Nome do Projeto
Bioacessibilidade de minerais em farinhas de trigo de diferentes cultivares e digestibilidade in vitro de amido e proteínas após o processamento
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/01/2024 - 30/01/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
O trigo está entre os três cereais mais cultivados atualmente no mundo, a principal utilização dos grãos de trigo é para obtenção da farinha que é utilizada amplamente na elaboração de inúmeros produtos. Dada à grande abrangência do consumo de produtos elaborados a partir da farinha de trigo o governo brasileiro estabeleceu em 2002 o regulamento técnico para a fortificação das farinhas de trigo e de milho com ferro e ácido fólico como medida de combate a anemia ferropriva e de má formação de bebês, esse regulamento foi alterado em 2017 com especificações mais claras dos agentes fortificantes que deveriam ser utilizados pelos fabricantes. Outros fatores além da fortificação podem impactar diretamente nas características nutricionais e sensoriais dos produtos de panificação, como a utilização de antioxidantes como o ácido ascórbico, como melhoradores de farinha além dos distintos processos de fermentação, uma vez que diferentes processos fermentativos podem conferir diferentes atributo sensoriais e nutricionais aos produtos. Diante do exposto, o presente estudo avaliará a bioacessibilidade in vitro de minerais em farinhas de diferentes cultivares fortificadas com sulfato ferroso e fumarato ferroso, também será avaliada a relação da presença de ácido ascórbico e a interferência das fermentações acelerada e natural na bioacessibilidade in vitro de minerais e na digestibilidade de amido e proteína. As farinhas oriundas de cinco cultivares serão encaminhadas para o Laboratório de Análise Instrumental de Materias Primas e Produtos Alimentícios da Universidade Federal de Pelotas (UFPel) e fortificadas com sulfato ferroso e fumarato ferroso. Os teores totais de minerais serão obtidos através de uma decomposição por via úmida e os bioacessíveis através de uma simulação gastrointestinal e posterior leitura em espectrômetro de emissão óptica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES). As farinhas que apresentarem a maior e menor bioacessibilidade de ferro serão conduzidas a um segundo estudo que avaliará a relação do teor bioacessível de minerais com a presença de ácido ascórbico em diferentes concentrações, onde será avaliado também as características da qualidade do pão. As formulações que apresentarem a maior e menor bioacessibilidade de ferro do segundo estudo serão encaminhados a um terceiro estudo que avaliará relação das fermentações acelerada e natural nos teores bioacessíveis de minerais, na digestibilidade de amido e proteína e na qualidade do pão. Estudos que visam melhores entendimentos dos agentes fortificantes, bem como a utilização de melhoradores de farinha e a relação dos processos fermentativos nas características nutricionais e sensoriais de produtos de panificação são de relevância pois contribuem para a promoção da segurança alimentar e de tecnologias para a qualidade dos produtos de panificação.

Objetivo Geral

Avaliar a bioacessibilidade de ferro em farinhas de trigo de diferentes classes fortificadas com sulfato e fumarato ferroso e verificar a influência da adição de ácido ascórbico no teor bioacessível e examinar se as concentrações preconizadas pela legislação são suficientes para suprir o índice de ingestão diária de ferro. As farinhas fortificadas serão empregadas em diferentes preparações e será verificado se há interação entre constituintes da farinha que afetem a disponibilidade do ferro e a digestibilidade do amido e das proteínas.

Justificativa

O trigo possui reconhecida importância no mercado global pois está entre os três cereais mais cultivados atualmente no mundo, pertencente à família das gramíneas do gênero Triticum esse cereal era consumido inicialmente na forma de grão cozido, seguido de guarnições como peixes e frutas (CONAB, 2017; TAKEITI, 2015). Entretanto, hoje a principal utilização dos grãos de trigo é para obtenção da farinha de trigo que é utilizada amplamente na elaboração de inúmeros produtos (LANZARINI et al, 2020).
Em 2005 o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA) publicou o regulamento técnico de identidade e qualidade da farinha de trigo, classificando as farinhas de trigo em Tipo 1, Tipo 2 e integral de acordo com o teor de cinzas, proteínas, umidade, granulometria e acidez graxa (BRASIL, 2005). Sabe-se que a concentração de proteínas presentes na farinha de trigo é um diferencial de grande importância para sua aplicação, onde o trigo mole pelo baixo teor proteico é destinado a elaboração de farinhas para confecção de bolos e biscoitos, enquanto o trigo duro por possuir maior concentração de proteínas é destinado a elaboração de farinhas para fabricação de pães e produtos de maior qualidade (SILVEIRA et al, 2020).
Tendo em vista à grande abrangência do consumo de produtos elaborados a partir da farinha de trigo o governo brasileiro aprovou em dezembro 2002 o regulamento técnico para a fortificação das farinhas de trigo e das farinhas de milho com ferro e ácido fólico como medida de combate a anemia ferropriva e de má formação de bebês (BRASIL, 2002). Porém, essa portaria foi revogada pela Resolução Diretoria Colegiada (RDC) no 150, em abril de 2017, que especificou os compostos permitidos para a fortificação de ferro e ácido fólico, visando maior eficiência no processo de fortificação, para que esses nutrientes fossem realmente absorvidos pelo organismo (BRASIL, 2017).
O ferro está presente em inúmeros processos no organismo, relaciona-se diretamente com o transporte de oxigênio no sangue e sua deficiência pode causar sérios problemas, desde retardamento no crescimento até mortalidade perinatal, sendo a anemia ferropriva uma das carências nutricionais mais prevalentes do mundo (YAMAGISHI et al, 2017). O ácido fólico é fundamental na prevenção de defeitos congênitos no tubo neural (DTN) estima-se que sua suplementação nos primeiro três meses de gestação pode reduzir cerca de 75% o risco de incidência de DNT (LINHARES & CESAR, 2017).
Muitos fatores, como pH, atividade enzimática, composição centesimal, entre outros podem contribuir para a absorção dos nutrientes no organismo, sendo assim estudos in vitro e in vivo são constantemente empregados para melhor entendimento tanto da fração bioacessível quanto biodisponível que um alimento pode oferecer (GONÇALVES et al, 2020). Uma das principais utilizações da farinha de trigo está na elaboração de produtos fermentados como pães e bolos. Segundo Canesin & Cezarin (2021) o processo fermentativo impacta diretamente na bioacessibilidade de nutrientes bem como na liberação de ácidos orgânicos em produtos elaborados a partir do trigo e traz efeitos benéficos a saúde dos consumidores.
Além de melhorar a bioacessibilidade de nutrientes e não nutrientes de produtos derivados de trigo, a fermentação pode influenciar diretamente na digestibilidade do amido e das proteínas e seu estudo é de grande importância principalmente para as indústrias de alimentos, pois permite a utilização mais específica das farinhas na elaboração de produtos derivados de trigo de acordo com a concentração e digestibilidade destes macronutrientes (TIAN, et al, 2021; SILVEIRA et al, 2020).
Objetiva-se, com o presente estudo, avaliar a bioacessibilidade de ferro em farinhas de trigo de diferentes classes fortificadas com sulfato ferroso e fumarato ferroso e verificar a influência da adição de ácido ascórbico no teor bioacessível e examinar se as concentrações preconizadas pela legislação são suficientes para suprir o índice de ingestão diária de ferro. As farinhas fortificadas serão empregadas em diferentes preparações e será verificado se há interação entre constituintes da farinha que afetem a disponibilidade do ferro e a digestibilidade do amido e das proteínas.

Metodologia

O projeto será subdividido em três estudos.
ESTUDO 1. Bioacessibilidade in vitro de Fe em compostos de fortificação em farinhas de trigo de diferentes cultivares
O estudo 1 obedecerá a um delineamento em blocos casualizado (DBC). As variáveis independentes serão as cultivares que contemplam as diferentes classes (5) e a fortificação empregando as concentrações mínimas e máximas preconizadas pela legislação (5) totalizando 25 tratamentos.

ESTUDO 2. Influência da encapsulação e da adição de ácido ascórbico sobre a bioacessibilidade de ferro em farinha de trigo
Após a realização do subprojeto I os tratamentos que apresentarem a maior e a menor biocessibilidade de ferro serão encaminhados para realização do subprojeto 2, que avaliará a influência da adição de ácido ascórbico como melhorador de farinha e agente facilitador da bioacessibilidade do ferro. O estudo será conduzido de acordo com um delineamento em blocos casualizado onde as variáveis independentes serão as farinhas que apresentarem a maior e a menor bioacessibilidade de ferro do subprojeto I e estas serão aditivadas com diferentes concentrações de ácido ascórbico (0,04; 0,1; 0,5; e 1,0%), correspondendo a oito
tratamentos.

ESTUDO 3. Influência do tipo de fermentação sobre o processo de digestão de amido, proteínas e bioacessibilidade de minerais
As farinhas que apresentarem a maior e a menor bioacessibilidade de minerais subprojeto 2 serão encaminhadas para o subprojeto 3, onde serão submetidas na forma de farinha integral e refinada a dois processos de fermentação distintos, lento e acelerado. O estudo será conduzido de acordo com um delineamento em blocos casualizado (DBC) onde as variáveis independentes consistirão em quatro tratamentos referentes às farinhas que apresentaram maior e menor bioacessibilidade de ferro na forma refinada e integral e em dois tipos de processamento do pão (via fermentação lenta e acelerada)
totalizando oito tratatamentos.

Determinações
- Composição Centesimal: Todas as determinações serão feitas segundo as recomendações da Association Official of Analytical Chemists (AOAC) e do Instituto Adolfo Lutz (AOAC, 2012; IAL, 2008).
- Determinação do teor total de minerais Fe: O procedimento de preparo das amostras para a determinação do teor total de minerais será feito por meio da decomposição por via úmida. Os limites de detecção (LDI) e quantificação (LQI) instrumental dos analitos, bem como, os demais parâmetros instrumentais serão avaliados de acordo com Currie (1999). A precisão e exatidão dos procedimentos de preparo de amostra utilizados nas quantificações dos analitos nas amostras serão avaliadas por meio do uso de material certificado de referência.
- Bioacessibilidade in vitro de Fe: Os testes de bioacessibilidade in vitro serão realizados de acordo com o protocolo da rede INFOGEST descrito por Minekus et al. (2014) e Brodkorb et al. (2019).
- Determinação de ácido fítico: Será determinado de acordo com García-Villanova, García-Villanova, & De Lope, (1982).
- Digestibilidade in vitro de amido: A digestão in vitro será realizada seguindo a metodologia descrita por Dartois et al. (2010), que simula as fases gástrica e intestinal.
- Digestibilidade in vitro de proteína: A digestibilidade in vitro proteica será medida de acordo com a metodologia proposta por Hu et al. (2019)
- Determinação de Atividade Antioxidante (DPPH) e Polifenóis Extraíveis Totais (PET): Determinado de acordo com metodologia de Brand-William, Cuvelier E Berset, (1995).
- Teste de panificação: Os parâmetros de cor da casca e do miolo serão avaliados pelo sistema CIELab (L*, a*, b*) calibrado para um padrão branco (CMA-177), através do colorímetro digital.
- Análise sensorial: As avaliações sensoriais dos pães elaborados serão realizadas com provadores não treinados, recrutados dentre alunos, funcionários e professores da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), selecionados em razão de consumirem pão frequentemente e disponibilidade em participar do teste.
- Análise estatística: O experimento será conduzido de acordo com um delineamento em blocos casualizado (DBC), um delineamento específico para cada subprojeto será elaborado, as análises serão realizadas em triplicata. Os resultados serão expressos em valor médio e desvio padrão. Os dados serão submetidos ao teste de normalidade Shapiro-Wilk. Para os dados normais, será realizado o teste de Tukey. Os dados que não apresentaram normalidade serão submetidos ao teste de Kruskal-Wallis e a comparação entre os tratamentos se dará pelo teste de Wilcoxon, observando o nível de 5% de significância para ambos. Os dados serão analisados com o auxílio do software R versão 4.1.1 (R Core Team 2019).

Indicadores, Metas e Resultados

RESULTADOS ESPERADOS
Espera-se identificar qual composto, sulfato ferroso ou fumarato ferroso, determinados pela legislação brasileira para fortificação de farinhas de trigo possui maior bioacessibilidade in vitro e se os teores bioacessíveis correspondem ao índice de ingestão diária recomendada (IDR) preconizado pela Agencia nacional de Vigilância Sanitária para os minerais Fe e Zn.
Como serão avaliados cinco cultivares distintas, acredita-se que as cultivares que possuírem maior porcentagem de fibras e ácido fítico terão menor porcentagem bioacessível dos minerais Fe e Zn. Todavia, estudos que buscam o entendimento do comportamento desses minerais durante o processo de digestão gastrointestinal em cultivares de trigos distintos, são de relevância pois permitem inferir sobre qual composto ideal para a fortificação de ferro em determinada cultivar.
Devido a vasta aplicação de agentes antioxidantes como melhoradores de farinha em produtos de panificação, espera-se que as amostras com maiores concentrações de ácido ascórbico apresentem melhores características na qualidade do pão e maior teor bioacessível de minerais, especialmente do ferro, os valores obtidos serão comparados com a ingestão diária recomendada (IDR) estabelecida pela legislação, a fim de se obter maiores informações sob as características nutricionais presentes nas farinhas e na qualidade do pão.
Dentro da abrangência de saúde alimentar, o presente estudo avaliará também a interferência da fermentação (acelerada e lenta/natural) na digestibilidade in vitro do amido e proteínas presentes na farinha de trigo de diferentes cultivares. Entende-se que os processos fermentativos são de grande importância para determinar a qualidade nutricional do produto final, sendo assim, a avaliação da digestibilidade in vitro de amido e proteína após o processo de fermentação é de grande importância para entendimento da relação dos microrganismos presentes no fermento com a digestibilidade desses nutrientes, bem como da produção de ácidos orgânicos e consequentemente conferir determinada capacidade antioxidante aos produtos fermentados.

INDICADORES E METAS
- Atuação de pelo menos um aluno de doutorado e dois alunos de graduação.
- Elaboração de uma tese de doutorado.
- Redação de ao menos dois artigos científicos em revistas de alto fator de impacto.
- Elaboração de ao menos três trabalhos apresentados em eventos da área de alimentos.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANDERSON SCHWINGEL RIBEIRO1
Aldo José Mabureza
CHARLIE GUIMARÃES GOMES
DAISA HAKBART BONEMANN
ISABELA MENDES PACHECO NARITA
NATHAN LEVIEN VANIER4
RAPHAELLY ALMEIDA FERNANDES
ROSANA COLUSSI6

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