Caracterização nutricional de grãos integrais e descascados de cultivares de cevada

Chemical characterization of covered and hulness barley cultivars

TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

Caracterização nutricional de grãos integrais e descascados de cultivares de cevada

Chemical characterization of covered and hulness barley cultivars

Elveni Teresinha Mayer^I; Gitane Fuke^I; José Laerte Nörnberg^II; Euclydes Minella^III

^IUniversidade Federal de Santa Maria (UFSM), Centro de Ciências Rurais (CCR), Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Av. Roraima, nº 1.000, Cidade Universitária, Bairro Camobi, CEP 97105-900 Santa Maria, RS. E-mail: [e-mail], [e-mail]

^IIUFSM, CCR, Dep. de Tecnologia e Ciência dos Alimentos. E-mail: [e-mail]

^IIIEmbrapa Trigo, Rod. BR 285, Km 294, CEP 99001-970 Passo Fundo, RS. E-mail: [e-mail]

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi determinar a composição de nutrientes de grãos de diferentes cultivares de cevada, na forma integral e descascada, e classificá-los em grupos com características nutricionais distintas. Foram utilizadas amostras de 17 cultivares, da Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS, da safra de 2005. As determinações químicas foram realizadas de acordo com os métodos de análise oficial da AOAC Internacional. Foram observadas diferenças significativas entre grãos integrais de cultivares para proteína bruta, cinzas, extrato etéreo, fibra total e carboidratos não-fibrosos, porém, os teores de fibra insolúvel e fibra solúvel não diferiram. Em grãos descascados, foram observadas diferenças em todos os parâmetros analisados. Com exceção da fração de carboidratos não-fibrosos, o processo de descascamento promoveu redução em todas as frações avaliadas, em especial nos teores de fibra total e fibra insolúvel. Diferenças na composição bromatológica ocorreram devido à variabilidade genética das cultivares e ao descascamento.

Termos para indexação:Hordeum vulgare, fibra alimentar, fibra insolúvel, fibra solúvel, proteína bruta.

ABSTRACT

The objective of this work was to determine the chemical composition of different covered and hulness barley cultivars grains and to classify them according to distinctive nutritional groups. Seventeen cultivars from 2005 crop of Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS, Brazil, were utilized. The chemical determinations were based on Official Methods of Analysis of the AOAC International. Significative differences between integral cultivars in relation to crude protein, ash, ether extract, total fiber and non-fibrous carbohydrate were observed, however, there were no differences for fiber content and soluble fiber. In the hulness grain, differences were observed. The non-fibrous carbohydrate was an exception and, in this case, the hull's process promoted the fraction's reduction, specially in the total fiber and insoluble fiber content. Variation in the bromatological composition occurs because of the genetic variability of cultivars and due to the hulness.

Index terms:Hordeum vulgare, dietary fiber, insoluble fiber, soluble fiber, crude protein.

Introdução

A cevada (Hordeum vulgare) é produzida no Brasil em escala comercial desde 1930 e se constitui em uma opção como cultura de inverno. A área cultivada nos últimos anos aumentou substancialmente, passando de 57.018 hectares, em 1992, para 137.664, em 2000. O Rio Grande do Sul é o maior produtor (IBGE, 2007). Além disso, a cultura da cevada ocupa a quarta posição no mercado econômico mundial.

Desde o início, a produção brasileira vem sendo feita em resposta à demanda da indústria de malte cervejeiro, sendo que o grão também é utilizado, em pequena escala, na industrialização de bebidas destiladas e na composição de farinhas ou flocos para panificação, na produção de medicamentos e na formulação de produtos dietéticos e de sucedâneos de café (Minella, 2007). No entanto, a classificação atual da cevada, de acordo com a Portaria no 691/96, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, baseia-se no destino de seus grãos para indústria cervejeira, sem levar em consideração a composição química, um dos atributos que mais se destacam na caracterização da qualidade nutricional.

Sob a perspectiva da ciência dos alimentos e diante do consenso da relação entre alimentação, saúde e doença, há uma procura por alimentos que, além de fornecer os nutrientes indispensáveis ao organismo, proporcionem benefícios adicionais à saúde. Sob esse aspecto, as atuais recomendações nutricionais incentivam a ingestão de cereais com características diferenciadas (FAO, 1998).

Existe variação quanto à composição química de grãos de diferentes cultivares de cevada avaliadas (Oscarsson et al., 1996; Molina-Cano et al., 1997; Helm & De Francisco, 2004; HoltkjØlen et al., 2007) e de outros grãos, tais como aveia (Gutkoski & Trombetta, 1999; Monteiro, 2005), arroz (Freitas, 2002), milho (Callegaro et al., 2005) e feijão (Ribeiro et al., 2005; Londero et al., 2006).

Um exemplo da importância da quantificação da composição química dos grãos de cevada diz respeito à fibra alimentar que é um de seus constituintes alimentares de maior valor. Embora pouco estudada neste cereal, a fibra exerce, por meio de suas frações insolúvel e solúvel, efeitos metabólicos e fisiológicos no organismo humano, como mudanças das características do bolo alimentar durante a digestão, bem como na diversidade e atividade dos microrganismos intestinais (Warpechowski, 1996). Na prática, as frações de fibra solúvel e insolúvel são consumidas como parte integrante do alimento, mas são suas respectivas proporções em relação à fibra total, e não apenas os seus teores individuais, que alteram as respostas biológicas.

O consumo de grãos de cevada, em uma dieta balanceada, pode reduzir o risco de doenças (FAO, 1997; FDA, 1998). Behall et al. (2004) demonstraram benefícios preventivos das fibras sobre a saúde e Li et al. (2003) relataram efeitos benéficos no metabolismo lipídico e na prevenção de algumas doenças crônicas.

O objetivo deste trabalho foi determinar a composição de nutrientes de grãos de diferentes cultivares de cevada, na forma integral e descascada, e classificá-los em grupos com características nutricionais distintas.

Material e Métodos

O trabalho foi conduzido no Núcleo Integrado de Desenvolvimento em Análises Laboratoriais (Nidal) do Departamento de Tecnologia e Ciência dos Alimentos (DTCA), pertencente ao Centro de Ciências Rurais (CCR) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), em Santa Maria, RS.

Os tratamentos foram constituídos por amostras de grãos de 17 cultivares (BRS 195, BRS 225, BRS BOREMA, BRS LAGOA, BRS MARCIANA, BRS MARIANA, EMBRAPA 127, EMBRAPA 128, MN 610, MN 698, MN 716, MN 721, MN 743, PFC 2001048, PFC 2001052, PFC 200048 e PFC 99199) com três repetições. O ensaio de campo foi conduzido pela Embrapa Trigo, em Passo Fundo, RS, em 2005. A região apresenta altitude de 684 m e clima frio.

A semeadura foi realizada mecanicamente, sob plantio direto, em Latossolo Vermelho distrófico, em junho, e a colheita, em outubro de 2005. A adubação foi realizada de acordo com a análise química do solo, utilizando-se 250 kg de adubo da fórmula 5–25–20 de NPK. O controle de pragas e doenças foi realizado sempre que necessário. A colheita foi mecanizada e os grãos foram submetidos à secagem para redução do teor de umidade até 13% e, em seguida, realizou-se a limpeza para remoção de impurezas e de grãos refugo.

Os grãos de cada uma das cultivares foram avaliados na forma integral e descascada. O descascamento foi realizado com descascador da marca Suzuki, regulado para queda de 8 a 16 grãos por segundo, durante 40 segundos. O rendimento dos grãos descascados foi determinado por meio de pesagens, para 100 g de amostra.

Na análise de composição química, 100 g de amostra de cada cultivar, na forma integral e descascada foram moídos em micromoinho da marca Marconi, 27.000 rpm, para obter tamanho de partículas (<1 mm) apropriado, as quais foram armazenadas em sacos de plástico, em temperatura ambiente, até o momento das análises.

As determinações de matéria seca (MS) em estufa a 105ºC por 12 horas, de cinzas (Cz) em mufla a 550ºC por 5 horas, de extrato etéreo (EE) em aparelho Soxhlet com éter de petróleo, de proteína bruta (PB) pelo método de Kjeldahl (%N x 6,25), de fibra alimentar total (FT) e de fibra insolúvel (FI) foram realizadas de acordo com AOAC (1995). O conteúdo de fibra solúvel (FS) foi determinado pela diferença entre a fibra total e a fibra insolúvel. As enzimas utilizadas na determinação da fibra foram: a-amilase (Termamyl 120L), protease (Flavourzyme 500L) e amiloglicosidase (AMG 300L), todas produzidas pela Novozymes Latin American Limited, Araucária, PR, Brasil. Os dados analíticos foram obtidos em duplicata e seus valores finais foram calculados para base seca. A fração de carboidratos não-fibrosos (CNF) foi calculada por diferença:

O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso com três repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Skott-Knott, a 5% de probabilidade. Foi realizada análise multivariada de agrupamento para classificar as cultivares com características nutricionais semelhantes. Os grupos foram obtidos com base no cálculo do quadrado das matrizes euclidianas, de acordo com o método de Ward, conforme indicado por Hair et al. (1998).

Resultados e Discussão

Foram observadas diferenças significativas entre as cultivares na forma integral para teores de proteína bruta (PB), de cinzas (CZ), de extrato etéreo (EE), de fibra total (FT) e de carboidratos não-fibrosos (CNF), porém não houve diferenças significativas para valores de fibra insolúvel (FI) e de fibra solúvel (FS) (Tabela 1). Nos grãos descascados, diferenças significativas foram observadas em todos os parâmetros avaliados (Tabela 2).

Os teores médios de PB, nos grãos integrais e nos grãos sem casca, foram de 13,01 e 12,21%, respectivamente (Tabelas 1 e 2). As diferenças observadas podem ser atribuídas às características genéticas, tendo em vista que as cultivares foram cultivadas sob as mesmas condições ambientais, concordando com observações realizadas por Silva et al. (2000). As diferenças observadas nos teores de PB, obtidas neste trabalho, são semelhantes aos resultados observados por Oscarsson et al. (1996), Xue et al. (1997), Fujita & Figueroa (2003) e Helm & De Francisco (2004) em variedades brasileiras de cevada nua e por HoltekjØlen et al. (2007). Por ser a proteína um nutriente essencial em vários processos metabólicos, na construção e manutenção dos tecidos orgânicos (Maham & Scott-Stump, 2002), grãos de cevada, tanto na forma integral como descascada, apresentam potencial nutricional relevante.

Os valores médios de matéria mineral (Cz), nos grãos integral e descascado, foram 2,45 e 1,44%, respectivamente (Tabelas 1 e 2). As diferenças foram decorrentes do descascamento, evidenciando que os grãos integrais contêm maior teor de minerais, pois esses se encontram em maior quantidade na casca ou próximo dela (Evers et al., 1999).

Com relação à fração de EE, os valores observados, tanto nos grãos integrais como descascados, foram inferiores a 2,89% (Tabelas 1 e 2), o que indica pequena contribuição lipídica (ácidos graxos) dos grãos de cevada, característico da maioria dos grãos de cereais. Valores superiores foram observados por Oscarsson et al. (1996) (inferiores a 3,7%) e por Fujita & Figueroa (2003) (inferior a 4%).

Observou-se aumento no teor de EE, quando se retirou a casca em algumas cultivares de cevada, o que não era esperado. Esse aumento ocorreu provavelmente devido à determinação de EE por extração com éter ser de baixa precisão.

Os valores de fibra alimentar variaram de 24,58 (BRS LAGOA) a 19,81% (PFC 2001052), com média de 22,06%, nos grãos integrais. Entretanto, nos grãos sem casca, o valor máximo foi de 13,73% (EMBRAPA 128) e o mínimo de 8,25% (PFC 2001048), com média de 11,10% (Tabelas 1 e 2). Teores semelhantes foram observados por Xue et al. (1997), em grãos na forma integral e sem casca, e por Fujita & Figueroa (2003) e Yalçn et al. (2007), em grãos descascados.

Apenas o teor de FT não indica o potencial nutricional real das fibras constituintes dos alimentos, uma vez que os efeitos fisiológicos estão relacionados às proporções de suas frações solúvel e insolúvel (Silva et al., 2003). De acordo com Moore et al. (1998) e Guillon & Champ (2000), o efeito das frações depende da quantidade ingerida e da predominância de uma fração em relação à outra. Assim, a quantificação das frações individuais é fundamental como indicativo do valor nutricional das fibras dos alimentos e não apenas da fibra total.

Valores observados de FI nos grãos integrais (16,63%) e nos grãos sem casca (6,46%) (Tabelas 1 e 2) são indicativos de uso em dietas que necessitam diminuição do tempo de trânsito intestinal, aumento no volume do bolo fecal, o que diminui o risco de doenças intestinais (Warpechowski, 1996).

As médias da fração de FS foram 5,43%, em grãos integrais e 4,64% em grãos sem casca (Tabelas 1 e 2). A fração de FS é composta em grande parte por b-glucanas (Xue et al., 1997; Helm & De Francisco, 2004). As b-glucanas reduziram a taxa de colesterol sanguíneo, principalmente em indivíduos hipercolesterolêmicos (Behall et al., 2004), e atenuaram a resposta glicêmica, o que sugere sua utilização no controle ou retardo do agravamento dessas doenças (Gutkoski & Trombeta, 1999; Li et al., 2003). Também existem evidências de que as b-glucanas têm efeito protetor no desenvolvimento do câncer de cólon (Howe et al., 1992). Assim, a fibra solúvel dos grãos de cevada pode ser considerada ingrediente funcional importante para a indústria alimentícia (Brennana & Clearyb, 2005), pode proporcionar benefícios nutricionais e contribuir para o controle e redução do risco de doenças.

Os valores observados na fração de carboidratos não-fibrosos (CNF), nos grãos integrais, foram de 60,40 e 73,51% nos grãos descascados (Tabelas 1 e 2). O amido é o principal componente dessa fração, o qual representa de 40 a 80% do valor energético total da alimentação diária dos seres humanos (Freitas, 2002). Molina-Cano et al. (1997) e Xue et al. (1997) verificaram valores de amido, em grãos de cevada, entre 52,7 e 59,6%.

Com relação à porcentagem de casca, houve diferença significativa entre as cultivares (Tabela 2), o que se reflete diretamente no rendimento dos grãos na indústria de processamento e no direcionamento do seu uso, tanto do grão, quanto da fração removida. As cultivares com maior resíduo de casca foram PFC2001048 (24,67%), MN 721 (24,67%) e PFC 99199 (24,33%), com média de 19,80% (Tabela 2). Valores médios de porcentagem de casca foram superiores aos 13% observados por Evers et al. (1999).

O valor médio de FT dos grãos, na forma integral (22,06%), foi aproximadamente o dobro do verificado em grãos sem casca (11,10%), e o de FI foi cerca de 2,5 vezes maior (16,63%) do que na forma descascada (6,46%). Assim, grãos na forma integral, em razão do elevado teor de FT e FI podem ser utilizados no enriquecimento de produtos, ou como ingrediente da dieta, visando explorar os benefícios dessa fração na saúde dos seres humanos.

Na análise multivariada de agrupamento das cultivares de cevada, três grupos foram formados (Tabela 3). Considerando-se o potencial do uso dos grãos de cevada na alimentação como fonte de fibra alimentar e em especial de fibra solúvel, a qual tem demonstrado efeitos benéficos à saúde (Guillon & Champ, 2000; Li et al., 2003; Behall et al., 2004; Brennana & Clearyb, 2005; Yalçin et al., 2007), as cultivares do grupo 2 se destacaram. Esse grupo apresentou a maior quantidade de cultivares, tanto de grãos na forma integral como descascada.

Conclusões

1. Grãos integrais e descascados de cultivares de cevada apresentam variações quanto à composição de nutrientes devido à variabilidade genética entre cultivares.

2. O descascamento dos grãos de cevada reduz a concentração de proteína bruta, de extrato etéreo, de cinzas, de fibra solúvel, e, em especial, nos teores de fibra total e de fibra insolúvel.

3. A análise de agrupamento permite identificar grupos de cultivares com características nutricionais distintas, quanto à composição de nutrientes de seus grãos.

Agradecimentos

À Embrapa Trigo, pelo fornecimento das amostras de grãos de cevada; à Capes, pela bolsa de estudos concedida ao primeiro autor.

Recebido em 30 de maio de 2007 e aprovado em 23 de outubro de 2007

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  06 Dez 2007
• Data do Fascículo
  Nov 2007

Histórico

• Recebido
  30 Maio 2007
• Aceito
  23 Out 2007