Relação reologia-funcionalidade em novas formulações de espessantes para pacientes disfágicos baseadas em goma de linhaça

Orientadores: Rosiane Lopes da Cunha, António Augusto Martins Oliveira Soares VicenteTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A deglutição em pacientes disfágicos é feita de forma desordenada, podendo resultar na aspiração de alimentos líquidos e conduzir à desidratação, desnutrição, asfixia e até mesmo à morte. Esta condição pode ser aliviada pela utilização de espessantes que modificam as propriedades reológicas dos alimentos líquidos para facilitar sua ingestão por pacientes com disfagia orofaríngea. A maioria dos produtos comerciais apresentam goma de xantana (XG) e amido modificado (MS) em suas formulações, sendo que a alternativa comercial para reduzir a rejeição sensorial por parte do disfágico é a incorporação de XG, sendo o MS o polissacarídeo mais utilizado para reduzir o custo. No entanto, a XG não pode ser ingerida por pacientes prematuros, pois pode provocar danos irreversíveis nos tecidos intestinais e o MS pode perder eficiência por ação da alfa-amilase presente na saliva. Neste trabalho, a goma de linhaça (FG) demonstrou ser um potencial constituinte não convencional a ser incorporado em produtos espessantes direcionados para pacientes com disfagia. Dessa forma, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar formulações com espessantes baseados em FG, XG e MS com foco no comportamento reológico e tribológico. Esses espessantes foram ainda avaliados quanto à sua digestibilidade in vitro e quantidade de glicose liberada. Individualmente, a FG, além do seu apelo nutricional, apresentou um comportamento não-newtoniano pseudoplástico. Ademais, as medidas oscilatórias mostraram um caráter predominantemente viscoso. Quando FG foi misturada com MS e/ou XG, variando a concentração dos biopolímeros em questão de acordo com um delineamento composto central rotacional em diferentes matrizes alimentares, todas as formulações apresentaram um comportamento altamente pseudoplástico. As medidas oscilatórias revelaram que o caráter elástico foi predominante nas formulações estudadas nas três matrizes consideradas, devido principalmente ao aumento da concentração em MS e XG. No entanto, o aumento da concentração de FG foi o fator mais significativo no aumento da viscosidade, independentemente da matriz alimentar e da taxa de deformação aplicada. A análise microscópica das estruturas de rede formadas de acordo com as diferentes interações de biopolímeros apoiou na discussão do comportamento reológico, fornecendo informações importantes para projetar novos espessantes para o gerenciamento da disfagia. Após a digestão in vitro, as formulações espessantes comerciais apresentaram uma liberação de glicose significativamente maior do que as formulações estudadas, sendo que um pequeno aumento na concentração de MS representa um aumento significativo da quantidade de glicose liberada. Quanto aos resultados tribológicos, o aumento da concentração em FG (aumento da viscosidade) resultou num aumento da capacidade lubrificante, semelhante ao sucedido com os espessantes baseados em XG tanto na água quanto no leite, ao contrário do sucedido no suco de soja, demonstrando a significativa influência da complexidade estrutural das matrizes alimentares onde os espessantes serão incorporados. Foi observado um comportamento oposto para os produtos à base de MS, uma vez que o aumento da sua concentração, e consecutivamente da viscosidade, causou um aumento no coeficiente de atrito, independentemente da matriz estudada. Assim, avançámos a hipótese de que o valor do coeficiente de atrito observado para os diferentes biopolímeros poderia fornecer informações sobre semelhanças nas características sensoriais entre a XG e a FG. Os resultados obtidos neste trabalho poderão contribuir não somente com o desenvolvimento de espessantes com maior aceitação e funcionalidade, abrindo a oportunidade de adaptar as características dos espessantes de acordo com as necessidades dos pacientes, mas também com a compreensão de que propriedades reológicas/tribológicas melhor correlacionam com a percepção sensorial dos pacientes disfágicosAbstract: Patients with dysphagia present a disordered swallowing, resulting in aspiration of liquid foods and leading to dehydration, malnutrition, asphyxia and even death. This condition can be alleviated using thickeners that modify the liquid foods¿ rheological properties to facilitate their ingestion by patients with oropharyngeal dysphagia. Most commercial products are composed by xanthan gum (XG) and modified starch (MS), being that the alternative to reduce sensory rejection is the incorporation of XG, while MS is the most used polysaccharide to reduce the cost. However, XG cannot be ingested by preterm patients, since it may cause irreversible damage to the intestinal tissues, while MS may lose efficiency when mixed with the salivary alfa-amylase. In the present work flaxseed gum (FG) was proposed as a potential unconventional constituent to be incorporated into thickening products targeted to patients with dysphagia. Thus, the objective of this work was to evaluate biopolymeric (FG, XG and/or MS) thickener formulations focusing on their rheological and tribological behavior. These thickeners were further evaluated according to their in vitro digestibility and amount of glucose released. Individually, FG, besides its nutritional appeal, presented a non-Newtonian pseudoplastic behavior. In addition, the oscillatory measurements showed a predominantly viscous character. When FG was mixed with MS and/or XG, varying their concentration according to a central rotational compound design in different food matrices, all formulations showed a highly pseudoplastic behaviour. The oscillatory measurements revealed that the elastic character was predominant in the formulations studied, regardless of the matrix, mainly due to the increase in MS and XG concentration. However, the FG increased concentration was the most significant factor in the viscosity increase, independently of the food matrix and applied shear rate. The network structure formed by the biopolymers¿ interactions was analysed microscopically and supported the discussion on the rheological behavior, providing insights to design new thickeners for the management of dysphagia. After in vitro digestion, commercial thickener formulations showed significantly higher glucose release than the studied formulations. A small increase of concentration of MS caused a significant increase in the amount of glucose released. Regarding the tribological analysis, an increase of FG concentration (viscosity increase) increased the lubricating capacity of water and milk; a similar effect was observed with the XG-based thickeners in these matrices. On the other hand, when FG was added to soy juice, the coefficient of friction increased, demonstrating the significant influence of the composition of the food matrices where the thickeners will be incorporated. An opposite behavior was observed for the MS-based products, since the increase of its concentration, and consequently the increased viscosity, caused an increase in the coefficient of friction, independently of the matrix studied. These observations led us to hypothesize that the coefficient of friction could provide information about similarities in the sensorial characteristics between XG and FG. The results obtained in this work may contribute not only to the development of thickeners with greater acceptance and functionality, opening the opportunity to adapt the characteristics of the thickeners according to the patients' needs, but also to the understanding that the rheological/tribological properties provide a good correlation with sensory perception of dysphagic patientsDoutoradoEngenharia de AlimentosDoutor em Engenharia de Alimentos0012016/05448-8CAPESFAPES