Por a extrusão termoplástica ser bastante versátil, existem inúmeros trabalhos científicos com a utilização de diversos ingredientes, tais como, leguminosas (CARVALHO et al., 2012; LOBATO et al., 2011; OMWAMBA e MAHUNGU, 2014), pseudocereais (CAPRILES e ARÊAS, 2012; TAVERNA, LEONEL e MISCHAN, 2012) e mais recentemente vegetais e frutas (SOUZA e MENEZES, 2006; SARAWONG et al., 2014; MOUSSA-AYOUB et al., 2015; TONYALI, SENSOY e KARAKAYA, 2016; DAR, SHARMA e KUMAR, 2014), com o intuito de maior aporte nutricional e compostos bioativos.
Esses trabalhos (Tabela 1) demonstraram a possibilidade de enriquecer e obter um produto com boa aceitação sensorial, bem como avaliar as influências nas características tecnológicas dos produtos devido à adição de outros ingredientes. As investigações mais recentes também estão se aprofundando quanto à identificação, quantificação e retenção dos compostos de interesses presentes nessas matérias-primas e produto final, utilizando para isso análises de determinação de antioxidantes e cromatografia líquida de alta eficiência.
O cereal matinal, normalmente, é consumido no café da manhã com leite, mas também há a adoção do consumo de cereais sem leite, e em outros horários. Durante a primeira refeição do dia, também, percebe-se que o café, na forma de bebida, é consumida pela maior parte da população. No Brasil, estima-se um consumo médio de 1,5 xícaras por dia (163 mL) (SOUSA e DA COSTA, 2015). Além das qualidades sensoriais apreciadas mundialmente, o café também apresenta compostos bioativos e fibras, e por isso é alvo de diversas pesquisas científicas (FARAH, 2009; RENDÓN, SALVA e BRAGAGNOLO, 2014; SILVÁN, MORALES e SAURA-CALIXTO, 2010; COELHO et al., 2014; CAPRIOLI et al., 2015; FUJIOKA e SHIBAMOTO, 2008; KITZBERGER, SCHOLZ e BENASSI, 2014).
Outros estudos aplicaram o café para a obtenção de novos produtos, tais como bebidas fortificadas (RIBEIRO et al., 2014; FELBERG et al., 2010), biscoitos (RODRIGUES
et al., 2007; BUDRYN e NEBESNY, 2013), bolos (SILVA et al., 2009) e iogurte (TAN e KOREL, 2007). Silva et al. (2009) ao utilizar farinha pregelatinizada de quirera de arroz e café torrado em biscoitos e bolos, obteve uma aceitação, com nota média de 6 (gostei ligeiramente) para os atributos de aroma, textura, sabor e impressão global, em produtos que tiveram em sua formulação farinhas com 15% e 20% de café. Isso faz do café uma opção atrativa para alimentos extrusados, com o intuito, de aliar a parte sensorial e o seu potencial bioativo.
Tabela 1 - Efeitos dos nutrientes, compostos bioativos e características tecnológicas de produtos obtidos pelo processo de extrusão termoplástica.
Matérias-primas Condições de processo Características avaliadas Resultados Referência
Quirera de arroz e bandinha de feijão
Mono rosca, 80 °C (3ª zona), 14% de umidade, 277 rpm,
matriz de 3,85 mm
Taninos, fitatos, vitaminas B1
e B2
↓vitaminas e taninos
fitatos constantes Carvalho et al (2012)
Farelo de aveia, farinha de soja e amido de milho
Mono rosca, 120 °C (3ª zona), 70 rpm, compressão 3:1, matriz de 2 mm Fibra e proteína ↑ conteúdo de fibra (21,6%) e proteína (28,1%) ↑ aceitabilidade Lobato et al (2011)
Arroz, sorgo e soja
Dupla rosca, matriz de 3 mm, 340-450 rpm, 110-150 °C, 12-14% de umidade Aminoácidos ↑ retenção de aminoácidos (88 e 95%) Expansão entre 2,0 e 2,6 Omwamba e Mahungu (2014)
Fubá e farinha integral (FIA) e desengordura (FDA) de amaranto Mono rosca, L/D 4,6:1, 404 rpm, compressão 1:1, 90 °C, matriz de 3,17 mm Sensorial
FIA: ↓ expansão, ↑ dureza e ↓ aceitabilidade
FDA: ↑ expansão e ↑ aceitabilidade
Capriles e Arêas (2012)
Amido de mandioca e farinha quinoa Mono rosca, 80-120 °C, 14- 22% de umidade, 230-270 rpm, 0-20% de quinoa, compressão 3:1, matriz de 4 mm Tecnológica
↑ absorção de água com ↑ temperatura, ↓ umidade e ↓
concentração de quinoa Conferência de cor escura ao
produto
Taverna, Leonel e Mischan (2012)
Continuação
Matérias-primas Condições de processo Compostos avaliados Resultados Referência
Farinha de mandioca e farinha da castanha-do-Brasil
Mono rosca, 150 °C, 21% de
umidade, matriz de 2 mm Sensorial
↑ aceitabilidade
↑ saudabilidade Souza e Menezes (2006)
Farinha de banana verde
Dupla rosca co-rotacional, L/D 25:1, 130 °C, 15% de umidade,
matriz de 2 mm
Amido resistentes, fibras, fenólicos e atividade
antioxidante
↑ amilose
Sem mudanças significativas na fibra solúvel e antioxidantes
Sarawong et al (2014)
Arroz, milho e fruto de cacto
Mono rosca, 160 °C,250 rpm, 16% de umidade, compressão
4:1
Flavonoides
Não foram afetados significativamente pela
extrusão
Moussa-ayoub et al (2015)
Gritz de milho e polpa de tomate
Dupla rosca, 130 °C e 160 °C, 225 rpm, L/D 25:1, 30% de
umidade
Fenóis totais, licopeno, atividade antioxidante
↓ composto bioativo ↑ biodisponibilidade in vitro do
licopeno
Tonyali, Sensoy e Karakaya (2016)
Quirera de arroz, bagaço de cenoura e ervilha
Dupla rosca co-rotacional, 110- 140 °C, 310 rpm, L/D 8:1, 19,23% de umidade, matriz de
4 mm
Vitamina C, β-caroteno ↓ compostos bioativos
Mudanças de cor Dar, Sharma e Kumar (2014)
3.2.1 Efeitos do processo de extrusão nos compostos bioativos
A demanda por compostos bioativos direcionou a pesquisa científica para a incorporação desses compostos em diversos produtos, bem como em extrusados. Quando se observa os parâmetros de extrusão, tais como, cisalhamento, temperatura, tempo de residência e umidade, verifica-se que a concentração de compostos pode ser influenciado diretamente pela condução do processamento térmico (BRENNAN et al., 2011).
Os efeitos biológicos dos compostos são dependentes da biodisponibilidade e não da quantidade. O processo de extrusão termoplástica pode reduzir a degradação do composto bioativo, através da complexação desses compostos com as proteínas e ou amido. Ao serem ingeridos, o ser humano seria capaz de romper essa estrutura, e os compostos estariam livres para agirem como antioxidantes (BRENNAN et al., 2011).
Como exemplo, Tonyali, Sensoy e Karakaya (2016) avaliaram o teor e biodisponibilidade de licopeno, através da extrusão de polpa de tomate, constatou-se a redução da atividade antioxidante e da concentração de licopeno. Entretanto, em amostras extrusadas a 160 °C, a biodisponibilidade foi maior em relação aos extrusados a 130 °C. O que indicou que o processo de extrusão afeta tanto a estrutura do alimento quanto a liberação de compostos bioativos. Em trabalhos similares (DEHGHAN-SHOAR, HARDACRE e BRENNAN, 2010; ALTAN, MCCARTHY e MASKAN, 2008), a degradação de licopeno foi maior quando utilizado trigo, por este conter um menor teor de amido em relação ao milho e arroz, deixando de fornecer alguma proteção ao composto. Observou-se, ainda, que a expansão sofreu interferência da concentração de pasta de tomate e pó da pele de tomate, com sua redução ao aumentar o conteúdo de matéria-prima na formulação.
Já na extrusão de fruto de cacto adicionado ao arroz e milho em diferentes concentrações (0, 2, 6 e 10%), foi demonstrado não haver redução significativa nos teores de flavonoides. E mesmo na menor concentração (2%), o conteúdo de flavonoides foi similar ao do fruto antes do processamento (MOUSSA-AYOUB, 2015). Farinha de banana verde extrusada levou ao aumento do teor de amilose e amido resistente, e redução de fenólicos e solubilidade em água. Quando comparado à farinha de banana verde nativa, os extrusados somente não sofreram alterações quanto ao conteúdo de fibras solúveis e capacidade antioxidante (SARAWONG et al., 2014).
Dar, Sharma e Kumar (2014) extrusaram arroz com bagaço de cenoura e verificaram reduções do teor de β-caroteno e vitamina C com aumento da dureza conforme
aumento da temperatura aplicada. A degradação de β-caroteno foi atribuída ao estresse térmico e mecânico do processo. Emim, Mayer-Miebach e Schuchmann (2012) proporam que o aumento da rotação da rosca, apesar do atrito gerado, pode aumentar a retenção dos compostos bioativos, já que o tempo de exposição destes às altas temperaturas seria minimizado. Isso também foi verificado por Khanal, Howard e Prior (2009), que obtiveram uma maior retenção de antocianinas em extrusados com bagaço de uva e farinha de sorgo branco, com o aumento da rotação (100 a 200 rpm).
Trabalhos recentes apontam a necessidade de estudos mais detalhados do processo de extrusão termoplástica para a maior preservação dos compostos bioativos e o uso de matérias-primas não convencionais em substituição aos corantes e flavorizantes artificiais como nos trabalhos citados na Tabela 1. Assim como os ingredientes já citados anteriormente, o café apresenta compostos bioativos diferenciados, como a cafeína e ácidos clorogênicos, e cor característica que poderiam ser atribuídos ao produto final.