMIME & ROBINSON, 1991). Alm disso, o aumento do extrato seco desengordurado diminui a tendncia a sinrese e reduz ligeiramente a produo de cido durante a fermentao, obtendo-se um produto menos cido, o que atualmente tem melhor aceitao pelos consumidores (VARNAM & SUTHERLAND, 1994).

2.5.1.2 Homogeneizao A homogeneizao afeta a fase lipdica do leite, que no participa diretamente da formao do cogulo do iogurte. No entanto, a reduo do tamanho e o aumento dos glbulos de gordura como consequncia da homogeneizao, modifica o gel que se forma depois. Em primeiro lugar, a adsoro dos pequenos glbulos de gordura sobre as micelas de casena aumenta a viscosidade e o volume total efetivo da matria em suspenso. Em segundo lugar, h diminuio da sinrese devido ao aumento do carter hidroflico das micelas de casena, resultado das interaes protena-protena e casena-membrana do glbulo de gordura. H ainda

41 um efeito adicional que se produz como consequncia da desnaturao de algumas protenas (VARNAM & SUTHERLAND, 1994; TAMIME, 2002a). A homogeneizao no uma prtica obrigatria e exige equipamento relativamente caro, sendo utilizada quase que exclusivamente em indstrias com grandes produes (ABREU, 2000). Com a homogeneizao promove-se a disperso homognea dos constituintes e melhora-se o sabor, a consistncia, a apresentao e a digestibilidade do iogurte (ABREU, 2000). Normalmente a homogeneizao efetuada em duas fases, a presses na ordem de 15 MPa na primeira e de 4 MPa na segunda fase. Para que toda a gordura se encontre no estado lquido a homogeneizao se realiza a temperaturas superiores a 50oC, normalmente sendo utilizadas temperaturas prximas a 65 oC (EARLY, 1998). Embora a homogeneizao acontea na primeira fase, a segunda fase tem duas funes bsicas: melhora a eficincia do processo e previne a aglutinao dos glbulos de gordura que possa ocorrer aps a primeira fase (CHANDAN & ORELL, 2006).

2.5.1.3 Tratamento trmico Os objetivos desta etapa so: eliminar formas vegetativas de

microorganismos patognicos; destruir ou reduzir at um nmero aceitvel os microorganismos deteriorantes; reduzir a populao microbiana total para que no interfira no desenvolvimento das bactrias lticas usadas como lticas; desnaturar as protenas do soro para melhorar a textura do produto final e para ajudar a evitar a separao do soro durante a conservao do iogurte; e hidratar os estabilizantes que se dissolvem sob calor (EARLY, 1998; TAMIME, 2002a). Diferentes temperaturas so utilizadas para o tratamento trmico durante a fabricao do iogurte, e podem variar dependendo da combinao tempo e temperatura. Alguns exemplos so: 85 oC por 30 minutos, 90-95oC por 5 minutos; e 105oC por 10 segundos. O tratamento trmico induz mudanas fsicas e qumicas complexas e multifatoriais (TAMIME, 2002a).

42 2.5.1.4 Diminuio da temperatura Uma vez que o leite tenha recebido tratamento trmico necessrio esfri-lo at uma temperatura adequada para realizar a inoculao (42-43oC). Na fabricao de iogurte tradicional esta etapa se torna bastante importante, pois necessrio que o leite esteja a uma temperatura adequada quando se inoculam as bactrias lticas. Uma temperatura demasiadamente alta pode inibir ou at destruir os

microorganismos da cultura ltica; se a temperatura estiver muito baixa o tempo de fermentao se prolonga desnecessariamente (EARLY, 1998).

2.5.1.5 Inoculao das culturas lticas Aps o leite ser resfriado (42-43C), adiciona-se de 1% a 2% da cultura ltica previamente pesada. Aps a adio homogeneza-se por cerca de 2 minutos para que os microorganismos se distribuam uniformemente no leite (EARLY, 1998). Nas produes em grande escala costuma-se utilizar a inoculao direta na cuba de fermentao. Os cultivos so adquiridos como suspenses

superconcentradas congeladas ou liofilizadas (VARNAM & SUTHERLAND, 1994).

2.5.1.6 Fermentao Em iogurtes tradicionais a fermentao se desenvolve na prpria embalagem. As temperaturas de incubao dependem dos microorganismos que compem o cultivo e do tempo de fermentao previsto (EARLY, 1998).

2.5.1.6.1 Culturas lticas As funes das culturas lticas nas fermentaes lticas so: auxiliar na preservao do leite pela gerao de cido ltico e em alguns casos compostos antimicrobianos; produzir compostos de sabor e outros metablitos que resultaro em um produto com caractersticas sensoriais desejadas pelo consumidor; melhorar o valor nutricional com a liberao de aminocidos livres ou sntese de vitamina B; desenvolver a textura do produto atravs da produo de cido ltico e, os

43 benefcios sade devido presena, no ato do consumo, de clulas bacterianas viveis benficas (TAMIME, 2002b). Os tipos de microorganismos normalmente utilizados so os Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus e Streptococcus salivarius ssp. thermophilus, os quais se desenvolvem no iogurte em simbiose (ISLETEN & KARAGUL-YUCEER, 2006). Streptococcus salivarius ssp. thermophilus produz cido ltico, que reduz o pH para um pH timo de crescimento de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (LOURENS-HATTINGH & VILJEON, 2001). O Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, em retorno, libera aminocidos e peptdeos da protena do leite, estimulando o crescimento de Streptococcus salivarius ssp. thermophilus (ZOURARI et al., 1992; VARNAM & SUTHERLAND, 1994). O crescimento de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus ainda estimulado pelo cido frmico ou dixido de carbono liberado durante o crescimento de Streptococcus salivarius ssp.

thermophilus (ZOURARI et al., 1992; VARNAM & SUTHERLAND, 1994). Esta simbiose, entretanto, exige no cultivo uma determinada proporo entre cocos e bacilos. Segundo Kroger (1976) e Spreer & Mixa (1998), a relao quantitativa entre os dois microorganismos deve ser de 1:1. No entanto, para superar problemas de ps-acidificao em produtos lcteos fermentados durante a estocagem, tem-se utilizado culturas com menor

concentrao de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, ou at mesmo sem esse microrganismo, como a cultura comercial ABT (L. acidophilus, Bifidobacterium e Streptococcus salivarius ssp. thermophilus) (KAILASAPATHY & PHILLIPS, 2008) O Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus capaz de fermentar glicose, galactose e lactose produzindo cido, mas usualmente no fermenta a sacarose, maltose e frutose; enquanto que o Streptococcus salivarius ssp. thermophilus produz cido, fermentando glicose, lactose e sacarose (ZOURARI et al., 1992). A temperatura tima de crescimento para os microorganismos do iogurte situa-se entre 42-43C (RASIC & KURMANN, 1978). Segundo Spreer & Mixa (1998), em tal faixa de temperatura, os tempos de gerao dos microorganismos utilizados so similares. Em temperaturas superiores (45C) ocorre predominncia de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, enquanto que em temperaturas inferiores (37C) o crescimento de Streptococcus salivarius ssp. thermophilus favorecido. Os Padres de Identidade e Qualidade (PIQ) de Leites Fermentados, da Resoluo N 5, de 13 de novembro de 2000, estabelecem que em iogurtes a

44 contagem total de bactrias lticas viveis deve ser no mnimo de 10 7 UFC mL-1 no produto final, durante todo o prazo de validade (BRASIL, 2000).

2.5.1.7 Resfriamento O cogulo comea a ser resfriado a partir do momento em que se alcana a acidez desejada. O grau de acidificao depende do tipo de iogurte que se est elaborando, do mtodo de resfriamento e da acidez que se deseja para o produto final. Geralmente nesse momento o iogurte tem entre pH 4,5-4,6 (EARLY, 1998). Uma temperatura de 15-20 C deve ser alcanada dentro de uma hora a uma hora e meia (SPREER & MIXA, 1998). Para evitar o choque trmico que provocaria um encolhimento da massa, e consequentemente, o dessoramento, recomenda-se fazer o resfriamento em duas etapas (TAMIME & ROBINSON, 1991; EARLY, 1998; ABREU, 2000): 1 etapa consiste em abaixar a temperatura a 18-20C. Isso pode ser

feito com gua temperatura ambiente ou utilizando trocadores de calor de placas ou tubulares. Com isso, haver uma forte diminuio da multiplicao da cultura ltica e da produo de cido. 2 etapa faz-se o resfriamento abaixo de 10C.

Para o iogurte batido ocorre ento a quebra do gel, devendo-se considerar dois pontos bsicos: homogeneizar satisfatoriamente o cogulo, eliminando a presena de pedaos ou grandes flocos; e diminuir a viscosidade ao mnimo possvel (ABREU, 2000).

2.5.1.8 Envase e armazenamento refrigerado No caso de iogurte batido, incuba-se em um tanque e envasa-se posteriormente. Nesse caso, o iogurte deve ser envasado depois de resfriado e mantido sob refrigerao por mais de 24 horas antes de ser comercializado a fim de que haja uma completa maturao, evitando defeitos de textura do produto (ABREU, 2000). Os iogurtes devem manter-se em condies de refrigerao at o momento do consumo (EARLY, 1998).

45 As variaes de temperatura durante o perodo de conservao podem produzir modificaes na textura e na viscosidade, originando separao do soro e favorecendo o desenvolvimento de microorganismos deteriorantes. Alm disso, a exposio a temperaturas mais altas do que as recomendadas acelera reaes bioqumicas como a oxidao de gorduras; aumenta a hidratao das protenas contidas no iogurte; produz a desidratao da superfcie do produto; e modifica a cor das frutas (EARLY, 1998). A temperatura deve manter-se durante todo o perodo de conservao entre 2 e 5 C e nunca deve ultrapassar 10 C nas etapas intermedirias das cadeias de distribuio (EARLY, 1998).

2.6 TEXTURA A textura definida como a manifestao sensorial e funcional das propriedades estruturais, mecnicas e de superfcie dos alimentos, detectada pelos sentidos da viso, audio, tato e cinestesia (SZCZESNIAK, 2002). De acordo com Szczesniak (2002), essa definio apresenta importantes conceitos como: a textura uma propriedade sensorial e, portanto, apenas humanos (ou animais no caso de alimentos destinados a eles) podem perceb-la e descrev-la. Os instrumentos utilizados para a medida de textura podem detectar e quantificar apenas alguns parmetros fsicos, que podem ser interpretados em termos da percepo sensorial; um atributo multiparamtrico; derivada da estrutura dos alimentos (molecular, microscpica ou macroscpica); detectada por vrios sentidos.

Como a textura um atributo multiparamtrico, portanto, sendo evidenciada por uma quantidade grande de palavras para descrev-la, lgico tentar introduzir ordem e classificar esses termos em categorias (SZCZESNIAK, 2002). As propriedades que caracterizam a textura so classificadas em trs categorias: atributos mecnicos, geomtricos e outras caractersticas. Os atributos

46 mecnicos do indicao do comportamento mecnico dos alimentos antes da deformao e, por sua vez, se dividem em primrios e secundrios. Os primrios esto correlacionados com uma propriedade mecnica tal como a fora, deformao e energia; os secundrios resultam da combinao das propriedades primrias (CIVILLE & SZCZESNIAK, 1973; ANZLDUA-MORALES, 1994). As definies sensoriais e fsicas correspondentes a cada parmetro mecnico esto dispostas no quadro 3, de acordo com Civille & Szczesniak (1973).

Parmetros Mecnicos Dureza1

Sensorial

Fsica

Fora requerida para compresso entre os dentes molares (para slidos) ou entre a lngua e o palato (para semi-slidos)

Fora necessria para produzir uma certa deformao

Coesividade1

Grau com qual uma substncia comprimida entre os dentes antes de romper

Extenso em que um material pode ser deformado antes da ruptura

Elasticidade1

Grau com qual um produto volta a sua forma original, depois da compresso com os dentes

Velocidade na qual um material volta condio no deformada, depois que a fora de deformao removida Trabalho necessrio para superar foras atrativas entre as superfcies do alimento e a superfcie de outros materiais com os quais este est em contato

Adesividade1

Fora requerida para remover o material que adere boca (palato) durante o processo normal de comer

Fraturabilidade2

Fora com qual uma amostra esmigalha, racha ou quebra em pedaos

Fora pela qual o material fratura

Gomosidade

2

Energia requerida para desintegrar uma amostra semi-slida consistncia adequada para a deglutio2

Energia para desintegrar alimentos semislidos at deglutio

Mastigabilidade

Tempo requerido para mastigar a amostra slida em uma taxa constante de aplicao de fora, para reduzi-la a uma consistncia adequada para a deglutio

Energia para mastigar alimentos sl

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