Use browning inhibitors in rice parboiling: effects on chemical and technological properties of the grains

Abstract

Rice is a staple food for over the half of the world's population, mainly in developing countries. The parboiling process consists of three additional staps to the conventional rice industrialization process, which are done prior dehusking: (1) soaking, (2) pressure steaming, and (3) drying. Although parboiling improves the nutritional and technological properties of rice, compared to polished white rice, the parboiled product is dark, yellowish, which negatively affects their consumers’ acceptability. The objective of the present study was to evaluate the ability of gallic acid, glycine, reduced glutathione and L-cysteine to inhibit browning reactions during the parboiling process of the rice. The color, the proximate composition, the flour pasting properties, the molecular mass and complexation of proteins, the percentage of soluble protein, the percentage of broken, stained and damaged grains, the cooking time, the texturometric profile, the free lysine content, the mono- and disaccharides contents, and the free 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) content were determined. The use of glycine and higher concentrations of reduced glutathione at 1.0 and 2.0% levels were able to provide a whiter color to parboiled grains. However, these treatments increased the percentage of broken grains, thr protein extractibility, and the free lysine content. Furthermore, 1.0 and 2.0% levels of glycine and reduced glutathione treatments caused a reduction in the percentage of stained grains and HMF levels. The cooking time of parboiled rice treated with glycine, independent of concentration, was similar to the cooking time of parboiled rice without anti-browning. However, reduced glutathione decreased the cooking time of rice compared to rice parboiled without anti-browning of ati-browning agent, and increased the percentage of damaged grains, except at the 2.0% concentration. Glucose content in parboiled rice with glycine and reduced glutathione increased. However, no changes were observed in fructose and sucrose levels. Thus, the use of glycine is recommended to retard the browning of the grains and improve technological properties. However, the sensorial evaluation of these grains should be considered in future studies.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO arroz é o principal alimento para mais da metade da população mundial, principalmente nos países em desenvolvimento. O processo de parboilização consiste em três etapas adicionais ao processo convencional de industrialização do arroz, realizadas antes do descascamento: (1) encharcamento, (2) autoclavagem e (3) secagem. Embora a parboilização promova benefícios nutricionais e tecnológicos ao arroz, comparado ao arroz branco polido, o produto parboilizado é mais escuro e amarelado, o que afeta negativamente a aceitabilidade no mercado. Neste contexto, objetivou-se com o estudo avaliar a capacidade do ácido gálico, da glicina, da glutationa reduzida e da L-cisteína na inibição de reações de escurecimento em arroz parboilizado. A cor dos grãos, a composição proximal, as propriedades de pasta da farinha, a massa molecular e a complexação de proteínas, o percentual de proteína solúvel, o percentual de grãos quebrados, manchados e danificados, o tempo de cocção, o perfil texturométrico, o teor de lisina livre, o teor de mono e dissacarídeos, e o teor de 5-hidroximetil-2-furaldeído livre (HMF) foram determinados. A utilização de glicina e as concentrações de 1,0 e 2,0% de glutationa reduzida foram capazes de conferir uma coloração mais branca aos grãos parboilizados, no entanto, esses tratamentos aumentaram o percentual de grãos quebrados, a solubilidade proteica e o conteúdo de lisina livre. Além disso, estes tratamentos provocaram redução no percentual de grãos manchados e nos níveis de HMF. O tempo de cocção do arroz parboilizado tratado com glicina, independente da concentração, foi semelhante ao tempo de cocção do arroz parboilizado sem adição de inibidores. No entanto, a glutationa reduzida foi capaz de diminuir o tempo de cocção em comparação ao arroz parboilizado convencionalmente, e aumentar o percentual de grãos danificados, exceto na concentração de 2,0%. Os teores de glicose no arroz parboilizado com glicina e glutationa reduzida aumentaram, entretanto, não foram observadas alterações nos níveis de frutose e de sacarose. Desta forma, o uso de glicina é recomendável para retardar o escurecimento dos grãos e melhorar propriedades tecnológicas, no entanto, deve ser considerada em estudos futuros a avaliação sensorial destes grãos