Produção e caracterização de farinhas e concentrados proteicos de amaranto (Amaranthus cruentus)

Orientador: Jaime Amaya-FarfanDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: o grão de amaranto, espécie pertencente à classe das Dicotiledôneas, família das Amaranthaceae, possui características morfológicas e nutricionais comuns aos cereais e leguminosas, sendo considerado como "pseudo-cereal". A planta é oriunda das regiões andinas, e é utilizada em outros países da América, como o México e os Estados Unidos. No Brasil, esta cultura está sendo introduzida após processo de adaptação em solo e clima do Cerrado brasileiro pela EMBRAPA(Unidade Cerrados - DF). A fim de estudar as suas características composicionais e possíveis alterações com o processamento, esta pesquisa pretendeu investigar o comportamento físico-químico das proteínas do grão (Amaranthus cruentus variedade Japônica) durante o processo de extração das mesmas, visando a sua máxima extratabilidade. Foram produzidas três farinhas, as quais foram denominadas: farinha-base (FB), farinha desengordurada (FD) e farinha hidrolisada com a-amilase (FH). As farinhas serviram como matéria-prima para a extração da fração protéica em meio aquoso (solubilização em pH8 e precipitação em pH4,25). A partir de cada uma das farinhas, foi gerado um concentrado protéico (CP): concentrado protéico da farinha-base (CPFB), e os correspondentes CPFD e CPFH. As farinhas e concentrados foram submetidos à análise de composição centesimal, cor e perfil de solubilidade protéica em água e solução de O,lM NaCl, de ácidos graxos, aminoácidos e eletroforese. Os resultados mostraram que a hidrólise amilácea resultou numa farinha com o maior teor protéico ("'30%) porém, com alteração negativa da coloração. Dentre os concentrados, o CPFDfoi o que se apresentou com maior teor protéico ("'80%) e também maior recuperação protéica ("'47%), porém, foram a FB e seu respectivo concentrado os que apresentaram maior solubilidade protéica, independente dos pHs e solventes utilizados. Em relação ao perfil de ácidos graxos, todas as farinhas e concentrados foram semelhantes, com o predomínio ("'60%) de ácido oléico e linoléico. Quanto ao perfil aminoacídico, todas as farinhas e concentrados demonstraram possuir alto teor de sulfurados, enquanto a leucina foi o 10 aminoácido limitante em FB, FD, CPFB, CPFDe CPFH,e lisina em FH. De acordo com o perfil eletroforético das proteínas, as FD e FH apresentaram maior número de bandas identificáveis. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que, independente do processo utilizado, desengorduramento ou hidrólise dos amidos, não é possível se produzir isolados protéicos (proteína > 90%) por precipitação isoelétrica simples da farinha do grão de amaranto. Isto sugere que embora exista uma interação proteína-gordura, a interação proteína-amido parece ser mais forte que a primeira. Contudo, o concentrado extraído da farinha desengordurada possui excelente composição nutricional, como alto teor protéico e bom perfil aminoacídico, além de alta solubilidade protéica e ausência do atributo negativo na cor. Posteriores pesquisas poderão apontar aplicações para o concentrado poderiam ser apontadas para a formulação de alimentos para uso geral e/ou para fins especiais.Abstract: Grain amaranth is a minute dicotyledonous seed from a plant that belongs to the Amaranthaceae family and is considered a 'pseudo-cereal' because it bears morphological and nutritional characteristics shared by both cereal and leguminous seeds. The grain it is said to have been first described in the high Andes, although it is known in Mexico and the United States. Following an agronomic adaptation program, Embrapa-Cerrados has been responsible for the introduction of this crop in Brazil. The objectives of this work were to study some compositional and physicochemical characteristics of the proteins of Brazilian amaranth (Amaranthus cruentus variedade Japônica) and their possible alteration due to the protein isolation. Three flours were obtained and denominated as basic flour (FB), defatted basic flour (FD) and FB from which the starch was removed with a-amylase (FH). The corresponding protein concentrates (CPFB, CPFD, CPFH) were also obtained by dissolution of the protein in aqueous pH8 and precipitation at pH4.25. Both flours and concentrates had their solubility profiles determined in both water and O.lM NaCI solution and were characterized in terms of proximal, amino acid and fatty acid composition. The color parameters were also determined. Among the concentrates, the CPFD exhibited the highest protein content (80%) and protein yield [47%). Nevertheless, the highest amounts of soluble protein were observed from FBand CPFB, regardless of the solvent. With regard to the fatty acids, both flours and concentrates had similar compositions, showing the predominance of oleic and linoleic acids (60%), independent of fat removal. In terms of amino acids, ali of the products showed to contain high levels of both methionine and cysteine, while leucine was the first limiting in ali, except for FH, which was limiting in Iysine. The protein elecrophoretic profiles of FB and FH revealed a greater number of identifiable bands. From these results it can be concluded that regardless of whether the basic flour is defatted or starch-hydrolyzed, the protein content of the isolate cannot reach 90% by simple isoelectric precipitation. This suggests that although the protein of grain amaranth can be interacting with both lipids and carbohydrates, the interaction with the latter seems to be a stronger one. The concentrate obtained from the defatted flour apparently carries a good protein and amino acid content, high solubility and no negative color attributes. Further studies will determine if applications of this product are feasible in foods for special purposes.MestradoMestre em Alimentos e Nutriçã