Development and technological evaluation of cracker biscuit with increase of content proteins and fibers by incorporation of soy derivates

Orientador: Fernanda Paula Collares-QueirozDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O segmento de biscoitos é um setor da panificação de extrema importância para o Brasil, que se destaca como o 2º maior produtor mundial em volume. Por ser consumido habitualmente por grande parte da população brasileira, o biscoito salgado tipo cracker, segundo tipo de biscoito mais consumido (25% em volume), revela-se como um bom veículo para a inclusão de ingredientes funcionais. A soja constitui-se em um destes ingredientes, devido à presença de compostos bioativos (isoflavonas), sendo inclusive excelente para o enriquecimento protéico, principalmente como fonte de aminoácidos essenciais, e de fibras, traduzindo-se em benefícios à saúde, além de agregar valor ao produto. O objetivo desse projeto foi avaliar o desempenho tecnológico de biscoito salgado tipo cracker obtido com a utilização de derivados da soja (isolado protéico e fibra alimentar) em substituição parcial da farinha de trigo, visando a melhoria nutricional (teor e perfil de aminoácidos) com propriedades funcionais (fibras e isoflavonas). Inicialmente, as matérias-primas (farinha de trigo, isolado protéico e fibra de soja) foram caracterizadas quanto à composição centesimal, teor de fibra alimentar (solúvel e insolúvel), composição em aminoácidos totais, teor de isoflavonas e granulometria. A farinha de trigo foi caracterizada quanto às análises reológicas (farinográficas e extensográficas), teor de glúten e falling number. Posteriormente, um delineamento experimental, aplicado à Metodologia de Superfície de Resposta, foi utilizado para avaliar a influência da adição destes dois ingredientes derivados de soja nos parâmetros de qualidade dos biscoitos. As respostas avaliadas por este planejamento experimental fatorial completo 22 com 4 pontos fatoriais, 4 pontos axiais e 4 pontos centrais, totalizando 12 ensaios, foram: o índice de expansão, o volume específico, a cor instrumental, a textura instrumental (firmeza e fraturabilidade), a atividade de água e a aceitação sensorial. Os resultados foram analisados estatisticamente (DCCR e ANOVA) e com base nos resultados de textura instrumental e aceitação sensorial obtidos, novos testes experimentais foram realizados apenas nos pontos/intervalos que apresentaram as melhores respostas em comparação com o biscoito controle (sem a adição dos derivados de soja). Além das avaliações tecnológicas, os biscoitos referentes aos ensaios selecionados e o biscoito Controle foram avaliados quanto à composição centesimal, teor de fibra alimentar (solúvel e insolúvel), composição em aminoácidos totais e teor de isoflavonas. Os resultados mostraram que a adição de isolado protéico de soja (IPS) e fibra de soja (FS) interferiram nas características de textura instrumental, com aumento da crocância, ou fraturabilidade. A análise sensorial mostrou que além do Controle, a amostra 1 (6,46% IPS e 3,88% FS) foi a que apresentou as maiores freqüências de aceitação (superiores a 80% para todos os atributos avaliados), seguida das amostras 7 (10,0% IPS e 3,0% FS) e 5 (5,0% IPS e 6,0% FS). A amostra 6 (15,0% IPS e 6,0% FS) foi rejeitada sensorialmente. Do ponto de vista nutricional, para as formulações selecionadas do delineamento, a incorporação de IPS e FS promoveu uma diminuição nos teores de carboidratos, aumento nos teores protéicos (e perfil de aminoácidos de alto valor biológico), nas fibras totais (superiores a 3 g/100 g), sendo consideradas fontes de fibra pela legislação brasileira, além da presença de isoflavonas, que conferem propriedades funcionais aos biscoitos. Portanto, a adição de IPS e FS proporcionou a obtenção de biscoitos cracker com alto valor agregado, com melhores propriedades nutricionais e potencialmente funcionais (fibras e isoflavonas)Abstract: The biscuit segment, is a Bakery Industry sector of an extremely importance to Brazil. Which stands as the 2nd world's largest producer by volume. Because it is usually consumed by most of the population, the second most consumed type of biscuit (25% in volume), the cracker biscuit reveals itself as a good vehicle for the inclusion of functional ingredients. Soy is one of these ingredients, due the presence of bioactive compounds (isoflavones), being also excellent for protein enrichment, mainly as a source of essential aminoacids and fiber, resulting in health benefits, besides the fact that it adds value to the product. The aim of this project was to evaluate the technological performance of salty crackers obtained with the use of soy products (protein isolate and dietary fiber) in partial replacement of wheat flour, in order to improve nutritional content (content and aminoacid profile) with functional properties (fiber and isoflavones). Initially, the raw materials (wheat flour, protein isolate and soy fiber) were characterized by centesimal composition, value of nourishing fiber (soluble and insoluble), total aminoacid composition, isoflavone content and granulometry. Wheat flour was characterized based on the rheological analysis (farinographic and extensographic), gluten content and falling number. Subsequently, an experimental design, applied to the Response Surface Methodology was used to evaluate the effect of adding these two soybean derived products in the parameters of biscuits quality. The responses evaluated by this 22 full factorial design with 4 factorial points, 4 axial points and 4 central points, totaling 12 trials were: the expansion index, specific volume, instrumental color, instrumental texture (firmness and fracturability), the water activity and sensory evaluation. The results were analyzed statistically (DCCR and ANOVA) and based on the instrumental texture and sensory acceptability results obtained, new experimental tests were performed only at the points/intervals which presented the best responses compared with the control cracker (without the addition of soybean derived products). In addition to the technological evaluations, the crackers from the selected trials and the control cracker were evaluated for centesimal composition, value of nourishing fiber (soluble and insoluble), total aminoacid composition and isoflavone content. The results showed that the addition of soy protein isolate (SPI) and soy fiber (SF) affected the instrumental texture characteristics, with an increase in crispness or fracturability. The sensory evaluation showed that besides control cracker, the sample 1 (6.46% SPI and 3.88% SF) was the one with the highest acceptance (above 80% for all attributes), then the samples 7 (10.0% SPI and 3.0% SF) and 5 (5.0% SPI and 6.0% SF). Sample 6 (15.0% SPI and 6.0% SF) was rejected sensory. From a nutritional point of view, for the selected formulations, the addition of SPI and FS promoted a decrease in carbohydrate, an increase in protein content (and aminoacid profile of high biological value) and total fiber (greater than 3 g/100 g), being considered fiber sources by Brazilian law, and the presence of isoflavones, that provides the functional properties of biscuits. So, the addition of SPI and FS resulted in crackers with high added value, with improved nutritional properties and potentially functional properties (fiber and isoflavones)MestradoTecnologia de AlimentosMestre em Tecnologia de Alimento

Effects of fat replacement on properties of whole wheat bread

Bread characteristics are dependent upon the chemical composition and fiber content of the wheat flour used. A healthy diet can help prevent chronic diseases, where whole grains and fewer calories from fat are components of a healthy diet. The aims of this study were to determine the centesimal composition of wheat flour samples (whole, refined, and flour blends) along with their farinographic parameters (water absorption, development time and stability) and also to verify the specific volume, crumb texture profile and digital imaging of bread loaves made with 60% whole wheat flour and 3% fat or fat replacer. Increasing the whole wheat flour percentage in the blends also increased levels of protein, ash and insoluble fiber. All the farinographic parameters were also increased. Enzymatically modified starch was found to be an effective fat replacer in whole wheat loaves. The loaves made using fat replacer had the same specific volume and higher cell density as those made with fat, but exhibited different texture profile parameters such as higher hardness value and lower springiness value.A composição química da farinha de trigo e a presença de fibras afeta as características dos pães. Uma forma de contribuir com a prevenção de doenças crônicas não transmissíveis é através de alimentação saudável, incluindo grãos integrais na dieta alimentar e reduzindo as calorias de determinado alimento, substituindo a gordura. Assim, este trabalho tem como objetivo determinar a composição centesimal das amostras de farinha de trigo integral, refinada e as misturas entre elas; bem como os parâmetros farinográficos (absorção de água, tempo de desenvolvimento e estabilidade) das mesmas. Além disso, verificar volume específico, perfil de textura do miolo e análise de imagem de pães elaborados com 60% de farinha de trigo integral e com 3% de gordura ou com substituto de gordura. Os dados foram submetidos à análise de variância. À medida que aumenta o percentual de farinha integral, os teores de proteína, cinzas e fibra insolúvel alcançam valores significativamente maiores e a absorção de água fica maior na farinografia, bem como o tempo de desenvolvimento e a estabilidade. O amido modificado enzimaticamente utilizado na elaboração de pão com 60% de farinha de trigo integral funcionou como um efetivo substituto de gordura. O pão integral elaborado com substituto de gordura apresentou volume específico significativamente igual ao pão integral elaborado com gordura, porém com diferenças em relação a parâmetros do perfil de textura, maior firmeza e menor elasticidade além de maior densidade celular do que o pão elaborado com gordura

ACEITAÇÃO SENSORIAL E MAPA DE PREFERÊNCIA INTERNO DE BEBIDAS LÁCTEAS SABOR CHOCOLATE

A bebida láctea sabor chocolate é um produto palatável e amplamente consumido no Brasil. O aumento em sua produção, assim como a utilização de subprodutos da indústria alimentícia em sua formulação, o tornam um produto interessante do ponto de vista econômico e sensorial. Este estudo avaliou a aceitação de seis marcas de bebidas lácteas sabor chocolate disponíveis no mercado, com a finalidade de desenhar um mapa interno de preferência dos consumidores. Através de testes sensoriais afetivos, 120 provadores, não treinados, analisaram as amostras e avaliaram os atributos: sabor, aparência, doçura, aroma, textura, impressão global e intenção de compra. Os resultados foram analisados estatisticamente através de ANOVA e teste de Tukey, com p≤0,05 como critério de significância estatística. Duas amostras foram as melhores avaliadas em cinco dos seis atributos, e, dentre estas, uma apresentou a maior intenção de compra positiva. Com estes resultados, foi possível desenhar o mapa de preferência interno dos consumidores, mostrando as duas amostras melhores avaliadas cercadas pela maioria dos consumidores e dois grupos de amostras mais afastadas, porém, com um pequeno nicho de consumidores a sua volta, o que indica que, mesmo com diferença nas avaliações, as bebidas lácteas sabor chocolate são produtos de grande aceitabilidade pelos consumidores

Physico-chemical, sensory and nutritional characteristics of cereal bars with addition of acacia gum, inulin and sorbitol

Abstract The cereal bars are products globally accepted and consumed by all age groups. In this study, by Response Surface Methodology (RSM), the effects of different concentrations of inulin, acacia gum and sorbitol in the characteristics of hardness, color and water activity of cereal bars were studied. A total of 17 experiments being 8 factorials, 6 axials and 3 repetitions at the central point were performed. The regression model presented for the hardness was significant indicating that the quantities of inulin, acacia gum and sorbitol affect the hardness of the cereal bars. Referring to color it was observed that the less inulin and more sorbitol, the more yellow the tone of the bars was. The results of water activity were not influenced by the ingredients. In a comprehensive assessment through the RSM, the bars coming from the treatments 5 and 11 provided the best results and when submitted to sensory evaluation they were not statistically different. Although these bars have presented reduction of 15 to 20% in calorific value, according to the DRC 54/2012 they cannot be considered products with a reduced caloric value. These bars also presented considerable level of soluble fiber (more than 3% inulin)

Propriedades físicas e reológicas de produtos à base de frutas

Resumo Em vista da crescente demanda da população por questões relacionadas à saúde, nutrição e bem-estar, o mercado alimentício tem se preocupado em aumentar a inserção de ingredientes mais saudáveis como as frutas, por exemplo, visando atender à nova demanda do consumidor. A otimização de um processo é dependente da presença de dados precisos que permitam o dimensionamento correto dos equipamentos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar amostras comerciais de produtos à base de frutas e avaliar as propriedades termofísicas (densidade, calor específico, difusividade térmica e condutividade térmica) e reológicas (viscosidade aparente e energia de ativação), visando à adequação a modelos teóricos. Os resultados foram ajustados a modelos matemáticos apresentando erros relativos entre 0,2% e 50%, sendo o modelo de ajuste da densidade o mais preciso (erro máximo de 1,7%). O comportamento reológico das amostras teve melhor ajuste ao modelo Lei da Potência (R2 > 0,96) e a viscosidade relacionou-se bem com a temperatura, segundo a equação de Arrhenius (R2 > 0,90)

Biscoitos de polvilho azedo enriquecidos com fibras solúveis e insolúveis Fermented cassava starch biscuits enriched with soluble and insoluble fibers

O presente trabalho avaliou a utilização de farelo de trigo e polidextrose como fontes de fibra no enriquecimento de biscoitos de polvilho. Utilizou-se a Metodologia de Superfície de Resposta para verificar a influência da adição destes ingredientes nos parâmetros de qualidade dos biscoitos. As respostas avaliadas do planejamento experimental fatorial completo 2² foram o volume específico, a dureza instrumental, a umidade e a cor - parâmetros L, a* e b*. Para as respostas: volume específico e dureza instrumental, todos os fatores foram significativos, a 95% de confiança, com R² = 0,9307 e 0,8091, respectivamente. Pela análise das superfícies geradas, pode-se observar que o farelo de trigo e a polidextrose reduziram o volume específico e o farelo teve maior efeito no aumento da dureza. A substituição de polvilho azedo por farelo de trigo e polidextrose nas proporções de 1,5 e 5%, respectivamente, gerou uma amostra rica em fibras, com 6,23% de fibra alimentar (calculado teoricamente), sem prejuízo considerável para as características de expansão e dureza, e com boa aceitação sensorial.<br>This work evaluated the use of wheat bran and polidextrose as fiber sources to enrich fermented cassava starch biscuits. The Response Surface Methodology was used to verify the influence of the addition of these fiber sources on the quality parameters of the biscuits. The responses of the 2² central composite rotational experimental design that were evaluated were specific volume, hardness, and moisture and color - parameters L, a*, and b*. For the specific volume and hardness responses, all factors were significant: 95% confidence level, with R² of 0.9307 and 0.8091, respectively. Analyzing the surfaces obtained it could be observed that the wheat bran and polidextrose reduced the specific volume and the wheat bran had a greater effect in increasing hardness. The substitution of fermented cassava starch by wheat bran and polidextrose in proportions of 1.5 and 5%, respectively, produced a fiber-rich sample with 6.23% dietary fiber (calculated theoretically) without affecting the expansion and texture characteristics negatively and with a good sensory acceptance

Use of chia (salvia hispanica l.) mucilage gel to reduce fat in pound cakes

Overweight indices have increased in the recent years, and thus the occurrence of non-communicable diseases related to them. The recommendation of fat reduction in food may contribute to reduce the risk of these diseases. Attention has focused on bakery products, such as pound cake, which contains up to 17 g fat/100 g product. A novel ingredient, chia seed (Salvia hispanica L.), has been studied for its high water-absorbing and viscous mucilaginous external layer, in order to evaluate its potential as fat substitute in bakery products. We investigated the effects of the replacement of 25, 50, 75 and 100 g/100 g of vegetable fat by chia mucilage gel (CMG) on the technological properties of pound cakes. CMG was produced by rehydration with water of lyophilized chia mucilage (LCM). Replacement of vegetable fat by CMG did not significantly alter the specific volume, symmetry, uniformity, moisture and water activity (aw) of the cakes. Color parameters, as well as crumb firmness of cakes, were influenced by higher levels of fat replacement with CMG. We concluded that the replacement of up to 25 g/100 g of fat by CMG is technologically feasible in pound cakes, with no significant alterations on their quality characteristics63210491055CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESSem informaçãoSem informaçã