UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA FACULDADE DE FARMÁCIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS

DESENVOLVIMENTO DE BARRAS DE CEREAIS ELABORADAS COM COLÁGENO E RESÍDUOS

AGROINDUSTRIAIS (Malpighia emarginata e Vitis vinifera L.)

MARCELLO FERNANDES LEITE

Salvador- BA

2014

MARCELLO FERNANDES LEITE

DESENVOLVIMENTO DE BARRAS DE CEREAIS ELABORADAS COM COLÁGENO E RESÍDUOS

AGROINDUSTRIAIS (Malpighia emarginata e Vitis vinifera L.)

Orientadora: Profa. Dra. Maria Spínola Miranda

Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos (nível Mestrado Acadêmico) da Faculdade de Farmácia da Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obtenção do título de mestre em Ciência de Alimentos.

Salvador-BA

2014

Sistema de Bibliotecas - UFBA

Leite, Marcello Fernandes. Desenvolvimento de barras de cereais elaboradas com colágeno e resíduos agroindustriais (Malpighia emarginata e Vitis vinifera L.) / Marcello Fernandes Leite. - 2014. 73 f.: il. Inclui anexo.

Orientadora: Profª. Drª. Maria Spínola Miranda. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal da Bahia, Faculdade de Farmácia, Salvador,

2014. 1. Cereais. 2. Barra de cereal. 3. Resíduos orgânicos. 4. Uva. 5. Acerola. 6. Colágeno. I. Miranda, Maria Spínola. II. Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Farmácia. III. Título.

CDD - 613.28 CDU - 613.26

iii

“Em memória de meu avô Manoel Fernandes e de meu

irmão Raphael Fernandes Leite.”

iv

AGRADECIMENTOS

Inicialmente, gostaria de agradecer a todo o programa de pós-graduação

em Ciência de Alimentos da Universidade Federal da Bahia que desde o início de

minha trajetória neste mestrado procurou me auxiliar e resolver os meus

problemas sempre da melhor forma possível. Em especial às Profs.ª Dr.ª Alaise

Gil, Eliete Bispo, Janice Druzian; ao Profs. Drs. Celso Duarte e Ederlan de Souza

Ferreira e todos que estiveram à frente da secretaria de curso, Priscila Oliveira,

Jeane e Carol.

Não lhe esqueci, Mara Spinola! O meu agradecimento a Senhora é

especial, MUITO OBRIGADO por tudo!

Ao amigo Breno de Paula que fez parte, não só do início deste trabalho,

mas de toda minha trajetória e currículo como engenheiro de alimentos.

Ao amigo Marcus Andrade pela imensa ajuda nos tratamentos estatísticos

deste trabalho.

À Prof.ª Dr.ª Virgínia da Matta, não só pelo conhecimento e sabedoria na

correção e avaliação deste trabalho, mas atenção e carinho dispensados.

Aos colegas de mestrado e laboratório, Camila Graça Pinheiro, Luciane

Santos Souza e Valterney de Deus pela ajuda e suporte durante a realização de

algumas análises.

Ao amigo José André pelas correções gramaticais e de formatação, além

da força e estímulo em momentos difíceis.

Aos colegas do IFBA Porto Seguro que de alguma forma quebraram meu

galho durante minhas viagens e ausências durante este período.

Aos meus pais Eugênia e Elson Catalão e demais familiares pelo apoio,

carinho e criação ao longo de toda minha vida. Luca Leite, te amo meu filho!

v

SUMÁRIO

SISTEMA DE BIBLIOTECAS - UFBA .......................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................ VI

LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................... VII

OBJETIVOS ........................................................................................................................ 12

GERAL ................................................................................................................................ 12

ESPECÍFICOS ..................................................................................................................... 12

CAPÍTULO 1 – REFERENCIAL TEÓRICO ......................................................................... 13

1. BARRA DE CEREAIS .................................................................................................... 14

2. COLÁGENO ................................................................................................................... 16

2.1. Definição e Conceitos ....................................................................................... 16

2.2. Benefícios à Saúde .......................................................................................... 17

2.3. Agente Ligante ................................................................................................. 18

2.4. Colágeno e a Vitamina C .................................................................................. 18

3. RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS ................................................................................... 19

4. A ACEROLA E SEUS RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS ............................................... 20

5. A UVA E SEUS RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS ......................................................... 22

6. COMPOSTOS ANTIOXIDANTES ................................................................................... 24

7. FIBRAS ........................................................................................................................... 26

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... 27

CAPÍTULO 2- AVALIAÇÃO DE BARRAS DE CEREAIS COM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DA SACAROSE POR COLÁGENO .................................................................... 34

ABSTRACT ......................................................................................................................... 35

RESUMO ............................................................................................................................. 36

MATERIALS AND METHODS ............................................................................................ 38

RESULTS AND DISCUSSION ............................................................................................ 42

CONCLUSION ..................................................................................................................... 47

REFERENCES .................................................................................................................... 47

CAPÍTULO 3- PHYSICAL CHEMICAL, ANTIOXIDANT AND SENSORY EVALUATION OF CEREAL BARS MADE WITH COLLAGEN, ACEROLA AND GRAPE RESIDUES ...... 50

ABSTRACT ......................................................................................................................... 51

INTRODUCTION ................................................................................................................. 52

MATERIAL AND METHODS ............................................................................................... 54

RESULTS AND DISCUSSION ............................................................................................ 58

CONCLUSION ..................................................................................................................... 66

REFERENCES .................................................................................................................... 66

CONCLUSÕES ................................................................................................................... 71

ANEXO A - FIGURAS ......................................................................................................... 72

vi

LISTA DE TABELAS

CAPITULO 1

Tabela 1. Composição centesimal e parâmetros físico-químicos da farinha do resíduo da acerola. ....................................................................................................................21

Tabela 2. Composição mineral seca (mg/100g) da farinha da semente e farinha do

resíduo da acerola (semente, pele e restos de polpa). .............................................22 Tabela 3. Concentração de Compostos bioativos (mg/100g) da farinha da semente e

farinha do resíduo da acerola (semente, pele e restos de polpa). ............................22 Tabela 4. Composição química, fenólicos totais e atividade sequestrante do radical DPPH

em bagaço de uvas de vinho....................................................................................24

CAPITULO 2

Table 1. Percentages of dry and syrup ingredients used in the production of the cereal bars. .........................................................................................................................39

Table 2. Effect of different concentrations of collagen in texture, water activity and

moisture in cereal bars. ............................................................................................43 Table 3. Centesimal composition of CB8 and control cereal bars.. ..................................44 Table 4. Results for microbiological analysis in CB8.. ......................................................45

CAPITULO 3

Table 1. Percentages of dry and syrup ingredients used in the production of the cereal bars. .........................................................................................................................55

Table 2. Proximate composition, minerals (Ca, K) and vitamin C contents for acerola

(CBA) and grape (CBU) pomace cereal bars. ..........................................................59 Table 3. Color results for acerola (CBA) and grape (CBU) pomace cereal bars... ............61 Table 4. Total phenolics, flavonoids and antioxidant power results for acerola (CBA) and

grape (CBU) pomace cereal bars... ..........................................................................62 Table 5. Mean scores assigned by 60 consumers for sensory acceptance of cereal bars

with acerola pomace flour (CBA) and wine grape pomace flour (CBU).... .................63

vii

LISTA DE FIGURAS

CAPITULO 2

Figure 1. Sensory evaluation scores of overall impression, flavor, texture and appearance of control and CB8 cereal bars. Error bars represent standard deviation. .................46

Figure 2. Buying intention scores for control and CB8 cereal bars. The evaluation was

made by 100 panelists in a 5-point hedonic scale: 5 - Definitely would buy; 4 - probably buy; 3 - Might buy, might not buy; 2 – Probably would not buy; 1 - Definitely would not buy.. .........................................................................................................46

CAPITULO 3

Figure 1. Sensory evaluation scores of overall impression, flavor, texture, color, aroma and appearance of cereal bars with acerola pomace flour (CBA) and wine grape pomace flour (CBU).. ...............................................................................................65

Figure 2. Buying intention of the cereal bars with acerola pomace flour (CBA) and wine

grape pomace flour (CBU)... ....................................................................................65

ANEXO A

Figura 1. Três fases de preparo do bagaço de uva. (a) Folhelho, grainhas e engaço desidratados (b) Folhelho após separação manual (c) Triturado e peneirado.. ........72

Figura 2. Bagaço de acerola antes e depois da desidratação... ......................................72 Figura 3. Preparo da calda com agentes ligantes e bagaço de uva... .............................72 Figura 4. Barra de cereal em forma retangular e após o corte.........................................73

viii

RESUMO O interesse por produtos mais saudáveis e de maior praticidade é crescente em consumidores de todo o mundo, e, em paralelo, as demandas caminham em direção a uma alimentação que possa, adicionalmente, contribuir para combater problemas sociais e ambientais. As barras de cereais foram idealizadas para serem alimentos saudáveis, embora muitos produtos no mercado utilizem ingredientes de baixo valor nutricional e/ou funcional. Neste contexto, este trabalho teve como objetivos desenvolver barras de cereais produzidas com teor reduzido de açúcares, utilizando colágeno como agente ligante, e com a incorporação de coprodutos agroindustriais de acerola (Malpighia emarginata) e uva (Vitis vinifera L.). Inicialmente, foram avaliadas diferentes concentrações de colágeno como substituto de açúcar (2, 4, 6 e 8%) e realizou-se a comparação da textura, umidade e atividade de água dessas formulações com a barra de cereal denominada controle. Os resultados não indicaram diferença estatística (p>0,01) entre as quatro formulações e a barra controle, além de valores baixos de umidade (<10%) e atividade de água (<0,6) que propiciam estabilidade química e microbiológica durante o armazenamento em temperatura ambiente. A formulação com 8% de colágeno foi selecionada e caracterizada por meio de composição centesimal, avaliação microbiológica e aceitação sensorial. Os resultados para as análises de coliformes a 45ºC, Salmonella sp. e Bacillus cereus atenderam a legislação brasileira e a contagem para bolores e leveduras 3,5x103 UFC/g. Os julgadores avaliaram em “gostei” e “gostei muito” a textura, sabor, aparência e impressão global da barra com colágeno. A esta formulação, adicionou-se, então, bagaço desidratado de acerola (CBA) e de uva (CBU) com o intuito de saborizar o produto, além de enriquecer com fibras, minerais, vitaminas e compostos antioxidantes. Foram realizadas análises físico-químicas e sensoriais, cujos principais resultados, para CBA e CBU, foram respectivamente: proteína, 17,3% e 17,6%; lipídeos, 12,8% e 13,9%; açúcares, 34,0% e 34,7%; fibras totais, 9,1% e 7,2%; Cálcio, 80 e 180 mg/100g; Potássio, 108 e 236 mg/100g; Vitamina C, 22 e 6 mg/100g; fenólicos totais, 85 e 98 mgGAE/100g; atividade antioxidante (FRAP), 516 e 616 µM FeSO4/g. Em relação à fibra alimentar e vitamina C, a amostra CBA apresentou maiores teores, enquanto que a CBU apresentou maior teor de cálcio, potássio e, também, de atividade antioxidante. Os escores para aceitação sensorial ficaram entre 5 (“gostei ligeiramente”) e 6 (“gostei muito”) e a intenção de compra “definitivamente compraria”. Portanto, os resultados obtidos com o emprego de colágeno e resíduos de uva e de acerola na produção de barras de cereais demonstraram que o produto pode ser considerado como nutritivo, funcional, tendo elevada aceitação sensorial, além de ser uma alternativa para o emprego de resíduos agroindustriais. Palavras-chave: barra de cereal, bagaço de uva, bagaço de acerola, colágeno.

ix

ABSTRACT

The interest in healthier and more practical food products is crescent in consumers world widely, and the demands increase toward a food consumption that could, additionally, help to tackle social and environmental problems. Cereal bars were designed to be healthy foods, although many products on the market use ingredients that are poor nutritionally and functionally. In this context, this study aimed to develop cereal bars made with reduced sugar, using collagen as a binder, and with the incorporation of agro-industrial waste from acerola (Malpighia emarginata) and grape (Vitis vinifera L.). Initially, different concentrations of sugar replacement (2, 4, 6 and 8%) by collagen were evaluated and texture, moisture and water activity of these formulations were compared with a control cereal bar. Results didn’t indicate significant difference (p>0.01) among the four formulations and the control bar, and low values for moisture (<10%) and water activity (<0.6), that propitiate chemical and microbiological stability during storage at room temperature. The formulation with 8% of collagen was selected and characterized by proximal composition, microbiological analysis and sensory acceptance. The results for the analysis of coliforms at 45ºC, Salmonella sp. and Bacillus cereus counts according to brazilian legislation and yeasts and molds equal to 3.5x103 CFU/g. Panelists evaluated as "like" and "really like" the texture, flavor, appearance and overall impression of the cereal bar with collagen. Thereafter, dehydrated pomace of acerola (CBA) and grape (CBU) were added to the formulation in order to flavorize the cereal bar and also enrich with fiber, minerals, vitamins and antioxidant compounds. Physical-chemical and sensory analysis were realized, and main results for CBA and CBU were, respectively: protein, 17.3% and 17.6%; lipids, 12.8% and 13.9%; sugars 34.0% and 34.7%; total dietary fiber, 9.1% and 7.2%; calcium, 80 and 180 mg/100g; potassium, 108 and 236 mg/100g; vitamin C, 22 and 6 mg/100g; total phenolics, 85 and 98 mgGAE/100g; antioxidant activity (FRAP), 516 and 616 mM FeSO4/g. Considering fiber and vitamin C contents, CBA presented higher values, while CBU presented higher contents of calcium and potassium and antioxidant activity. Sensory acceptance scores were all between 5 (“like slightly”) and 6 (“really like”) and buying intention “definitely would buy”. Therefore, the results obtained with the use of collagen and wastes from acerola and grape in the production of cereal bars demonstrated that these products might be considered nutritious, presented high sensory acceptance and that it may be an alternative to the use of agro-industrial wastes.

Keywords: Cereal bar, collagen, acerola pomace, grape pomace.

10

INTRODUÇÃO GERAL

Em resposta aos crescentes indicadores, que acusam e associam diversas

doenças crônicas, como diabetes, pressão alta e arteriosclerose, a uma má

alimentação, uma boa parcela da população mundial tem buscado opções mais

saudáveis nas prateleiras dos supermercados. No entanto, as exigências do

mercado consumidor moderno vão além e exigem cada vez mais que os produtos

e empresas contribuam para a solução de problemas sociais e ambientais, como

a diminuição do desperdício de alimentos e a agressões ao meio ambiente.

Em meio a isso, inúmeras soluções já foram levantadas pela academia e entre

elas, podem ser destacadas: a diminuição do consumo de açúcar, o aumento do

consumo de alimentos com propriedades funcionais como fibras e compostos

antioxidantes, a diminuição do desperdício de alimentos e a destinação de

resíduos agroindustriais para a elaboração de novos produtos alimentícios.

As barras de cereais, quando bem elaboradas, podem atender a um mercado

consumidor exigente, pois é um alimento de fácil consumo, transporte e

armazenamento. Contudo, a proporção entre ingredientes secos, ligantes,

gordurosos e água deve ser bem elaborada de modo que eles se complementem

e garantam um produto de alta qualidade. A incorporação de ingredientes nas

mais diversas finalidades tem sido relatada em trabalhos científicos; em destaque,

encontra-se o colágeno, uma escleroproteína amplamente encontrada no tecido

conjuntivo animal, que tem sido associada a diversos benefícios e funcionalidades

para o corpo humano, como melhorias na elasticidade da pele, tendões e

ligamentos e tratamentos para osteoartrite e osteoporose.

A acerola, que é reconhecida pelo alto teor de vitamina C e, também, como

fonte de minerais e compostos bioativos, como compostos fenólicos e

carotenóides, possui uma polpa que representa 70-80% de seu peso, e o restante

(pele, caroço e polpa residual) normalmente é descartado como resíduo pelas

indústrias agroalimentares. O resíduo desidratado pode ser reaproveitado para a

produção de farinhas e para sua incorporação como ingrediente em outros

produtos alimentícios, pois é uma excelente alternativa para o aproveitamento

total deste fruto.

11

A vitivinicultura brasileira vem crescendo ano a ano nas regiões Sul e

Nordeste e, com isso, produz toneladas de bagaço. A cada 100L de vinho, são

gerados cerca de 32kg de resíduo composto por folhelho, grainhas e engaço. Do

ponto de vista químico, esses subprodutos são ricos em alcoóis, ácidos, aldeídos,

ésteres, pectinas, polifenóis, minerais, açúcares e fibras, apresentando, assim,

um elevado potencial de valorização.

Salientamos ainda que os antioxidantes são moléculas capazes de inibir ou

prevenir a oxidação de substratos e proteger sistemas biológicos dos danos

induzidos por formas reativas do oxigênio. Muitos antioxidantes (vitamina C,

tocoferol, carotenos, polifenóis, etc.) são naturalmente encontrados em frutas e

vegetais e quando consumidos com regularidade podem prevenir e combater

diversos tipos de câncer e doenças cardiovasculares.

Portanto, considerando todos os possíveis benefícios nutricionais,

funcionais e ambientais, a produção de barras de cereais com colágeno, bagaço

de acerola e de uva se apresenta como uma excelente alternativa para o

consumo de produtos que sejam saudáveis e, ao mesmo tempo, contribua para a

diminuição dos resíduos gerados nas agroindústrias.

12

OBJETIVOS

GERAL

Desenvolver barras de cereais com teor reduzido de açúcares, utilizando

colágeno como agente ligante e com a incorporação de resíduos agroindustriais.

ESPECÍFICOS

• Testar a substituição parcial da sacarose por diferentes

concentrações de colágeno;

• Comparar as barras com colágeno com a barra controle, nos

parâmetros: textura, umidade e atividade de água;

• Verificar se a barra de cereal atende aos padrões microbiológicos da

legislação vigente;

• Determinar a composição centesimal das barras de cereais

desenvolvidas;

• Determinar os compostos fenólicos totais, o poder antioxidante, os

teores de cálcio, potássio e vitamina C das barras de cereais

desenvolvidas;

• Avaliar a aceitação do produto por análise sensorial.

13

CAPÍTULO 1 – REFERENCIAL TEÓRICO

14

1. BARRA DE CEREAIS

As barras de cereais podem ser definidas como produtos

multicomponente elaborados a partir de uma mistura de ingredientes secos

unidos por agentes ligantes e, devido à infinidade de possibilidades de mistura de

ingredientes, tanto secos quanto ligantes, apresentam uma relativa complexidade

na sua formulação. A seleção destes produtos implica em alterações de qualidade

em diversos aspectos, tais como: nutricional, funcional, sensorial e de

estabilidade, além de variar o público alvo que se pretende atingir. Portanto, para

a etapa de seleção e definição da formulação é fundamental garantir uma boa

combinação e complementaridade entre seus componentes (RUFFI e CRUZ,

2009).

As barras de cereais são alimentos práticos, não requerem muitos

requisitos no preparo, mas alguns aspectos devem ser observados como a

escolha de cereais e amêndoas, o tipo e quantidade de açúcares (equilíbrio entre

o sabor, estabilidade e adesividade), o enriquecimento ou não com ingredientes

nutritivos e funcionais e sua estabilidade ao longo da vida de prateleira (ESTEVEZ

et al. 1995).

O método de fabricação de uma barra de cereal pode apresentar

muitas variações, assim como proporções entre os ingredientes podem variar.

Segundo a metodologia proposta por Torres (2009), as proporções entre os

grupos de ingredientes são: 20-60% de grãos integrais ou em flocos (aveia, trigo,

cevada, arroz, sorgo e milho); 35-60% de aglutinantes, que pode incluir

composições de carboidratos que consistem em sacarose, glicose, mel, xarope de

arroz, caramelo, oligofrutose, inulina e misturas dos mesmos e 5-40% de

compostos de revestimento podendo conter gordura, carboidratos, flavorizantes e

fibras, sendo misturados com o aglutinante, aplicados sobre a barra de cereal por

cobertura, como forma de melhorar o sabor e evitar o ressecamento da barra,

para ajudar a manter a estabilidade do produto ao longo de sua vida de prateleira.

A associação entre barra de cereais e saúde é uma tendência de

mercado e beneficia a venda destes produtos. Para Silva et al. (2011), as barras

de cereais vêm ganhando a aceitação do consumidor, principalmente em termos

nutritivos, devido à sua contribuição no teor de fibras alimentares. A popularidade

desses produtos está ligada à recomendação do aumento do consumo de fibras,

15

pois seu baixo consumo pode implicar em um aumento do fator de risco de

doenças como a síndrome do colón irritado e até mesmo alguns tipos de câncer.

Trabalhos científicos têm mostrado diversas possibilidades de

enriquecimento das barras de cereais: fibras, isoflavonas de soja, resíduos

agroindustriais, leguminosas e até ingredientes populares, como o biscoito de

amido de milho (DIAS et al., 2010).

Para Ruffi e Cruz (2009), em termos de classificação, as barras de

cereais podem ser subdivididas em alguns grupos, tais como: barras assadas

(crocantes), barras com ligante de base gordurosa (chocolate e substitutos do

cacau), barras com ligantes de base açucarada em temperaturas mais baixas

(mais tradicionais), barras com ligantes de base açucarada em altas temperaturas

(estado vítreo), barras com ligantes diversos (gomas, polióis, polidextrose,

colágeno, oligossacarídeos).

Normalmente, as barras de cereais são vendidas no formato

retangular, embaladas individualmente por filme revestido e protegido contra a

luz, trocas gasosas e umidade. O tamanho e peso são definidos tendo-se como

base uma porção individual de consumo. Embora não seja regra, estas práticas

comerciais atendem aos apelos de praticidade inerentes ao produto (RUFFI e

CRUZ, 2009).

Para atender a essa demanda, a indústria de barras de cereais está

sempre na busca de novos ingredientes: entre eles um grupo tem merecido

especial atenção, o de agentes ligantes. O uso de ingredientes não derivados de

xaropes açucarados, entre eles alguns hidrocolóides e o colágeno hidrolisado,

podem enquadrar o produto dentro da categoria de alimentos para fins especiais

como os “Light” e “Diet” (FURLAN e SREBERNICH, 2009).

A solução ligante de uma barra de cereal tem papel fundamental na

qualidade do produto e influencia diretamente em aspectos como doçura, aroma,

dureza, “mouthfeel”, valor calórico, estabilidade, conservação, atividade de água,

aglomeração dos ingredientes secos, entre outros. Tradicionalmente são

utilizados açúcares simples na forma de cristal ou de xarope, óleos e gorduras,

água e emulsificantes. Todavia, é possível substituir alguns destes ingredientes

por outras substâncias que contenham alguma outra função nutricional ou

funcional, por exemplo: carboidratos como gomas, polióis, maltodextrina e

amidos; proteínas como gelatina e colágeno; e edulcorantes para atribuir o sabor

16

doce na ausência de açúcar (FREITAS e MORETTI, 2006; RUFFI e CRUZ, 2009;

TORRES, 2009).

Todos estes fatores juntos fizeram com que as barras de cereais

fossem objeto de várias pesquisas nos últimos anos (FREITAS e MORETTI,

2006; SILVA et al., 2011; COLUSSI et al., 2013), pois a infinita possibilidade de

incorporação de matérias-primas as tornam excelentes meios de promoção de

melhorias na alimentação e saúde, desde que sejam bem aproveitadas pela

indústria de alimentos.

2. COLÁGENO

2.1. Definição e Conceitos

Fennema et al. (2010) definem o colágeno como um termo atualmente

utilizado para denominar uma família de pelo menos 27 proteínas encontradas no

tecido conjuntivo de ossos, tendões, cartilagem, pele, dentes e músculos.

É uma escleroproteína de origem animal e representa cerca de 30% de

toda a proteína presente em humanos, composta de cadeias peptídicas com

aproximadamente 1050 aminoácidos e estrutura formada pelo entrelaçamento de

três dessas cadeias, que compõem a chamada tripla hélice. Quando várias

dessas hélices se entrelaçam são formadas as fibrilas de colágeno. Essas fibrilas

se cruzam, estabilizam e compõem uma rede tridimensional que não é solúvel em

água (FENNEMA et al., 2010). Cada grupo desses possui uma função no

organismo animal e contribui de forma diferente na formação rígida e complexa do

corpo humano; entre essas funções podemos citar o enrijecimento muscular, a

formação da pele e cartilagem e a junção de músculos e tendões com o osso e

etc. (PRESTES, 2013).

O colágeno nativo insolúvel é um subproduto do couro de curtume

obtido dos resíduos da derme e do tecido subcutâneo, devendo ser pré-tratado

antes que possa ser convertido em uma forma adequada para a extração. Esses

materiais são previamente submetidos ao tratamento químico para a remoção de

gordura e para a eliminação do cálcio (SILVA e PENNA, 2012).

A partir do colágeno nativo (tropocolágeno) podem ser obtidos a fibra

de colágeno, o colágeno parcialmente hidrolisado (gelatina) e o colágeno

17

hidrolisado. Do ponto de vista químico, o colágeno e a gelatina (colágeno

parcialmente hidrolisado) são compostos por grandes cadeias de aminoácidos.

Para fins de produção industrial, a gelatina é obtida a partir da matéria-prima por

hidrólise parcial via ácida e alcalina, enquanto que o colágeno hidrolisado é obtido

por hidrólise química e enzimática sob condições controladas (DENIS et al., 2008;

PRESTES, 2013).

Todavia, Ziegler e Sgarbieri (2009) relatam que a composição em

aminoácidos do colágeno é bastante atípica e deficiente em aminoácidos

essenciais. Dessa forma, o seu valor nutritivo, com base no escore de

aminoácidos essenciais, poderá ser considerado zero.

2.2. Benefícios à Saúde Segundo Tanaka et al. (2009), o colágeno extraído com água quente

de ossos, couro ou escamas de peixe é frequentemente chamado de gelatina ou

de peptídeos de colágeno quando utilizado como suplemento alimentar. A

ingestão desses peptídeos ou da gelatina afetam várias funções do corpo humano

como ossos, tendão de Aquiles, pele e cartilagens.

Mari et al. (2010) relatam que o colágeno tem sido amplamente

utilizado para propósitos biomédicos, pois tem efeitos garantidos na osteoporose

de ratos devido ao aumento do material orgânico contido nos ossos dos mesmos.

De forma similar, Shigemura et al. (2009) pesquisaram o efeito da

ingestão de peptídeos de colágeno na migração e crescimento de fibroblastos da

pele de ratos, observando, a partir de testes realizados in vitro sob condições

controladas, que houve crescimento dos fibroblastos após incubação e adição de

hidroxiprolina. Os resultados sugeriram que peptídeos de colágeno podem

estimular o aumento do número de fibroblastos na pele.

Em testes com humanos, Schunck e Oesser (2013) obtiveram

resultados que indicam que o hidrolisado de colágeno tem impacto sobre a

biossíntese de moléculas da matriz extracelular em tendões e ligamentos e

podem ser uma opção interessante para o tratamento e prevenção de alterações

patológicas nos ligamentos e tendões, como tendinopatia, podendo ainda reduzir

o risco de lesões e ruptura.

18

Tanaka et al. (2009) sugerem que peptídeos do colágeno são

benéficos quando utilizados como suplementos dietéticos, na supressão de danos

na pele causados por radiação UVB e foto-envelhecimento.

Na mesma linha de pesquisa, Proksch et al. (2013) concluíram que

após quatro semanas de suplementação de peptídeos de colágeno na dieta, a

pele de 69 mulheres atingiu maiores níveis de elasticidade.

2.3. Agente Ligante Com teores de aminoácidos hidrofóbicos (62%) e hidrofílicos (37%), o

colágeno pode participar beneficamente em produtos elaborados. Pesquisas

mostram evidências da participação do colágeno na estabilização de glóbulos de

gordura, além da capacidade de retenção de água e melhoria de textura em

produtos emulsionados (CRISTAS, 2012).

Diversos estudos foram realizados para avaliar a aplicação do

colágeno como ingrediente funcional em alimentos e, por fim, chegou-se à

conclusão que seu tecido conjuntivo está presente em praticamente todos os

fluidos extracelulares e extravasculares, sendo muito importante para regular a

quantidade de água e eletrólitos no corpo. Por isso, há um aumento no interesse

da indústria de alimentos pelo colágeno e pela gelatina, devido às suas

propriedades como emulsificantes, agentes espumantes, estabilizantes coloidais,

formadores de películas biodegradáveis e agentes microencapsulantes (SILVA e

PENA, 2012).

Em barras de cereais, alguns estudos, como o de Srebernich et al.

(2011) e Furlan e Srebernich (2009), obtiveram resultados interessantes do uso

do colágeno em conjunto com a goma acácia como agente ligante, substituindo a

calda açucarada.

2.4. Colágeno e a Vitamina C Em 1912, Casimir Funk formulou uma teoria em que dizia haver uma

amina vital para a manutenção da saúde do organismo. Hoje se sabe que as

vitaminas são grupos de substâncias heterogêneas constituintes dos alimentos,

eficientes em quantidades mínimas e essenciais à vida e, neste caso, a atividade

vitamínica do ácido ascórbico é a sua ação antiescorbútica (ROSA et al., 2007).

19

A vitamina C é solúvel em água, presente em frutas e vegetais e

importante para múltiplas funções biológicas. Os seres humanos não são capazes

de produzir a vitamina C, por isso, devem fazer sua ingestão diariamente (PARK

et al., 2010).

A vitamina C age como um potente antioxidante devido à sua

capacidade para eliminar uma grande variedade de espécies reativas de oxigênio

e nitrogênio. Em adição a seus efeitos antioxidantes, também é importante na

cicatrização das feridas, essencial na síntese de colágeno, atuando como cofator

para as enzimas lisil e propil hidroxilases, que estimulam a transcrição dos genes

do colágeno (AZULAI et al., 2003; CARR et al., 2013).

Estudos recentes realizados por Park et al. (2010), Wei et al. (2012) e

Carr et al. (2013) mostraram que há uma relação direta na produção de colágeno

pelo metabolismo humano e o consumo de vitamina C (ascorbato), seja pela

inibição da ação do peptídeo antimicrobiano LL-37, seja pela pelo acúmulo no

tecido muscular esquelético ou no estímulo da ação da enzima telomerase.

3. RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS

Para Parfitt et al. (2010), falhas de informação e incertezas fazem com

que não haja um consenso sobre a proporção da produção mundial de alimentos

que está sendo desperdiçada. São citadas de 10 a 50% de perdas, porém uma

análise mais aprofundada do conjunto de dados primários dessas estimativas

remete a trabalhos de campo realizados entre os anos de 1970 a 1980. Sendo

assim, as discussões sobre o potencial de redução global de desperdício de

alimentos continuarão a ser, em grande parte, retórica, e medir o progresso contra

qualquer redução mundial um alvo impossível.

Reduzir as perdas de alimentos e resíduos gerados é considerado uma

das medidas mais promissoras para melhorar a segurança alimentar nas

próximas décadas. As perdas de alimentos também afetam o uso de recursos

como água doce, terras cultiváveis e fertilizantes. Se os percentuais de perdas

mais baixos alcançados em certas regiões fossem extrapolados a um nível

mundial, as perdas no abastecimento de alimentos poderiam ser reduzidas pela

metade. Se isso fosse feito, um bilhão de pessoas poderia ser alimentada

diariamente (KUMMU et al., 2012).

20

Resíduo é tudo aquilo que sobra da matéria-prima e não é aproveitado

durante o processamento de um produto alimentício e esse mesmo material, caso

seja transformado industrialmente para fins determinados, é conhecido como

subproduto. Estes resíduos, cada vez mais, geram preocupações para a indústria,

pois quando não são utilizados com alimentação animal ou adubo, são

descartados e comprometem o meio ambiente (EVANGELISTA, 2005).

Ao longo das últimas duas décadas, a literatura tem discutido o

problema dos resíduos gerados pela indústria de alimentos e da possibilidade de

reutilizá-los não só para a alimentação animal ou fertilização orgânica, mas

também como matéria-prima para novos produtos alimentares. Assim, existe uma

necessidade premente para melhorar o uso de frutas e vegetais por meio da

exploração integral das espécies, minimizando a geração de resíduos alimentares

e a criando novas fontes de alimentos (FERREIRA et al., 2013).

De um modo geral, as camadas externas e extremidades de frutas e

vegetais são removidas durante o processamento, pois elas compreendem

essencialmente talos e cascas. E quando somadas a outros resíduos (sementes

ou caroços e bagaço) de indústrias de suco, polpa e bebidas, percebemos uma

grande perda de nutrientes. São inúmeras moléculas bioativas e biopolímeros

como carboidratos, proteínas, lipídeos, vitaminas, minerais, fibras, compostos

antioxidantes, etc (FERREIRA et al., 2013).

Resumindo, a utilização de produtos e/ou subprodutos de pouca ou

nenhuma utilização comercial/industrial, ou até mesmo dos resíduos industriais,

serve como base para formulação de novos produtos (TORRES, 2009).

4. A ACEROLA E SEUS RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS

A classificação botânica da acerola é comumente associada a três

espécies: Malpighia glabra L, Malpighia punicifolia L e Malpighia emarginata D.C.

Entretanto, em 1986, o Comitê Internacional de Recursos Genéticos de Plantas

adotou a denominação Malpighia emarginata para a acerola mais comumente

cultivada (MARQUES, 2013; NEVES, 2007).

Também conhecida como Cereja das Antilhas e Cereja dos Barbados,

a acerola é um arbusto cultivado em regiões tropicais e subtropicais em áreas que

vão do extremo sul do Texas, descendo pelo México e América Central chegando

até o Caribe e norte da América do Sul. Também foi introduzido amplamente em

21

áreas tropicais da Ásia e África. O arbusto produz uma fruta macia e vermelha

que pode ser consumida fresca ou processada em uma grande variedade de

alimentos, incluindo sucos, polpas, bebidas energéticas e suplementos

farmacêuticos, sendo considerada como uma rica fonte de vitamina C (DELVA e

SCHNEIDER, 2013).

De acordo com Cerezal e Vigoa (2000), Vendramini e Trugo (2004) e

Delva e Schneider (2013), a acerola é reconhecida pelo teor de vitamina C, mas

também uma excelente fonte de vitaminas A e do complexo B (Tiamina,

Riboflavina e Niacina), ferro, cálcio e compostos bioativos como antocianinas,

compostos fenólicos não antociânicos e carotenóides.

O mesocarpo ou polpa da acerola representa de 70-80% do peso total

do fruto e o resíduo restante constituído de pele, três caroços e polpa residual.

Borges (2011) e Pereira et al. (2013) analisaram e caracterizaram farinhas obtidas

do resíduo da acerola conforme apresentado na Tabela 1.

Marques (2013) analisou farinhas obtidas de resíduos de acerola em

duas frações, farinha de sementes e farinha do bagaço residual da produção de

sucos e polpas, constituído por pele, caroços e restos de polpa. Os resultados

para a composição mineral e compostos bioativos das farinhas são apresentados

nas Tabelas 2 e 3, respectivamente.

Tabela 1. Composição centesimal e parâmetros físico-químicos de farinhas do resíduo da acerola.

Determinações (1) (2)

pH 3,64 3,69 Acidez total titulável (%) 1,18 4,68 Atividade de Água 0,45 - Umidade (%) 8,53 8,25 Cinzas (%) 6,88 1,41 Proteína Bruta (%) 9,45 2,64 Gordura (%) 0,48 1,16 Açúcares Redutores (%) 3,42 - Açúcares Redutores Totais (%) 9,02 - Fibra detergente ácido (%) 4,21 - Fibra detergente neutro (%) 13,45 - Vitamina C (mg/100g) - 31,03

Fontes: (1) Borges, 2011; (2) Pereira et al., 2013.

22

Tabela 2. Composição mineral seca (mg/100g) da farinha da semente e farinha do resíduo da acerola (semente, pele e restos de polpa).

Minerais Farinha da Semente Farinha do bagaço

Cálcio 264 87 Potássio 179 791 Magnésio 77 106 Fósforo 99 151 Cobre 0,8 0,4 Manganês 0,2 0,1 Ferro 21 5,8 Enxofre 115 140 Zinco 4,2 1,7 Fonte: Marques, 2013.

Acerola é, portanto, uma fruta exótica que tem excelente potencial

agroindustrial e seu resíduo representa perspectivas para os produtores atingirem

novos nichos de mercado criados pela demanda dos consumidores por produtos

ricos em nutrientes, para a manutenção da saúde e prevenção de doenças

degenerativas (DELVA e SCHNEIDER, 2013).

Tabela 3. Concentração de compostos bioativos (mg/100g) da farinha da semente e farinha do resíduo da acerola (semente, pele e restos de polpa).

Nitratos Saponinas Fitatos Compostos fenólicos

Farinha da semente 0,08 0,49 0,23 4,73

Farinha do bagaço 0,20 0,26 0,18 10,82 Fonte: Marques, 2013.

5. A UVA E SEUS RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS

A árvore que produz a uva chama-se videira, também conhecida como

parreira. Originária do árido Cáucaso, na Ásia, em 6.000 AC, a uva é uma das

frutas mais antigas utilizadas na alimentação humana e sua produção se espalha

por todo o mundo. No Brasil, o cultivo da videira teve inicio em 1535, na Capitania

de São Vicente, trazida pelos portugueses (KATO et al., 2012).

23

A videira é uma planta pertencente à família Vitaceae, a qual abrange

mais de mil espécies, incluídas em 19 gêneros. O gênero Vitis L. é diverso,

compreendendo 29 espécies na Ásia, cerca de 34 na América do Norte e uma

única espécie na Europa – Vitis vinifera L. Esta última é a espécie mais cultivada

atualmente. As outras espécies de Vitis são geralmente utilizadas como porta-

enxertos e cultivares resistentes a fungos. Estima-se existirem cerca de 6000

variedades de V. Vinifera L., das quais menos de 400 são de importância

comercial (SCHUCK, 2007).

Segundo Guerra (2009), a vitivinicultura brasileira nasceu e cresceu

com base em uvas americanas, as chamadas uvas comuns, variedades das

espécies Vitis labrusca e Vitis bourquina, usadas para a elaboração de vinhos de

mesa. Mais de uma dezena de regiões produzem vinhos de mesa e/ou vinhos

finos. Os vinhos finos são aqueles elaborados exclusivamente a partir de uvas de

variedades europeias (Vitis vinifera L.).

Atualmente, a vitivinicultura brasileira de vinhos finos é desenvolvida

como atividade economicamente importante nas regiões geográficas Sul e

Nordeste. Na região sul do Brasil colhe-se uma safra por ano, como na viticultura

mundial clássica. Já no Nordeste as colheitas se sucedem ao longo do ano e se

concentram nos Estados de Pernambuco e Bahia (Vale do Submédio São

Francisco) (GUERRA, 2009).

A uva, após a laranja, é a fruta de maior produção mundial, com mais

de 61 milhões de toneladas ao ano. Os principais subprodutos da vinificação são

separados durante as etapas de esmagamento e prensagem das uvas, e apenas

pequenas quantidades desses resíduos são valorizados ou aproveitados. Os

subprodutos da indústria vinícola são o bagaço, sementes, folhelho, engaço,

borras e sarro (TORRES, 2002; SILVA, 2003; ROCKENBACH, 2008).

Dados da indústria mostram que para 100 litros de vinho produzidos

geram-se 31,7 kg de resíduos, dos quais 20 kg são de bagaço. Destes, temos um

percentual de 50% de peles de uva e restos de polpa (folhelho), 25% de

sementes (grainhas) e 25% de caules (engaço). Do ponto de vista químico, estes

subprodutos são ricos em alcoóis, ácidos, aldeídos, ésteres, pectinas, polifenóis,

minerais, açúcares e fibras, apresentando, com isso, um elevado potencial de

valorização (ROMEU, 2013).

24

No entanto, a composição química dessas frações é variável, não só

devido à diversidade de espécies de videiras como também das condições

geoclimáticas da região produtora. O folhelho é essencialmente constituído por

polissacarídeos estruturais (celulose e hemicelulose), proteínas, taninos, açúcares

(principalmente glicose e frutose), lipídios (ácidos graxos e ceras) e minerais,

como mostra a Tabela 4 (ROMEU, 2013; TSENG e ZHAO, 2013).

Essa composição torna o resíduo da vitivinicultura um excelente

candidato para aplicação em produtos alimentícios, nutracêuticos e médicos,

devido a seus altos teores de compostos fenólicos, fibras dietéticas, antocianinas

e atividade antioxidante (DENG et al., 2011).

Tabela 4. Composição química, fenólicos totais e atividade sequestrante do radical DPPH em bagaço de uvas de vinho.

Parâmetro Valor (%) (base seca)

Umidade 5,6

Cinzas 5,0

Proteínas 10,3

Lipídeos 11

Açúcares 3,9

Pectina 3,7

Taninos 12

Fibra dietética 61

Compostos fenólicos totais (mg GAE/g) 67,7

Atividade Antioxidante DPPH (mg AAE/g) 37,5

GAE: Equivalente em Ácido Gálico; AAE: Equivalente em Ácido Ascórbico;

Fonte: Tseng e Zhao, 2013.

6. COMPOSTOS ANTIOXIDANTES

Desde a década de 60 várias doenças degenerativas têm sido

associadas a formas reativas de oxigênio a ponto de serem chamadas de

doenças ferruginosas, ao serem comparadas com o processo de oxidação do

ferro por um toxicologista russo. E, embora o oxigênio seja vital para a

sobrevivência da maioria dos organismos vivos, paradoxalmente ele é capaz de

25

danificar sítios biológicos fundamentais. Espécies reativas de oxigênio são

produzidas a todo instante em nosso metabolismo durante a respiração celular e

pelo sistema imunológico, como também por fatores exógenos, como poluição,

fumaça e alimentação (TEMPLE, 2000).

Contudo, o corpo humano possui mecanismos próprios para combater

o estresse oxidativo, composto por componentes moleculares e enzimas

endógenas. A forma de combatê-lo é diversa e varia de acordo com o meio, seus

componentes e sua concentração. A essas moléculas capazes de inibir ou

prevenir a oxidação de substratos e proteger sistemas biológicos dos danos

induzidos por formas reativas do oxigênio, denominamos de antioxidantes

(SERAFINI, 2006).

Além dos antioxidantes produzidos pelo nosso próprio corpo (catalase,

superóxido dismutase, peroxidase glutationa, bilirrubina, etc.), também

encontramos diversos antioxidantes naturais entre os vegetais (vitamina C,

tocoferol, carotenos, polifenóis, etc.) (HALLIWELL, 1996). E, segundo Block et al.

(1992), inúmeras pesquisas científicas associam o consumo de antioxidantes

naturais de frutas e vegetais à diminuição do risco de diversos tipos de câncer e

doenças cardiovasculares.

Entre os antioxidantes naturais, os compostos fenólicos possuem

grande destaque em função da sua alta capacidade de sequestrar radicais livres e

quelar metais (HALIWELL, 1996; LUO et al., 2002; SERAFINI, 2006).

Quimicamente, são definidos por seu anel aromático contendo um ou mais

substituintes hidroxílicos, sendo normalmente encontrados na natureza de forma

conjugada a mono ou polissacarídeos (ROCKENBACH, 2008).

Mais de oito mil diferentes compostos fenólicos já foram identificados e,

de acordo com sua estrutura química, são classificados em ácidos fenólicos,

flavonóides, estilbenos e taninos. Além disso, a atividade antioxidante dessas

moléculas pode variar de acordo com o número e a posição das hidroxilas e das

substituições no anel aromático (BALASUNDRAM et al., 2006).

Além de eficientes na prevenção da autoxidação, os compostos

fenólicos podem influenciar e contribuir com cor, aroma, adstringência e

estabilidade em alguns produtos alimentícios. Diversas frutas podem ser citadas

como fontes naturais de compostos fenólicos, como frutas cítricas, frutas

26

vermelhas, uva e acerola (VENDRAMINI e TRUGO, 2004; ROCKENBACH et al.,

2011; KARAMAN et al., 2012).

7. FIBRAS A legislação Brasileira (BRASIL, 2001) define fibra alimentar como

sendo: [...] “qualquer material comestível que não seja hidrolisado pelas enzimas

endógenas do trato digestivo de humanos”. Tal fato explica porque o consumo de

fibras, quando associado com uma ingestão adequada de líquidos, pode prevenir

a constipação, ajudar no controle do colesterol e glicemia elevados e ainda

reduzir o risco de alguns tipos de câncer (MARCHINI et al., 1998).

As fibras podem ser classificadas em quatro grupos diferentes:

insolúveis; solúveis, não-viscosas e rapidamente fermentadas; solúveis, viscosas

e rapidamente fermentadas; solúveis, viscosas e não-fermentáveis (McRorie e

Fahey, 2013). Essa classificação é definida de acordo com sua solubilidade em

água, capacidade de fermentação e viscosidade, mesmo que não possam ser

metabolizadas e fornecer energia. Em linhas gerais, as fibras solúveis, como a

pectina e os hidrocolóides, estão mais associadas à redução do colesterol

sanguíneo e absorção da glicose no intestino; enquanto as insolúveis, como a

celulose e lignina, relacionadas à regulação intestinal (THEBAUDIN et al., 1997).

A quantidade de ingestão de fibras em uma dieta pode se relacionar

com uma alimentação saudável, pois este nutriente, normalmente, está associado

a vegetais, frutas, alimentos integrais e pouco refinados e, por isso, também rica

em minerais, vitaminas e outros compostos bioativos (BRASIL, 2005). Alimentos

fonte de fibras devem fazer parte de nossa dieta diária, embora muitos não o

façam com a frequência recomendada. Sendo que para as fibras exercerem seu

papel benéfico e regulador do intestino, uma ingestão adequada de líquidos,

principalmente água, deve estar associada (ARBONÉS et al., 2003).

No Brasil, a Resolução RDC 54, de novembro de 2012, estabelece que

para um alimento ser caracterizado como fonte de fibra o mesmo deve conter no

mínimo 2,5g de fibras por porção ou 3,0g por 100g em pratos preparados. Os

alimentos com alto conteúdo de fibras, por sua vez, devem conter no mínimo 6,0g

fibras por porção ou 5,0g por 100g em pratos preparados (BRASIL, 2012).

Segundo Storck et al. (2013), folhas, talos, cascas e sementes de

vegetais podem ser excelentes fontes de fibras e, quando bem direcionadas e

27

incorporadas na preparação de alimentos, podem enriquecê-los nutricionalmente,

além de aproveitar partes dos vegetais que normalmente são descartadas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ARBONÉS, G.; CARBAJAL, A.; GONZALVO, B.; GONZÁLEZ-GROSS, M.; JOYANES, M. Nutrición y recomendaciones dietéticas para personas mayores. Grupo de trajo “Salud pública” de la Sociedad Española de Nutrición (SEN). Nutrição Hospitalar, Madrid, v. 18, n. 3, p. 109-137, 2003. AZULAY, M. M.; LACERDA, Carlos Alberto Mandarim; PEREZ, Maurício de Andrade; FILGUEIRA, Absalom Lima; CUZZI, Tullia. Vitamina C. Anais Brasileiros de Dermatologia, Rio de Janeiro, v.78, n.3, p.265-274, maio/jun, 2003. BALASUNDRAM, N.; SUNDRAM, K.; SAMMAN, S. Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses. Food Chemistry, v. 99, p. 191-203, 2006. BARBOSA, M. Na onda da barra. Com uma gestão alternativa e um produto campeão de vendas, Nutrimental afasta a crise e volta a ser uma empresa saudável. Isto é Dinheiro, São Paulo, 20 Nov. 2001. Disponível em: <http://www.istoedinheiro.com.br/noticias/16721_NA+ONDA+DA+BARRA>. Acesso em: 22 julho de 2014. BLOCK, G. ; PATTERSON, B. ; SUBAR, A. Fruit, vegetables, and cancer prevention: A review of the epidemiological evidence. Nutrition and cancer, v.18, n.1, p.1-29, 1992. BORGES, K. C. Estudo das características físico-químicas e funcionalidade de bagaços de frutas tropicais desidratadas em leito de jorro. 2011.156p. Dissertação (Mestrado em Engenharia química) – Departamento de Engenharia química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal. BRASIL, Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC n° 54 de 12 de novembro de 2012. Regulamento técnico sobre informação nutricional complementar. Disponível em: <bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2012/rdc0054_12_11_2012.html>. Acesso em: 18 Jul. 2014. BRASIL, Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução nº 40, de 21 de março de 2001. Estabelece normas para padronizar a declaração de nutrientes na rotulagem nutricional obrigatória de alimentos e bebidas embalados. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Poder Executivo, Brasília, DF, 22 de março de 2001, Seção I.

28

BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Atenção à Saúde. Coordenação Geral da Política de Alimentação e Nutrição. Guia alimentar para a população brasileira. Brasília, DF, 2005. 236 p. CARR, A. C. ; BOZONET, Stephanie ; PULLAR, Juliet M ; SIMCOCK, Jeremy W ; VISSERS, Margreet CM. Human skeletal muscle ascorbate is highly responsive to changes in vitamin C intake and plasma concentrations. American Journal of Clinical Nutrition, v.97, p.800–807, 2013. CEREZAL, M. e VIGOA, García. La acerola. Fruta marginada de America con alto contenido de acido ascórbico. Alimentaria, Madri, v.37, p.113-125, 2000. COLUSSI, R. et al. Aceitabilidade e estabilidade físico-química de barras de cereais elaboradas à base de aveia e linhaça dourada. Brazilian Journal of Food Technology, Campinas, v.16, n.4, p.292-300, 2013. CRISTAS, S. A. S. Capacidade de retenção de água e de gordura de diferentes concentrados proteicos usados em produtos cárneos emulsificados. 2012. 45p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Alimentar – Qualidade e Segurança Alimentar) – Instituto Superior de Agronomia, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa – Portugal. DELVA, L. e SCHNEIDER, Renée Goodrich. Antioxidant activity and antimicrobial properties of phenolic extracts from acerola (Malpighia emarginata DC) fruit. International Journal of Food Science and Technology, v.48, p.1048–1056, 2013. DENIS, A.; BRAMBATI, N.; DESSAUVAGES, B.; GUEDJ, S.; RIDOUX, C.; MEFFRE, N.; AUTIER, C. Molecular weight determination of hydrolyzed collagens. Food Hydrocolloids, v.22, p.989-994, 2008. DENG, Q. ; PENNER, Michael H. ; ZHAO, Yanyun. Chemical composition of dietary fiber and polyphenols of five different varieties of wine grape pomace skins. Food Research International, v.44, p.2712–2720, 2011. DIAS, J. M. ; YAMAMOTO, L. I. ; MANCUSO, A. M. C. ; SILVA, M. E. M. Barra De Cereais Desenvolvida por uma Cooperativa Popular no Contexto da Economia Solidária. Segurança Alimentar e Nutricional, v.17, n.1, p.94-103, 2010. ESTEVEZ, A. M.; ESCOBAR, B.; VASQUEZ, E. Cereal and nut bars, nutricional quality and storage stability. Plant Foods for Human Nutrition, v.47, n.4, p.309-317, 1995. EVANGELISTA, J. Tecnologia de Alimentos. 2ª ed. São Paulo: Atheneu, 2005. 652p. FENNEMA, O. R. et al. Química de alimentos de Fennema. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 900p.

29

FERREIRA, S. L. M. ; . SANTOS, C. P. M. ; MORO,. M. A. T. ; BASTO, J. G. ; ANDRADE, M. S. R. ; GONÇALVES, C. B. A. E. Formulation and characterization of functional foods based on fruit and vegetable residue flour, Journal of Food Science and Technology, Jun, 2013. FREITAS, D. G. C.; MORETTI, R. H. Caracterização e Avaliação Sensorial de Barra de Cereais Funcional de Alto Teor Protéico e Vitamínico. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v.26, n.2, p.318-324, 2006. FURLAN, C. P. B.; SREBERNICH, S. M. Avaliação Sensorial de Barras de Cereais Diet com Adição de Goma Acácia ou com Adição de Colágeno Hidrolisado como Agente Ligante. Em: Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas, 14, 2009, Campinas. Anais eletrônicos... Campinas: PUC, 2009. Disponível em: <http://www.puc-campinas.edu.br/websist/portal/pesquisa/ic/pic2009/resumos/%7B32077F87-8F5D-4618-84E6-C84AA0938CFB%7D.pdf>. Acesso em: 7 Jul. 2014. GUERRA, C. C. et al. Conhecendo o essencial sobre uvas e vinhos. Bento Gonçalves – Embrapa Uva e Vinho: Embrapa Documentos, 2009. 69p. HALLIWELL, B. Antioxidants in human health and disease. Annual review of nutrition, v.16, p.33-50, 1996. KARAMAN, S. ; OZTURK, B. ; AKSIT, H. ; ERDOGDU, T. The effects of pre-harvest application of aminoethoxyvinylglycine on the bioactive compounds and fruit quality of ‘Fortune’ plum variety during cold storage. Food Science and Technology International, n.19, p. 567-576, 2013. KATO, C. G. ; TONHI, Carolina Dário ; CLEMENTE, Edmar. Antocianinas de uvas (Vitis vinífera L.) produzidas em sistema convencional. Revista Brasileira de Tecnologia Agroindustrial, v.6, n.3, 2012. KUMMU, M. ; MOEL, H. ; PORKKA, M. ; SIEBERT, S. ; VARIS, O. ; WARD, P.J. Lost food, wasted resources: Global food supply chain losses and their impacts on freshwater, cropland, and fertilizer use, Science of the Total Environment, v. 438, p.477–489, 2012. LUO, X. D. ; BASILE, M. J. e KENNELLY E. J. Polyphenolic Antioxidants from the Fruits of Chrysophyllum cainito L. (Star Apple). Journal of Agricultural and food chemistry, v.50, p.1379-1382, 2002. McRORIE, John W.; FAHEY, George C. A review of gastrointestinal physiology and the mechanisms underlying the health benefits of dietary fiber: Matching an effective fiber with specific patient needs. Clinical Nursing Studies, v. 1, n. 4, p.82-92, 2013. MARCHINI, J. S.; FERRIOLI, E.; MORIGUTI, J. C. Suporte nutricional no paciente idoso: definição, diagnóstico, avaliação e intervenção. Medicina, Ribeirão Preto, v. 31, n. 1, p. 54-61, jan./mar. 1998.

30

MARI, W. K.; MUNESHIGE, S. ; SHIN, K. ; YASUKI, T. ; HIDEYUKI, S. ; FUMIKI, M. ; HITOSHI S. ; YUJI, F. ; MICHIO, K. Absorption and Effectiveness of Orally Administered Low Molecular Weight Collagen Hydrolysate in Rats. Journal of Agriculture and Food Chemistry, v.58, n.2, p.835–841, 2010. MARQUES, T. R. Aproveitamento tecnológico de resíduos de acerola: Farinhas e barras de cereais. 2013. 101p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras-MG. NEVES, I.P. Cultivo de Acerola. Salvador: Rede de Tecnologia da Bahia - RETEC, 2007. (Dossiê Técnico). PARFITT, J. ; BARTHEL, Mark ; MACNAUGHTON, Sarah. Food waste within food supply chains: quantification and potential for change to 2050, Philosophical Transactions of the Royal Society – Biological Sciences, v.365, p.3065–3081, 2010. PARK, H. J. ; OCK, Sun Myeong ; KIM, Hee Jung ; PARK, Hong Jin ; LEE, Young Bok ; CHOI, Jung Min ; CHO, Chul Soo ; LEE, Jun Young ; CHO, Baik Kee ; CHO Dae Ho. Vitamin C attenuates ERK signalling to inhibit the regulation of collagen production by LL-37 in human dermal fibroblasts. Experimental Dermatology, v.19, p.258–264, 2010. PEREIRA, C. T. M. ; SILVA, Cleiane Régia Passos ; LIMA, Alessandro ; PEREIRA, Dalva Muniz ; COSTA, Carlyane do Nascimento ; NETO, Adeval Alexandre Carvalho. Caracterização físico-química e avaliação da capacidade antioxidante in vitro da farinha de resíduo de acerola (Malpighia glabra L.). Acta Tecnológica, v.8, n. 2, p.50-56, 2013. PRESTES, R. C. Colágeno e Seus Derivados: Características e Aplicações em Produtos Cárneos. Unopar Científica Ciências Biológicas e da Saúde, Londrina, v.15, n.1, p.65-74, 2013. PROKSCH, E; SEGGER, D.; DEGWERT, J.; SCHUNCK, M.; ZAGUE, V.; OESSER, S. Oral Supplementation of Specific Collagen Peptides Has Beneficial Effects on Human Skin Physiology: A Double-Blind, Placebo-Controlled Study. Skin Pharmacology an Physiology, Berlin, v.27, p.47–55, 2013. RENAUD, S.C., GUEGUEN, R., SCHENKER, J., d’HOUTAUD, A. Alcohol and mortality in middle-aged men from eastern France. Epidemiology, v.9, p.184–188, 1998. ROCKENBACH, I. I. Compostos fenólicos, ácidos graxos e capacidade antioxidante do bagaço da vinificação de uvas tintas (Vitis vinifera L. e Vitis labrusca L.). 2008. 112p. Dissertação (Mestrado em Ciência de Alimentos) – Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC. ROCKENBACH, I. I. ; RODRIGUES, E. ; GONZAGA, L. V. ; CALIABRI, V. ; GENOVESE, M. I. ; GONÇALVES, A. E. S. S. ; FETT, R. Phenolic compounds

31

content and antioxidant activity in pomace from selected red grapes (Vitis vinifera L. and Vitis labrusca L.) widely produced in Brazil. Food Chemistry, n.127, p.174–179, 2011. ROMEU V. ; CARDOSO, Vera ; PEIXOTO, Francisco. Valorização integrada dos bioprodutos da indústria vitivinícola: Novas oportunidades de desenvolvimento regional. Boletim de Biotecnologia, v.1, p.18-19, 2013. ROSA, J.S. ; GODOY, Ronoel Luiz de Oliveira ; OIANO NETO, João ; CAMPOS, Rodrigo da Silveira ; MATTA, Virginia Martins da ; FREIRE, Cyntia Abreu ; SILVA, Aline Soares da ; SOUZA, Rafael Santos de. Desenvolvimento de um método de análise de vitamina C em alimentos por cromatografia líquida de alta eficiência e exclusão iônica, Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.27, n.4, p. 837-846, out.-dez, 2007. RUFFI, C.; CRUZ, C. Curso de Tecnologia de Barras de Cereais. Campinas: Instituto de Tecnologia de Alimentos – Cereal Chocotec, 2009. 123p. SCHUCK, R. M. Caracterização molecular de variedades de videira (Vitis spp.) de Santa Catarina por marcadores microssatélites (SSRs). 2007. 107p. Dissertação (Mestrado em Recursos Genéticos Vegetais) – Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC. SCHUNCK, M. e OESSER, S. Specific collagen peptides benefit the biosynthesis of matrix molecules of tendons and ligaments. Journal of the International Society of Sports Nutrition, v.10, n.1, p.23, 2013. SERAFINI, M. The role of antioxidants in disease prevention. Medicine, v.34, n.12, p.533-535, 2006. SHIGEMURA, Yasutaka; IWAI, Koji; MORIMATSU, Fumiki; IWAMOTO, Takaaki; MORI, Toshio; ODA, Chikako; TAIRA, Toshio; PARK, Eun Young; NAKAMURA, Yasusi; SATO, Kenji. Effect of Prolyl-hydroxyproline (Pro-Hyp), a Food-Derived Collagen Peptide in Human Blood, on Growth of Fibroblasts from Mouse Skin. Journal of Agriculture and Food Chemistry, v.57, n.2, p.444-449, 2009. SILVA, F.D. ; PANTE, Cristiani Freitag ; PRUDÊNCIO, Sandra Helena ; RIBEIRO, Alessandra Braga. Elaboração de uma barra de cereal de quinoa e suas propriedades sensoriais e nutricionais. Alimentos e Nutrição Araraquara, v.22, n.1, p.63-69, 2011. SILVA, L. M. L. R. Caracterização dos subprodutos da vinificação. Millenium – Revista do Instituto Politécnico de Viseu, n. 28, p. 123-133, 2003. SILVA, T.F. e PENNA, A.L.B. Colágeno: Características químicas e propriedades funcionais. Revista Instituto Adolfo Lutz. São Paulo, v.71, n.3. p.530-539, 2012. SREBERNICH, S. M; MEIRELES, Fernanda; LOURENÇÃO, Giovana. Avaliação microbiológica de barras de cereais diet por meio de agente ligante colágeno

32

hidrolisado e goma acácia. Revista Ciências Médicas, Campinas, v.20(1-2), p.5-13, jan./abr., 2011. STORCK, Cátia Regina; NUNES, G. L.; OLIVEIRA, B. B. D.; BASSO, C. Folhas, talos, cascas e sementes de vegetais: composição nutricional, aproveitamento na alimentação e análise sensorial de preparações; Leaves, stalk, pell and seeds of vegetables: nutritional composition, utilization and sensory analysis in food preparations. Ciência rural, v. 43, n. 3, p. 537-543, 2013. TANAKA, Midori; KOYAMA, Yoh-ichi; NOMURA, Yoshihiro. Effects of collagen peptides ingestion on UV-B induced skin damage. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, Tokyo, v.73, n.4, p.930-932, 2009. TEMPLE, N. J. Antioxidants and disease: More questions than answers. Nutrition Research, v. 20, n.3, p.449-459, 2000. THAIPONG, K.; BOONPRAKOB, U.; CROSBY, K.; ZEVALLOS, L. C.; BYRNE, D. H. Comparison of ABTS, DPPH, FRAP, and ORAC assays for estimating antioxidant activity from guava fruit extracts. Journal of Food Composition and Analysis, v.19, p.669–675, 2006. THEBAUDIN, J. Y. et al. Dietary fi bre: natural and technological interest. Trends Food Science and Technology, v. 8, n. 2, p. 41-48, 1997. TORRES, J. L.; VARELA, B.; GARCIA, M. T.; CARILLA, J.; MATITO, C.; CENTELLES, J. J.; CASCANTE, M.; SORT, X.; BOBET, R. Valorization of grape (Vitis vinifera) byproducts. Antioxidant and biological properties of polyphenolic fractions differing in procyanidin composition and flavonol content. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v.50, p.7548-7555, 2002. TORRES, R. T. Desenvolvimento de Barra de Cereais Formuladas com Ingredientes Regionais. 2009, 78p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Processos) Universidade de Tiradentes, Aracaju, 2009. TSAO, R. ; DENG, Z. Separation procedures for naturally occurring antioxidant phytochemicals. Journal of Chromatography B, v.812, p.85–99, 2004. TSENG, A. e ZHAO, Y. Wine grape pomace as antioxidant dietary fibre for enhancing nutritional value and improving storability of yogurt and salad dressing. Food Chemistry, v.138, p.356-365, 2013. ZIEGLER, F. F.; SGARBIERI, V. Caracterização químico-nutricional de um isolado protéico de soro de leite, um hidrolisado de colágeno bovino e misturas dos dois produtos. Revista de Nutrição, v.22, n.1, p.61-70, 2009. VENDRAMINI, A. L. A. e TRUGO, Luiz C. Phenolic Compounds in Acerola Fruit (Malpighia punicifolia L.). Journal of the Brazilian Chemistry Society, v.15, n.5, p.664-668, 2004.

33

WEI, F. ; QU, Cunye ; SONG, Tieli ; DING, Gang ; FAN, Zhipeng ; LIU, Dayong ; LIU, Yi ; ZHANG, Chunmei ; SHI, Songtao ; WANG, Songlin. Vitamin C treatment promotes mesenchymal stem cell sheet formation and tissue regeneration by elevating telomerase activity, Journal of Cellular Physiology, v.227, n.9, p. 3216–3224, Set, 2012.

34

CAPÍTULO 2- AVALIAÇÃO DE BARRAS DE CEREAIS COM SUBSTITUIÇÃO

PARCIAL DA SACAROSE POR COLÁGENO

____________________________

Este capítulo foi submetido como artigo em 08/09/2014 ao periódico Brazilian

Journal of Food Technology

35

CEREAL BAR WITH COLLAGEN AS A PARTIAL REPLACEMENT OF SUCROSE

AVALIAÇÃO DE BARRA DE CEREAIS COM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DA

SACAROSE POR COLÁGENO

Marcello Fernandes Leite1,3, Maria Spinola Miranda3, Breno Pereira de Paula2 and Eliete Silva Bispo3

I Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia da Bahia - IFBA, Porto Seguro, BA, Brazil. e-mail: marcelloleite@hotmail.com

Address: BR 367, Km 57.5. Fontana I – Porto Seguro/BA. CEP 45810-000 2 Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca –

CEFET/RJ, Valença, RJ, Brazil. e-mail: breno@cefet-rj.br 3 Universidade Federal da Bahia-UFBA/Faculdade de Farmácia, Salvador,

BA, Brazil. e-mail: elibispo@ufba.br

ABSTRACT

The high consumption of sugar is one of the factors that contribute to health problems these days, and even then, cereal bars have been commercialized as an alternative and healthy product, although many brands found in the market have a high concentration of sugars. Meanwhile, collagen peptides have been largely associated to several health benefits as well as vital body functions. This study aimed at the development of cereal bars with four levels (2, 4, 6 and 8%) of replacement of sucrose by collagen and comparison of shear strength, moisture and water activity of these formulations with the control bar and, furthermore, analyze the final product by proximal composition, sensory acceptance and microbiological assays. In general, the treatments did not differ significantly (p> 0.01) when compared with the control bar by Dunnet statistical test. The low water activity (<0.6) and humidity (<11%) values indicate a good microbiological stability for the product during storage. Results for proximal composition of CB8 were: moisture (12.9%), ash (1.3%), protein (16.4%), fat (12.0%), sugars (33.6%), total dietary fiber (5.5%) and total carbohydrate (51.36%). The results for the analysis of coliforms at 45ºC, Salmonella sp. and Bacillus cereus counts according to brazilian legislation and yeasts and molds equal to 3.5x103 CFU/g. Sensory acceptance presented mean scores between 5 ("like") and 6 ("really like") for the attributes texture, flavor, appearance and overall impression and 55% of the panelists affirmed that definitely would buy the cereal bar with collagen. Therefore, the replacement of sucrose by collagen is an alternative to reduce sugar and maintain cereal bars characteristics. KEYWORDS Binding agent; low sugar; texture; sensory analyses.

36

RESUMO

O elevado consumo de açúcar é um dos fatores que contribuem para problemas de saúde nos dias de hoje e, mesmo assim, as barras de cereais têm sido comercializadas como um produto alternativo e saudável, embora muitas marcas encontradas no mercado tenham uma alta concentração de açúcares. Por sua vez, peptídeos de colágeno têm sido largamente associados a diversos benefícios para a saúde assim como para funções vitais do nosso corpo. Este estudo visou o desenvolvimento de barras de cereais com diferentes percentuais de substituição (2, 4, 6 e 8%) da sacarose por colágeno e a comparação da textura, umidade e atividade de água dessas formulações com a barra controle e, por final, caracterizar o produto final através da composição centesimal, aceitação sensorial e análises microbiológicas. Em geral, os tratamentos não tiveram diferenças significativas (p>0,01) quando comparadas com o controle pelo teste estatístico de Dunnet. Os valores baixos de atividade de água (<0,6) e umidade (<11%) indicam uma boa estabilidade microbiológica para o produto ao longo do armazenamento. Resultados para a composição centesimal: umidade (12,9%), cinzas (1,3%), proteínas (16,4%), gorduras (12,0%), fibras totais (5,5%) e carboidratos totais (51,36%). Os resultados para as análises de coliformes a 45ºC, Salmonella sp. e Bacillus cereus atenderam a legislação brasileira e a contagem para bolores e leveduras 3,5x103 UFC/g. A aceitação sensorial apresentou resultados médios entre 5 (“gostei”) e 6 (“gostei muito”) para os parâmetros textura, sabor, aparência e qualidade global e 55% dos provadores afirmaram que definitivamente comprariam a barra de cereal com colágeno. Portanto, a substituição parcial da sacarose por colágeno é uma alternativa para reduzir os níveis de açúcar mantendo as características das barras de cereais. PALAVRAS-CHAVE Agente ligante; açúcar reduzido; textura; análise sensorial.

INTRODUCTION

Cereal bars are popular portable foods and are associated to snack bars and rapid

meals. Generally they have sweet and pleasant flavor and are made by a

combination of ingredients that complement each other in flavor, texture and

physical properties. Its multi-component formulation is usually based on a mixture

of dry ingredients (cereals, nuts, fruits, seeds) and binding agents (sugars, honey,

fat, chocolate) (IZZO and NINESS, 2001; KHOURYIEH and ARAMOUNI, 2013;

PALLAVI et al., 2013).

In most cereal bars brands, sugar and syrups represent the main ingredient and

according to Bray and Papkin (2014), the intake of calorie-sweetened beverages

37

and food have been increasing for decades and as a result an epidemic of

diseases such as obesity, metabolic syndrome and fatty liver disease are

occurring.

As consequence, the demand for functional food and diets based on whole grains

and fruits and vegetables are increasing world widely due its nutritious value and

health benefits as sources of dietary fiber, minerals, antioxidants and vitamins

(PADMASHREE et al., 2011; KHOURYIEH and ARAMOUNI, 2013).

To attend the requirements of this crescent market, the food industry is always in

search of new ingredients that might promote such benefits. The use of binding

agents such as acacia gum and hydrolyzed collagen in replacement for sugar

syrups may produce a sugar free cereal bar (FURLAN and SREBERNICH, 2009).

Hydrolyzed collagen is a binder that has unique hydration properties and

contributes with water retention capacity, emulsification, stability and enhance

cohesion and adhesion in food products (PETRACCI et al., 2013).

Collagen is the main structural protein in the connective tissue of animals and

comprises about 30% of all organic materials in humans. It can be extracted from

bovine and porcine bones and hides and fish scales. According to its hydrolysis,

can be called native collagen, gelatin or collagen peptide (TANAKA et al., 2009).

Ingestion of collagen peptides have been associated to several benefits and

functions of the body, such as moisture and elasticity of skin (PROKSCH et al.,

2013), osteoarthritis treatment (MCALINDON et al., 2011), antiamnesic and

antithrombotic (DZIUBA and DAREWICZ, 2007) and anti-oxidant activity (AO and

LI, 2012).

Thus, targeting sugar reduction, nutritional and functional enrichment of cereal

bars, mainly because it is a healthy and convenient food, this work aimed at the

38

development of cereal bars with different levels of replacement of sucrose by

collagen and comparison of texture, moisture and activity water of these

formulations with the control bar. Also, characterized the final product by

proximate composition, sensory acceptance and microbiological analyzes.

MATERIALS AND METHODS

Cereal bar ingredients

Hydrolyzed collagen from Gelita Brazil Ltda. (Maringá, Paraná, Brasil),

maltodextrin 1920 from Indukern S/A (Barcelona, Spain), glucose syrup from Yoki

Alimentos S/A (São Paulo, Brasil), palm fat from Agropalma S/A, (Tailândia, Pará,

Brasil), soybean lecithin from Cargill S/A (Uberlândia, Minas Gerais, Brasil), whole

oat flakes, rice flakes, dehydrated banana, black raisins, cashew nuts, skinless

peanuts, whole white sesame, whole golden flaxseed, and sucrose were

purchased in a local health food store.

Cereal bars preparation

The control bar (without hydrolyzed collagen) was formulated with a proportion of

50% of dry ingredients, 39.15% of sugars, 3.85% of fatty material and 7% of water.

Four treatments were studied by replacing different percentages of sucrose by

collagen in the syrup ingredients: CB2 (2% of collagen), CB4 (4% of collagen),

CB6 (6% of collagen) and CB8 (8% of collagen) - as shown in Table 1.

The elaboration of the cereal bar was initiated by the preparation of the

syrup in a stainless steel pan, where sugars were homogenized with collagen

before adding the water and led to heat. At 95°C, fatty materials (palma fat and

soy lecithin) were added up and the mixture was then stirred until it reached a

soluble solid content of 84-88°Brix. At this point and still hot, the mixture of dry

ingredients was added, mixed up, discharged in a mold and pressed until achieve

39

a uniform and rectangular shape. After cooling at room temperature the bars were

cut in 3cm2 square pieces and packed in plastic resealable bags. The samples

were kept in the dark at room temperature until analyses that were realized in a

maximum period of ten days.

Table 1. Formulation used in the production of each treatment (CB2, CB4, CB6 and CB8) and control cereal bar.

Dry Ingredients (%)

Treatments

Control CB2 CB4 CB6 CB8 Rolled oats 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 Rice flakes 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 Dried banana 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 Cashew nuts 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 Black raisins 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 Peanuts 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Whole White Sesame 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Whole golden flaxseed 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Syrup Ingredients (%) Sucrose 19.0 17.0 15.0 13.0 11.0 Hydrolyzed collagen 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 Glucose syrup 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 Maltodextrin 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 Palma Fat 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 Soybean lecithin 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 Water 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0

Physical measurements of cereal bars

Water activity

It was performed in a hygrometer Aqualab CX-2 (Decagon Devices Inc.,

Washington, U.S.A.). Crushed samples (approximately 2g) of the cereal bars were

placed in the equipments cup and led to the chamber for automatic measurement.

Data reported are the averages of three measurements.

Moisture content

It was determined according to the method 12/IV from IAL (2004) in the

isotemperature oven Q-317B-32 (Quimis Aparelhos Científicos Ltda., São Paulo,

40

Brasil). Samples weighing approximately 2g of each cereal bar were placed in

porcelain evaporating dishes and dried in the oven at 105°C until constant weight.

Data reported are the averages of three measurements.

Shear strength

For comparison of hardness of cereal bars by shearing, a TA-XT2i texture

analyzer (Stable Micro Systems, Surrey, England) with a HDP/BS blade and

100kg load cell was used. The shear strength was indicated by the peak force

required to break the samples. The analysis was carried out at a test speed of 2.0

mm/s, post-test speed of 10.0 mm/s and a distance of 10mm. Data reported are

the averages of nine measurements.

Four proportions of replacement of sucrose by collagen were tested and the mean

results were compared with the results of the control treatment. This comparison

was realized by Dunnett's test and aimed at the evaluation of similarity among

each treatment only with the control bar.

The formulation with highest concentration of collagen and no statistical difference

with the control was analyzed by sensory and microbiological evaluation and had

its proximate composition determined.

Proximate Composition

Proteins, total fat, total sugars, moisture and ash were determined according to the

methods proposed by IAL (2004), methods 36/IV, 32/IV, 40/IV, 12/IV and 18/IV,

respectively. Dietary fiber determined according to Horwitz (1997), method 985.29.

Total carbohydrate content was calculated by difference. Data reported are the

averages of three measurements and expressed on a dry matter basis.

41

Sensory evaluation

For the sensory analysis, involving humans, the project was approved by the

Ethics Committee (opinion number 480.936/2013) of the State University of Bahia.

Consumer acceptability was carried out with a randomized block of 100 untrained

panelists that evaluated the attributes texture, flavor, appearance and overall

impression of the formulated cereal bar and were also asked about sex, age and

frequency of consumption. The panelists evaluated monadically, in individual

cabins, two codified samples and, between them, a cup of water was offered to

cleanse their palates. The sensory panel was presented in a 7-point hedonic scale

(7=like very much, 6=like, 5=like slightly, 4=nor like nor dislike, 3=dislike slightly,

2=dislike, 1=dislike very much) to determine degree of liking the product.

Moreover, the panelists were also questioned about their buying intention of the

cereal bars in a 5-point hedonic scale (5=definitely would buy, 4=probably would

by, 3=might buy might not buy, 2=probably would not buy, 1= definitely would not

buy).

Microbiological analysis

The analysis of the pathogenic microorganisms Salmonella, Bacillus cereus and

coliforms at 45ºC were realized because of its importance in public health and also

as a legislation requirement (BRASIL, 2001), and yeasts and molds due its

potential to deteriorate low moisture food. These analyses were realized according

to the methods proposed by APHA (2001).

In aseptic conditions, 25g of the sample were homogenized with 225mL of 1%

peptone water in a stomacher blender for 2min. Serial dilutions were made with

peptone water as needed for plating and incubation realized according to each

microorganism.

42

Coliform bacteria was enumerated using most probable number method in 9mL

tubes of lauryl tryptose broth at 35ºC for 24hs fallowed by EC broth at 45ºC for

another 24hs. Yeasts and molds were determined by surface plate count on potato

dextrose agar with tartaric acid after 5 days of incubation at 25°C. For the

Salmonella spp test, lactose broth was used for selective enrichment followed by

incubation in tetrationate and selenite cystine broths for 24hs at 35°C. Then, they

were plated in hectoen enteric agar, brilliant green agar and xylose-lysine-

desoxycholate agar in the same conditions as before. Bacillus cereus surveillance

used the most probable number method and isolation was realized in trypticase

soy polymixin broth at 30°C for 48hs. Turbid tubes were platted in Bacara agar for

more 24hs and, in case of typical colonies growth, biochemical testing for

confirmation might have been done.

Statistical analysis

Statistical analysis were performed with the program SAS 9.1 (SAS Institute Inc.,

Cary, USA) to calculate mean, standard deviation, ANOVA, multiple comparisons

by Dunnet test (physical-chemical analyses) and F test (sensory analyses and

centesimal composition). All differences were reported at a significance level of

p<0.01.

RESULTS AND DISCUSSION

In order to evaluate the replacement of sucrose by collagen in cereal bars, the

results of physical properties (shear strength, water activity and moisture) of the

control bar were compared to the four different formulations with collagen (CB2,

CB4, CB6 and CB8).

The mean values for these parameters are shown in Table 2.

43

Table 2. Effects of different concentrations of collagen in texture, water activity and moisture content of cereal bars.

Formulations Shear strength (gf) Water activity Moisture (%) Control 9.150,8 ± 2.538,1 0,58 ± 0,07 9,65 ± 0,80 CB2 6.177,2 ± 1.314,5 0,56 ± 0,01 10,02 ± 0,95 CB4 6.332,8 ± 1.599,0 0,58 ± 0,01 11,33 ± 0,47 CB6 11.989,9 ± 2.927,3 0,56 ± 0,01 7,70 ± 0,55 CB8 10.447,8 ± 2.671,2 0,60 ± 0,01 9,56 ± 0,53

Mean ± standard deviation. Statistical analysis by ANOVA followed by Dunnett test (p>0,01).

No statistical difference (p>0,01) was found in any analyzed parameter

when Dunnett Test was applied. The samples of all treatments had no difference

when compared to the control cereal bar for shear strength, water activity and

moisture analysis.

A high standard deviation might be noticed in the instrumental texture

analysis (shear strength) and is due to the complexity of the formulation that has

many components of very different texture (oats, rice flakes, nuts, raisin, etc.).

Similar results, with high standard deviation, were also observed by Silva et al.

(2009). Khouryieh and Aramouni (2013) obtained lower values for shear strength

and standard deviation in a cereal bar made with flaxseed and uniform texture.

The low values (<0.6) of water activity ensures microbiological stability of

the product during storage (FRANCO and LANDGRAF, 2008).

Moisture values around 10% are typically found in this type of product and

similar data were reported by other authors (FREITAS and MORETTI, 2006;

SILVA et al., 2011).

After observation, it was decided that CB8 would be the selected

formulation and that would have its proximal composition, microbiological quality

and sensory acceptability determined. This choice was due to the fact that there

were no significant difference (p>0,01) in the parameters among the control and

44

the collagen bars, and that the treatment CB8 was the one with the highest

concentration of collagen.

Proximal Composition

Table 3 presents the proximal composition of CB8 and control cereal bars.

Only changes in sugars and proteic levels were detected when the F Test (p<0,01)

was applied and it occurred exactly because of the substitution of sucrose for

collagen. It promoted an increase of 131% of the proteic content in relation to the

control bar and the difference between the results is consistent with the theoretical

addition of collagen.

There were no significant differences between the treatments in ashes, total

fat and total dietary fiber. Although a reduction of sugar occurred, the caloric value

was almost the same because of the energetic similarity between carbohydrates

and proteins.

Table 3. Proximal composition of CB8 and control cereal bars.

Composition Control CB8

Ashes (g/100g) 1,26a ± 0,02 1,27a ± 0,02

Protein (g/100g) 7,10b ± 0,14 16,40a ± 0,30

Total Fat (g/100g) 11,46a ± 0,28 12,04a ± 0,08

Sugars (g/100g) 43,25a ±0,14 33,63b ± 0,07

Total Carbohydrate* (g/100g) 62,62a ± 0,79 52,08b ± 1,08

Total dietary fiber 7,38a ± 0,17 5,36a ± 0,45

Calories (Kcal) 382,0 382,2

Mean of three samples ± standard deviation. Data expressed on dry weight basis. a,b Numbers within a line followed by the same letters are not significantly different by F Test (p < 0,01). *Calculated by difference

45

Microbiology

Microbiological results presented in Table 4 are in accordance to the values

established in Brazilian standards (Brasil, 2001) and the developed cereal bar was

adequate for human consumption. Yeasts and molds count (3.5x103 CFU/g) is

commonly found in low moisture food and cereal bars as reported by Stelato et al.

(2010) and Srebernich et al. (2011).

Table 4. Results for microbiological analysis in CB8.

Parameter Value

Escherichia coli (MPN.g-1) <50

Bacillus cereus (CFU.g-1) <500

Salmonella SP Absent in 25g

Yeasts and mold (CFU.g-1) 3,5x103

Microbiolical Standards for cereal bars (Brasil, 2001) - E. coli: 5x10² CFU/g; Bacillus cereus: 5x10³ CFU/g; Salmonella sp.: Absent in 25g. MPN: Most Probable Number; CFU: Colony Forming Unit.

Sensory Evaluation

The sensory evaluation was carried out with 64.5% of female and 35.5% male

panelists and 78% said to be consumers of cereal bars. Panelists were between

18-50 years old and 63.5% were between 18 and 20 years old.

Observing data from figure 1, it appears that the tasters did not detect

significant difference for the attributes flavor, appearance and overall impression

among the evaluated samples. The only attribute in which significant difference

was detected was the texture. All mean scores were between 5 and 6 which

correspond respectively to "Like" and "like very much".

46

Figure 1. Sensory evaluation scores of overall impression, flavor, texture and appearance of control and CB8 cereal bars. Error bars represent standard deviation.

Figure 2 presents the results for the purchase intention test where the

scores for both cereal bars (control and CB8) were very close and indicate a mean

result for “would buy” intention according to the panelists.

The panelists of a similar study conducted by Furlan and Srebernich

(2009) demonstrated a 78.4% buying intention, 18.3% uncertainty and only 3.3%

not buying intention toward a collagen cereal bar.

Figure 2. Buying intention scores for control and CB8 cereal bars. The evaluation was made by 100 panelists in a 5-point hedonic scale: 5 - Definitely would buy; 4 - probably buy; 3 - Might buy, might not buy; 2 – Probably would not buy; 1 - Definitely would not buy.

1

2

3

4

5

6

7

FLAVOR TEXTURE APPEARANCE GLOBAL

IMPRESSION

Sco

res

Sensory Attributes

CONTROL CB16

27%

50%

17%

4% 2%

26%

62%

10%

1% 1%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

5 4 3 2 1

Po

rce

nta

ge

of

pa

ne

list

s

Buying Intention

CB16 Control

47

Considering that the interest of this work was to replace a portion of the

sucrose by collagen without causing any major sensory changes and this change

was barely noticed by the judges, it can be stated that the replacement was

successful. The consumers, in general, considered the collagen bar similar to the

control and had good intention to purchase it.

CONCLUSION

The partial substitution of sucrose by collagen in the studied level enabled the

production of a cereal bar with texture, moisture, water activity and sensory

characteristics very similar to the control bar. Therefore, collagen has complied its

role as binding agent contributing to reduce sugar levels, which is usually very

high in commercial cereal bars.

The positive sensory results combined with the healthy claim of the

developed product make it a good option for the food market.

REFERENCES

APHA. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Committee on Microbiological Methods for Foods. Compendium of methods for the microbiological examination of foods. 3.ed. Washington, 2001. 676p. AO, J. and LI, B. Amino acid composition and antioxidant activities of hydrolysates and peptide fractions from porcine collagen. Food Science and Technology International, Spain, v.18, p.425-434, 2012. BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária, Resolução - RDC N.12, de 02 de janeiro de 2001. Dispõe sobre regulamento técnico sobre padrões microbiológicos para alimentos. Diário Oficial da União: Brasília, 10 de janeiro de 2001. BRAY, G. and PAPKIN, B.M. Dietary Sugar and Body Weight: Have We Reached a Crisis in the Epidemic of Obesity and Diabetes? Diabetes Care, v.37, p.950-956, 2014.

48

DZIUBA, M. and DAREWICZ, M. Food Proteins as Precursors of Bioactive Peptides - Classification into Families. Food Science and Technology International, Spain, v.13, p.393-404, 2007. FRANCO, B.D.G.M. and LANDGRAF, M. Microbiologia dos Alimentos. 2nd edn. São Paulo: Atheneu, 2008. 182p. FREITAS, D.G.C. and MORETTI, R.H. Characterization and sensorial evaluation of functional cereal bar. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 26, n.2, p.318-324, 2006. FURLAN, C. P. B. and SREBERNICH, S. M. Avaliação Sensorial de Barras de Cereais Diet com Adição de Goma Acácia ou com Adição de Colágeno Hidrolisado como Agente Ligante. In: Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas, 14, 2009, Campinas. Anais eletrônicos... Campinas: PUC, 2009. Available in: <http://www.puc-campinas.edu.br/websist/portal/pesquisa/ic/pic2009/resumos/%7B32077F87-8F5D-4618-84E6-C84AA0938CFB%7D.pdf>. Access in: 25 Ago. 2012. HORWITZ, W. (Ed.). Official Methods of Analysis of the Association off Official Analytical Chemists. 15.ed. Washington: AOAC, 1997. INSTITUTO ADOLFO LUTZ - IAL (2004). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. 4. edn. São Paulo: IAL, 2008. 1020p. Electronic Version. IZZO, M. and NINESS, K. Formulating Nutrition Bars with Inulin and Oligofructose. Cereal Foods World, v. 46, n.3, p.102-105. 2001. KHOURYIEH, H. and ARAMOUNI, F. Effect of flaxseed flour incorporation on the physical properties and consumer acceptability of cereal bars. Food Science and Technology International, Spain, v.19, p.549-556, 2013. McALINDON T.E., NUITE, M.; KRISHNAN, N.; RUTHAZER, R.; PRICE, L.L.; BURSTEIN, J. and FLECHSENHAR, K. Change in knee osteoarthritis cartilage detected by delayed gadolinium enhanced magnetic resonance imaging following treatment with collagen hydrolysate: a pilot randomized controlled trial. Osteoarthritis and Cartilage, v.19, n.4, p.399-405, 2011. PADMASHREE, A.; SHARMA, G.K.; SRIHARI, K.A. and BAWA, A.S. Development of shelf stable protein rich composite cereal bar. Journal of Food Science and Technology, v.49, n.3, p.335–341, 2011. PALLAVI, B.V.; CHETANA, R.; RAVI, R. and REDDY, S.Y. Moisture sorption curves of fruit and nut cereal bar prepared with sugar and sugar substitutes. Journal of Food Science and Technology. Published online august 2013. DOI 10.1007/s13197-013-1101-0. PETRACCI, M.; BIANCHI, M.; MUDALAL, S. and CAVANI, C. Functional ingredients for poultry meat products. Trends in Food Science & Technology, v.33, n.1, p.27-39, 2013.

49

PROKSCH, E.; SEGGER, D.; DEGWERT, J.; SCHUNCK, M.; ZAGUE, V. and OESSER, S. Oral Supplementation of Specific Collagen Peptides Has Beneficial Effects on Human Skin Physiology: A Double-Blind, Placebo-Controlled Study. Skin Pharmacology and Physiology, v.27, p.47–55, 2013. SILVA, F.D.; PANTE, C.F.; PRUDÊNCIO, S.H. and RIBEIRO, A.B. Establishment of a cereal bar with quinoa and its sensorial and nutritional properties. Alimentos e Nutrição Araraquara, v.22, p.63-69, 2011. SILVA, I.Q.; OLIVEIRA, B.C.F.; LOPES, A.S. and PENA, R.S. Cereal bar with the industrial residue of passion fruit. Alimentos e Nutrição Araraquara, v.20, n.2, p.321-329, 2009. SREBERNICH, S.M.; MEIRELES, F. and LOURENÇÃO, G. Microbiological assessment of diet granola bars by hydrolyzed collagen binder and gum arabic. Revista Ciências Médicas, v.20, n.1, p.5-13, 2011. STELATO M.M.; CONCON, M.M.; SHIMADA, D. and SREBERNICH, S.M. Fungi contamination in cereal bars commercialized. Revista Instituto Adolfo Lutz, v.69, n.3, p.285-90, 2010. TANAKA, M.; KOYAMA, Y.I. and NOMURA Y. Effects of collagen peptides ingestion on UV-B induced skin damage. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, v.73, n.4, p.930-932, 2009.

50

CAPÍTULO 3- PHYSICAL CHEMICAL, ANTIOXIDANT AND SENSORY

EVALUATION OF CEREAL BARS MADE WITH COLLAGEN, ACEROLA AND

GRAPE RESIDUES

___________________________

Este capítulo está formatado para submissão à revista Food Science and

Technology International

51

Physical chemical, antioxidant and sensory evaluation of cereal bars made with collagen, acerola and grape residues

Marcello F Leite1,2, Maria S Miranda2, Ligia R R de Santana3

1Federal Institute of Education, Science and Technology of Bahia, Porto Seguro, Brazil 2Farmacy College, Federal University of Bahia, Salvador, Brazil 3Life Sciences Department, State University of Bahia, Salvador, Bahia Corresponding author: Marcello F Leite, Federal Institute of Education, Science and Technology of Bahia, BR 367, Km 57.5, Fontana I, Porto Seguro, Bahia, Brazil. CEP 45810-000. Email: marcelloleite@hotmail.com.

ABSTRACT

Nowadays, consumers market claims not only for practical food but also for healthy, functional and sustainable products. Cereal bars have been undervalued by most brands that elaborate them with low quality ingredients. The enrichment of cereal bars with acerola and grape pomace combined with sugar reduction, might attend these demanding consumers. Thereby, this study aimed at the development of cereal bars made with a mixture of collagen and sugars as binding agents and enriched with acerola (CBA) and grape (CBU) pomace flours (2.5%). The bars were submitted to physico-chemical analysis and sensory evaluation. Physico-chemical composition of acerola and grape bars were, respectively: protein, 17.3% and 17.6%; fat, 12.8% and 13.9%; sugars, 34.0% and 34.7%; total dietary fiber, 9.1% and 7.2%; Calcium, 80 and 180 mg/100g; Potassium, 108 and 236 mg/100g; vitamin C, 22 and 6 mg/100g. Total phenolics, 85 and 98 mgGAE/100g; antioxidant capacity, 516 and 616 µM FeSO4/g. Sensory acceptance scores were between “like slightly” and “like very much” and buying intention “definitely would buy”. The bar with acerola pomace presented more fiber and vitamin C contents and better acceptance, while with grape pomace, higher calcium, potassium and total phenolics contents and antioxidant capacity. The physico-chemical and sensory characteristics of the developed products demonstrate high sensorial acceptance and nutritive potential to attend the market demands. Keywords: Vitis vinifera L, Malpighia emarginata , agroindustrial waste, food product. RESUMO O mercado consumidor mais moderno clama não só por produtos de fácil consumo, mas que também sejam mais saudáveis, funcionais e sustentáveis. As barras de cereais têm sido subvalorizadas por grande parte das empresas, que utilizam ingredientes de baixa qualidade na sua elaboração. O enriquecimento deste tipo de produto com bagaço de acerola e uva e a redução dos teores de açúcar pode atender aos consumidores que buscam produtos mais saudáveis e sustentáveis. Este estudo teve como objetivo o desenvolvimento de barras de cereal com uma mistura de colágeno e açúcares como agentes de liga e o enriquecimento (2,5%) com farinha dos bagaços de acerola (CBA) e de uva

52

(CBU). As barras foram submetidas a análises físico-químicas e sensoriais. A composição centesimal das barras de acerola e uva, respectivamente, foi: proteína, 17,3% e 17,6%; lipídeos, 12,8% e 13,9%; açúcares, 34,0% e 34,7%; fibra dietética total, 9,1% e 7,2%; Cálcio, 80 e 180 mg/100 g; Potássio, 108 e 236 mg/100g; vitamina C, 22 e 6 mg/100 g. Fenólicos totais, 85 e 98 mgGAE/100g; capacidade antioxidante (FRAP), 516 e 616 mM FeSO4/g. Os escores para aceitação sensorial foram entre “gostei ligeiramente” e “gostei muito” e a intenção de compra “definitivamente compraria”. A barra com bagaço de acerola apresentou maiores teores de fibra e vitamina C e aceitação sensorial, enquanto a de uva maiores teores de cálcio, potássio, fenólicos totais e capacidade antioxidante. As características físico-químicas e sensoriais do produto desenvolvido demonstram elevada aceitação sensorial e valor nutritivo para atender às atuais demandas de mercado. Palavras-chave: Vitis vinifera L, Malpighia emarginata , resíduos agroindustriais, produto alimentício.

INTRODUCTION

Several actual problems of the present civilization can be explained by our choices

and can be observed in several diseases caused by bad alimentation (Bray and

Papkin, 2014), in unequal food distribution and unnecessary food waste (Kummu

et al., 2012). To enhance food products many choices can be made by individuals

or businessman: reduce sugar (Bray and Papkin, 2014), increase fibers

(Padmashree et al., 2011), increase natural antioxidants (Block et al., 1992) and

many others. Another tendency in the food market nowadays is the use of rapid

meals and snacks served in small and individual portions (Izzo and Niness, 2001).

All these concepts might be observed and applied in cereal bars where most of the

products found in the consumers market have excess of sugar and low quality

ingredients (Pallavi et al., 2013). Moreover, cereal bars have infinite possibilities of

composition and incorporation of functional and healthy ingredients (Silva et al.,

2011), dehydrated pomace and residues from food industries (Ferreira et al.,

2013).

Although cereal bars have multiple possibilities, the ingredients need to

complement each other in order to maintain quality in aspects such as stability,

physical properties, texture, flavor, nutrition, etc. They are made by the mixture of

dry ingredients with binging agents and usually formed in rectangles to be

consumed in individual portions (Estevez et al., 1995). Many researches have

been done in order to enrich cereal bars with functional properties, regional

ingredients and agroindustrial wastes (Dias et al., 2010).

53

For Kummu et al. (2012), reduce food wastes might be one of the most important

goals to achieve food security in the next decades and also effect other resources

such freshwater, cropland, and fertilizers. In the last two decades, researchers

have been discussing the waste generated by the agribusiness and how to reuse

them not only for organic fertilizers and animal nutrition but as ingredients in other

food products (Ferreira et al., 2013). In this segment, the pomace originated from

the production of wine and acerola pulp make a good option to avoid waste and

produce healthy food products (Deng et al., 2011; Delva e Schneider, 2013)

Marques (2013) analyzed flours obtained from acerola pomace and concluded that

they are rich in dietary fiber and minerals, have high emulsion stability and

absorption capacity. He also affirmed that the flour has good potential to be used

as ingredient in meat and bakery products.

In the same direction, Deng et al. (2011) stated that the residue from viticulture is

an excellent candidate for application in food, nutraceutical and medical products

due its high quantities of phenolic compounds, dietary fiber and anthocyanins.

The presence of reactive species of oxygen in our metabolism originates several

of degenerative diseases that may be influenced by endogenous and exogenous

(food, pollution, smoke, etc.) factors (Temple, 2000). But to prevent these

reactions and protect our biological system, our body produces and ingests

antioxidant compounds. These substances are capable to inhibit or prevent the

oxidative stress in our organism and consequently prevent diseases such some

types of cancer and arteriosclerosis (Serafini, 2006).

Many substances might have an antioxidant activity but phenolic compounds have

been cited with highlights by many authors due its high capacity to scavenge free

radicals and chelate metals. More than eight thousand of different phenolic

compounds have been identified and may have different classifications:

anthocyanins, flavonoids, tannins, pnhenolic acids, etc (Balasundram, 2006).

Besides the oxidation prevention, they can contribute with aroma, color, stability

and astringency. Many fruits can be cited as sources of phenolic compounds such

as grapes and acerola (Rockenbach et al., 2011).

Dietary fibers consumption has also been largely associated to health benefits and

prevention of several chronic diseases (arterial hypertension, diabetes,

gastrointestinal disorders, etc.) in the past decades. These components are

mostly found in plant foods such as cereals, legumes, vegetables and tubers

54

(Bernaud and Rodrigues, 2013). They can be classified in four different groups

according to their solubility in water, fermentation capacity and viscosity but either

way, cannot be metabolized and contribute with calories to our body (McRorie and

Fahey, 2013).

In order to decrease the use of sugars in cereal bars a good option is to use

collagen peptides as a binding agent (Furlan e Srebernich, 2009). Collagen is a

protein that comprises tissues, bones and tendons in vertebrate bodies and yet

largely used in meat products due its emulsifying, stabilizing, binding and jellifying

properties (Prestes, 2013). Beyond these properties, several papers have been

claiming diverse health benefits of the consumption of collagen peptides: moisture

and elasticity of skin (Proksch et al., 2013), antiamnesic and antithrombotic

(Dziuba and Darewicz, 2007), osteoarthritis treatment (Mcalindon et al., 2011) and

tendons and bones formation (Tanaka et al., 2009).

Therefore, this paper aimed at the evaluation of physico-chemical and sensory

properties of the incorporation of acerola and wine grape pomace flours in order to

flavorize and enrich cereal bars made with a mixture of dry ingredients and a

mixture of collagen and sugars as binding agents.

MATERIAL AND METHODS

Elaboration of acerola (Malpighia emarginata) pomace flour

To obtain the pomace flour, fresh and ripe acerola fruits were purchased from a

street market of Salvador, Bahia, Brazil. The fruits were blended in Waring

Comercial Blender (Waring Products Co., Connecticut, USA) with 200mL of

filtered water for 30 seconds in maximum speed. The juice was separated and

sifted from the pomace using a sieve of 1mm opening. The pomace containing

peel, seeds and pulp residue was dried in a dehydrating oven, model 400ND

(Nova Etica, São Paulo, Brazil), for 10h at 50ºC and 3m3/s air flow. The dry

pomace was blended for 3 minutes and the resulting powder sieved to remove

remaining unbroken seeds. The acerola pomace flour obtained was packed in

resealable plastic bags and stored free from light and heat.

Elaboration of grape (Vitis vinifera L.) pomace flours

The red grape pomace (Vitis vinifera L. cv Alicante Bouschet) was obtained from

Santa Maria of Boa Vista winery, situated in the San Francisco Valley, semiarid of

Bahia, Brazil. The dry pomace contained peel, seeds and stem, although for this

55

study only the peels where used after manually separation. The peels where

grinded in blender for 2 minutes in maximum speed. The resulting powder was

sieved to homogenize the particles size. The grape pomace flour was also packed

in resealable plastic bags and stored free from light and heat.

Cereal bars preparation

Hydrolyzed collagen from Gelita Brazil Ltda. (Maringá, Brazil), maltodextrin 1920

from Indukern S/A (Barcelona, Spain), glucose syrup from Yoki Alimentos S/A

(São Paulo, Brazil), vegetable fat from Bunge Alimentos S/A, (São Paulo, Brazil),

soybean lecithin from Cargill S/A (Uberlândia, Brazil), whole oat flakes, rice flakes,

raisins, cashew nuts, skinless peanuts, sesame, linseed, and sucrose were

purchased in a local market. Acerola and grape pomace flours were obtained as

previously described.

The formulation of the cereal bar is listed in Table 1. The procedure of its obtaining

consisted of homogenization of collagen and sugars in a stainless steel pan

followed by the addition of water. After homogenization of the mixture, the heating

plate was set to 100ºC. Fatty ingredients (vegetable fat and soybean lecithin) were

added when the mixture reached 95ºC, and then stirred until 84-88°Brix. Rapidly,

the mixture of dry ingredients were added, mixed up, discharged in a rectangular

mold and pressed until texture is uniform. After cooling in room temperature bars

were cut in 3cm2 squares and packed in plastic resealable bags. The samples

were kept in the dark at room temperature until analyses. The cereal bar

containing acerola pomace was designated as CBA and with wine grape pomace

as CBU.

Table 1: Percentages of dry and syrup ingredients used in the production of the cereal bars.

Dry Ingredients (%) Syrup Ingredients (%) Rolled oats 16,5 Sucrose 20,0 Rice flakes 14,0 Hydrolyzed collagen 8,0 Cashew nuts 6,5 Glucose syrup 9,0 Black raisins 4,5 Maltodextrin 3,5 Peanuts 2,0 Vegetable Fat 4,0 Sesame 1,0 Soybean lecithin 0,4 Linseed 0,5 Water 7,6 Pomace flour (Acerola or Grape) 2,5

56

Proximate Composition

Proteins, total fat, total sugars, moisture and ash were determined according to the

methods proposed by IAL (2005), methods 36/IV, 32/IV, 40/IV, 12/IV and 18/IV,

respectively. Dietary fiber was determined according to method 985.29 of AOAC

(1997). Total carbohydrate content was calculated by difference. All analyses were

performed in triplicate and expressed on a dry matter basis.

Minerals

The analysis of calcium (Ca) and potassium (K) were performed in the

spectrometer Bruker S2 Picofox (Bruker AXS Inc., Germany) by the technique of

total reflection X-ray fluorescence (TXRF). Samples (0,2g) where prepared by

digestion for 10hs with HNO3 65% and then diluted to 10mL with a 2% solution of

HNO3. 10 µl of an internal standard solution (Ga, 100 mg/l) were added to a

sample aliquot of 1 ml and homogenized. 5µl of this solution were then applied

onto a quartz glass carrier and carefully dried on a heating plate. Analyses were

performed in triplicate.

Vitamin C

The quantification of vitamin C was performed by the method 364/IV proposed by

IAL (2005). This titulometric method is based on the oxidation of the ascorbic acid

by potassium iodide.

Total phenolics determination

The quantification of total phenolics compounds was done by the Folin-Ciocalteu

method, as described by Swains and Hillis (1959), and is based on the reduction

of its reagent by the phenolics compounds. The reaction produces a blue complex

whose intensity increases linearly in 765nm. The extraction took place in aqueous

and aqueous-methanolic solutions (80:20) in folk tubes with 5g of crushed

57

samples and agitated for 5 minutes in a vortex mixer fallowed by 10 minutes in a

centrifuge - model EEQ-9004B (Astral scientific, Curitiba, Brazil). For

quantification, 2,5mL of the Folin-Ciocalteau solution, 2,0mL of sodium carbonate

solution and 500µL of the sample were mixed and incubated for 30 minutes at

50ºC in water bath. The absorbance measured at 765nm, spectrometer biochrom

libra (Nova Analítica, São Paulo, Brazil), was replaced in the standard curve

previously prepared with gallic acid (GAE) for quantification. All analyses were

performed in triplicate.

Ferric Reducing Antioxidant Power – FRAP determination

For this determination it was used the method described by Rufino et al. (2006).

This method is based on the ability of the antioxidants to reduce the complex

tripyridyltriazine-Fe3+ and form Fe2+, of intense blue coloration and maximum

absorbance at 595nm. A 90µL aliquot of each dilution of the extract was mixed

with 270µL of distilled water and 2,7mL of FRAP reagent in a tube agitator and

maintained for 30 min in water bath at 37°C. The FRAP reagent was used as

blank to calibrate the spectrometer biochrom libra (Nova Analítica, São Paulo,

Brazil). To calculate the antioxidant capacity, a linear equation was made with

1000µM of ferrous sulfate. All analyses were performed in duplicate.

Instrumental color measurement

The color of the cereal bars were measured using a colorimeter Minolta CR400

(Konica Minolta Inc., Tokyo, Japan). Colors are expressed by CIE Lab parameters

that correspond to L* (L* = 0 [black] and L* = 100 [white]), a* (−a* = greenness and

+a* = redness), and b* (−b* = blueness and +b* = yellowness). To compare

different results of color in a unique parameter, the equation below is routinely

used:

58

∆E = [ (∆L*)² + (∆a*)² + (∆b*)² ]0,5

Where ∆L*, ∆a* e ∆b* are the differences of the colors between different samples.

Data reported are the average of nine measurements in geometrical points of the

cereal bar.

Sensory evaluation

Consumer acceptability was carried out with a randomized block of 60 untrained

panelists that evaluated the attributes texture, flavor, appearance, aroma, color

and overall impression and were also asked about sex and age. The panelists

evaluated two codified samples monadically and, between them, a cup of water

was offered to cleanse their palates. The sensory panel was presented in a 9-point

hedonic scale (9=like extremely, 8=like very much, 7=like, 6=like slightly, 5=nor

like nor dislike, 4=dislike slightly, 3=dislike, 2=dislike very much, 1=dislike

extremely) to determine degree of liking the product. Moreover, the panelists were

also questioned about their buying intention of the cereal bars, using a 5-point

hedonic scale (5=definitely would buy, 4=probably would by, 3=might buy might

not buy, 2=probably would not buy, 1= definitely would not buy).

Statistical analysis

Statistical analyses were performed with the program SAS 9.1 (SAS Institute Inc.,

Cary, USA) and used to calculate mean, standard deviation, variance, F test and

Tukey (sensory analyses). Differences were reported at a significance level of

p<0.05.

RESULTS AND DISCUSSION

Physico-chemical analysis

The results for the proximate composition, vitamin C and minerals of the acerola

and grape pomace cereal bars are presented on Table 2.

59

Table 2. Proximate composition, minerals (Ca, K) and vitamin C contents for acerola (CBA) and grape (CBU) pomace cereal bars.

Composition CBA CBU

Ash (g/100g) 1.22a ± 0.04 1.21a ± 0.01

Protein (g/100g) 17.29a ± 0.24 17.56a ± 0.17

Lipid (g/100g) 13.92b ± 0.13 12.80a ± 0.24

Sugars (g/100g) 34.04a ± 1.07 34.69a ± 0.26

Total dietary fiber 9.08a ± 1.18 7.19a ± 0.45

Moisture (g/100g) 13.16a ± 0,05 11.51b ± 0,05

Total Carbohydrate* (g/100g) 46.45 ± 2.83 48.61 ± 1.08

Energy (kcal) 370 390

Calcium (mg/100g) 79.6b ± 4.9 180.3a ± 7.8

Potassium (mg/100g) 107.8b ± 4.2 235.9a ± 3.5

Vitamin C (mg/100g) 21.82a ± 0,08 5.92b ± 0,06

CBA – Acerola pomace cereal bar; CBU – Grape pomace cereal bar Mean±standard deviation. Means with different letters in lines indicate significant difference (p<0.05) by F Test. Data expressed on dry weight basis. *Calculated by difference

Differences in proximate composition of acerola and grape pomace flours did not

imply in many differences (p<0.05) in the composition of CBA and CBU as

observed in Table 2. Only lipid and moisture contents were statistically different.

The low moisture content (<15%) is interesting because it reduces chemical and

microbiological reactions favoring stability during storage. The difference on the

moisture of the cereal bars is due to processing and it is difficult to control because

of the rapid water evaporation that occurs when heating the mixture. The

difference in lipids values can be explained by the fact that only in acerola pomace

flour the seeds were used and according to Marques (2013) they contain nearly

5.5% of lipid content. Even with no significant difference, according to Brazilian

60

legislation (ANVISA, 2012) that requires a minimum of 2.5g of dietary fiber in a

portion of 30g of a cereal bar to be considered as source of fiber, only CBA with

2.72g/30g can be considered as a fiber source food product. Ferreira et al. (2013)

produced fiber source cereal bars with vegetable residue flour and crude fiber

varied among 7.2 and 7.8 g/100g. Comparing to other cereal bars, with protein

content between 6.0 and 6.4% (Khouryie and Aramouni, 2013; Marques, 2013),

the protein content of CBA and CBU are very high and are consequence of the

utilization of collagen as a binding agent.

CBU, with 180 and 236 mg/100g of calcium and potassium, provided nearly twice

of these minerals than CBA, with 80 and 108 mg/100g. A “source of mineral” claim

requires a 15% intake of the daily value reference based on portion of 30g of a

cereal bar (ANVISA, 2012). Thereby, neither CBU nor CBA could be considered

as a calcium or potassium sources. Freitas and Moretti (2006) characterized a

functional cereal bar made with soy protein and wheat germ and found similar

result for calcium (82mg/100g) and higher potassium content (497mg/100g). Sung

et al. (2014) obtained better results, 640 mg/100g of calcium, in an anti obesity

cereal bar containing welsh onion extract (5%).

Vitamin C content was 3.7 times higher for CBA than CBU with 21.8 and 5.9

mg/100g, respectively. Considering a daily reference value of 45mg (ANVISA,

2005), 100g of CBA provides 48% of the vitamin C daily intake. Oliveira et al.

(2013) evaluated a cereal bar made with cashew apple bagasse fiber and found

45.3mg/100g of vitamin C, equivalent to 100% of daily value reference. Moreover,

vitamin C is essential in collagen synthesis by stimulating genes transcription (Carr

et al., 2013) and therefore the combination of vitamin C and collagen in the cereal

bar maximizes its benefits.

61

Color

The color of a food is a key factor of choice and quality assessment by their

customers and the use of acerola and grape pomace flours brought significant

(p<0.05) differences in the color of these cereal bars. Observing the results from

Table 3, it can be concluded that CBA has a tendency to be brighter, redder and

yellower than CBU while CBU has a tendency to be darker, bluer and greener than

CBA.

Table 3. Color results for acerola (CBA) and grape (CBU) pomace cereal bars. L* a* b*

CBA 46.01b ± 3.46 23.40a ± 1.58 7.26a ± 1.00

CBU 51.99a ± 4.48 20.47b ± 1.55 2.50b ± 0.65

Means with different letters in columns indicate significant difference (p<0.05) by F Test. Values are expressed as means±standard deviations. L* designates the lightness of the sample, 100=white and 0=black; a* (ranges from +60 to -60) indicates redness when positive, greenness when negative; b* (ranges from +60 to -60) indicates yellowness when positive, blueness when negative.

The sum of the differences of all three evaluated parameters yields to ∆E and are

equal to 6.91 (CBA) and 5.36 (CBU). Marques (2013) also produced a cereal bar

with acerola pomace flour and the ∆E between the produced bar and CBA was

4.41.

Total phenolics

The results for total phenolics and antioxidant assays are presented on Table 4. In

both cases, the results were higher for the aqueous-methanolic extracts.

CBU presented 14% more total phenols then CBA with 98 mgGAE/100g. Total

phenolics in aqueous and hydro alcoholic extracts from acerola pulp residue

where evaluated by Souza et al. (2011) and they found higher quantities of these

substances, 248 and 278 mg/100g, respectively. Córdova et al. (2012) evaluated

phenolic compounds in cereal bars made with different levels of fermented wheat

62

(Agaricus brasilensis) and found concentrations between 67 and 82 mg GAE/100g

of total phenolics.

Table 4. Total phenolics and antioxidant activity results for acerola (CBA) and grape (CBU) pomace cereal bars.

Total phenolics (mg GAE/100g)

Antioxidant activity - FRAP (µM FeSO4/g)

CBA (Aqueous)*

2.5 ± 0.7 368.9 ± 5.7

CBA (Methanol 80:20)

85.4 ± 3.3 516.6 ± 25.6

CBU (Aqueous)

2.7 ± 0.9 419.6 ± 31.3

CBU (Methanol 80:20)

97.7 ± 4.1 616.4 ± 41.7

*Extractions took place in aqueous and aqueous-methanol (80:20) solutions. Values are expressed as means±standard deviations.

Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP)

Observing data from Table 4, it is possible to correlate results of total phenolics

and antioxidant activity: as the concentration of total phenolics increases, so does

the antioxidant activity. In this case, the highest result was for the methanolic

extract of the grape pomace cereal bar with 616 µM FeSO4/g.

Using this same technique, Guo et al. (2003) determined the antioxidant activity of

the pulp, seeds and peel of 28 fruits commonly consumed in China and found that

seeds and peels had higher FRAP values when compared to the pulp. Henríquez

et al. (2010) evaluated different varieties of apples and also found higher FRAP

values in the peel. The variety “Red delicious” presented higher values: 210 µM

FeSO4/g and 11 mgGAE/100g of total phenolics. For the fresh acerola pulp,

Rufino et al. (2010) obtained a less expressive result, 148 µM FeSO4/g and for

Myrciaria cauliflora extract, 635 µmol FeSO4/g.

63

Sensory evaluation

The sensory evaluation was carried out with 60 panelists, where 72% were female

and 28% male. Panelists were from 18 to 63 years of age (53% ages 19-24, 25%

ages 25-44, 12% ages 45-63).

Table 5. Mean scores assigned by 60 consumers for sensory acceptance of cereal bars with acerola pomace flour (CBA) and wine grape pomace flour (CBU).

Attributes CBA CBU msd (5%)

Flavor 7.9a 7.7b 0.19

Texture 7.2b 7.9a 0.11

Appearance 8.2a 6.1b 0.28

Aroma 7.2a 6,9b 0.15

Color 8.2a 6.0b 0.30

Global Impression 7.9a 7.6b 0.13

Means with different letters in lines indicate significant difference (p<0.05) by Tukey Test. msd: minimun significant difference. Sensory attributes as determined by panelists evaluation (N=60) on a 9-point hedonic scale: 1 – dislike extremely, 5 – neither like nor dislike, 9 – like extremely.

The result for this assessment, showed on Table 5 and Figure 1, reveals that the

majority of the panelists accepted acerola and grape pomace flours in the cereal

bars. The lowest scores given by the panelists was “like slightly” for appearance

and color in CBU samples and might be attributed to the dark blue spots that the

pomace flour brought to the bar. All the other results were between “like” or “really

like” in both products. Comparing the cereal bars, the panelists preferred CBA

rather than CBU in almost all attributes and with a small difference of 0.3 points in

global impression. Texture was the only attribute that the panelists preferred in

CBU cereal bar. Aquino et al. (2010) also tested sensorially the addition of acerola

pomace flour, but in cookies, and differently from this study did not obtain good

results. The cookies with up to 20% of incorporation of acerola pomace flour had

64

all scores varying from “did not like” to “neither like nor dislike” for the attributes

appearance, aroma, flavor, texture and global impression. Klajn and Piovanesa

(2013) evaluated cereal bars with replacement of black raisins (3%) for wine grape

bagasse and, differently from this study, the panelists did not differ the cereal bar

with bagasse in the attribute appearance but differed for flavor, signalizing that the

panelists did not reject the color, but the flavor of the wine grape bagasse.

Beside the consumer acceptability, a buying intention was evaluated with the

panelists. The majority (55%) affirmed that “Definitely would buy” CBA and CBU

and the other share (45%) still had intentions to buy CBA. The only negative result

occurred for CBU where 5% of the panelists affirmed that did not have intentions

to buy the cereal bar. The incorporation of 20% acerola pomace flour in the

cookies made by Aquino et al (2010) caused a major rejection by the panelists

where 44% declared certainly not to buy the product due to the acidity and dark

color. The buying intention of the cereal bar with grape bagasse tested by Klajn

and Piovanesa (2013) did not have good results, reaching up to 46% of rejection

(not buy) and only 27% of approval (would buy).

Figure 1. Sensory evaluation scores of overall impression, flavor, texture, color, aroma and appearance of cereal bars with acerola pomace flour (CBA) and wine grape pomace flour (CBU).

Figure 2. Buying intention of the cereal bars with acerola pomace flour (CB

1

2

3

4

5

6

7

8

9

FLAVOR TEXTURE

0

10

20

30

40

50

60

70

Definetely

would not

buy

65

Sensory evaluation scores of overall impression, flavor, texture, color, aroma and appearance of cereal bars with acerola pomace flour (CBA) and wine grape pomace flour (CBU).

Buying intention of the cereal bars with acerola pomace flour (CBA) and wine grape pomace flour (CBU).

TEXTURE APPEARANCE GLOBAL

IMPRESSION

AROMA

CBA

Definetely

would not

buy

Probably

would not

buy

Might buy,

might not

buy

Probably

would buy

Definetely

would buy

CBA CBU

Sensory evaluation scores of overall impression, flavor, texture, color, aroma and appearance of cereal bars with acerola pomace flour

Buying intention of the cereal bars with acerola A) and wine grape pomace flour (CBU).

COLOR

CBU

66

CONCLUSION

The incorporation of 2.5% of acerola and grape pomace flours provided dietary

fiber, vitamin C, minerals (Ca,K), phenolic compounds and antioxidant activity in a

cereal bar made with a mixture of collagen and sugars as binding agents. Equally

important, the use of these pomaces did not compromise sensorially the product.

Consumer acceptability results indicated that the cereal bars were very well

accepted and the attributes color and appearance of the grape pomace were the

most critical factor according to the panelists. The cereal bar with acerola pomace

may be considered as a fiber source according to Brazilian legislation. The residue

incorporation enabled the production of natural flavored products with enhanced

nutritional and functional characteristics.

Therefore, the use of pomaces of acerola and wine grapes as ingredients is

promising and can be a market claim for customers that demand for healthy and

sustainable products.

REFERENCES

ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária. (2012). Resolução RDC n° 54 de 12 de novembro de 2012. Regulamento técnico sobre informação nutricional complementar. Available at: <bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2012/rdc0054_12_11_2012.html>. (Accessed 01 set 2014) ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária. (2005). Resolução RDC n° 269 de 22 de setembro de 2005. Regulamento técnico sobre a ingestão diária recomendada (IDR) de proteína, vitaminas e minerais. Available at: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/1884970047457811857dd53fbc4c6735/RDC_269_2005.pdf?MOD=AJPERES>. (Accessed 13 out 2014) Aquino ACMS, Moes RS, Leão KMM, Figueiredo AVD and Castro AA. 2010. Physical-chemical and sensory characteristics of cookies formulated with acerola (Malpighia emarginata D.C.) residues flour. Revista Instituto Adolfo Lutz 69(3): 379-86. AOAC (1997). Official methods of analysis, 16th edn. Washington, DC. Association of Official Analytical Chemists.

67

Balasundram N, Sundram K and Samman, S. 2006. Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses. Food Chemistry 99: 191-203. Bernaud FSR and Rodrigues TC. 2013. Dietary fiber – Adequate intake and effects on metabolism health. Brazilian Archives of Endocrinology and Metabolism 57(6):397-405. Block G, Patterson B and Subar A. 1992. Fruit, vegetables, and cancer prevention: A review of the epidemiological evidence. Nutrition and cancer 18(1):1-29. Bray G and Papkin BM. 2014. Dietary Sugar and Body Weight: Have We Reached a Crisis in the Epidemic of Obesity and Diabetes? Diabetes Care 37: 950-956. Carr AC, Bozonet S, Pullar JM, Simcock JW, Vissers MCM. Human skeletal muscle ascorbate is highly responsive to changes in vitamin C intake and plasma concentrations. American Journal of Clinical Nutrition 97: 800–807. Córdova KRV, Dalla Santa HS, Dalla Santa OR, Perez E and Waszczynskyj N. 2012. Antioxidants and beta-glucan in cereal bars with Agaricus brasiliensis. Boletim do Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos 30(2): 209-220. Delva L and Schneider RG. 2013. Antioxidant activity and antimicrobial properties of phenolic extracts from acerola (Malpighia emarginata DC) fruit. International Journal of Food Science and Technology 48:1048–1056. Deng Q, Penner M H and Zhao Y. 2011. Chemical composition of dietary fiber and polyphenols of five different varieties of wine grape pomace skins. Food Research International 44: 2712–2720. Dias JM, Yamamoto LI, Mancuso AMC, Silva MEM. 2010. Cereal bar developed by a popular cooperative in the context of solidary economics. Segurança Alimentar e Nutricional 17(1): 94-103. Dziuba M and Darewicz M. 2007. Food Proteins as Precursors of Bioactive Peptides - Classification into Families. Food Science and Technology International 13:393-404. Estevez AM, Escobar B and Vasquez E. 1995. Cereal and nut bars, nutritional quality and storage stability. Plant Foods for Human Nutrition 47(4): 309-31. Ferreira MSL, Santos MCP, Moro TMA., Basto GJ, Andrade RMS, Gonçalves EC BA. 2013. Formulation and characterization of functional foods based on fruit and vegetable residue flour. Journal of Food Science and Technology:1-9. Published online: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13197-013-1061-4 Freitas DG and Moretti RH. 2006. Characterization and sensorial evaluation of functional cereal bar. Ciência e Tecnologia de alimentos 26(2): 318-324.

68

Furlan CPB and Srebernich SM (2009) Avaliação Sensorial de Barras de Cereais Diet com Adição de Goma Acácia ou com Adição de Colágeno Hidrolisado como Agente Ligante. In: 14th Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas,Campinas, BR, 29-30 september 2009. Campinas: PUC. Available at: <http://www.puc-campinas.edu.br/websist/portal/pesquisa/ic/pic2009/resumos/%7B32077F87-8F5D-4618-84E6-C84AA0938CFB%7D.pdf>. Access in: 7 Jul. 2014. Guo C, Yang J, Wei J, Li Y, Xu J and Jiang Y. 2003. Antioxidant activities of peel, pulp and seed fractions of common fruits as determined by FRAP assay. Nutrition Research, 23(12), 1719-1726. Henríquez C, Almonacid S, Chiffelle I, Valenzuela T, Araya M, Cabezas L and Speisky H. 2010. Determination of antioxidant capacity, total phenolic content and mineral composition of different fruit tissue of five apple cultivars grown in Chile. Chilean journal of agricultural research, 70(4), 523-536. Instituto Adolfo Lutz (IAL). 2005. Physicochemical methods for food analysis, IV Ed, Ministry of Health, Brasilia: ANVISA; 1018p. Izzo M and Niness, K. 2001. Formulating Nutrition Bars with Inulin and Oligofructose. Cereal Foods World 46(3): 102-105. Khouryieh, H. and Aramouni, F. 2013. Effect of flaxseed flour incorporation on the physical properties and consumer acceptability of cereal bars. Food Science and Technology International 19: 549-556. Klajn VM and Piovanesa A. 2013. Elaboration and acceptance of cereal bars with marc grape Current, Agricultural Science and Technology 19: 41-46. Kummu M, Moel H, Porkka M, Siebert S, Varis O and Ward PJ. 2012. Lost food, wasted resources: Global food supply chain losses and their impacts on freshwater, cropland, and fertilizer use, Science of the Total Environment 438:477–489. McAlindon TE, Nuite M, Krishnan N, Ruthazer R, Price LL, Burstein J and Flechsenhar K. 2011. Change in knee osteoarthritis cartilage detected by delayed gadolinium enhanced magnetic resonance imaging following treatment with collagen hydrolysate: a pilot randomized controlled trial. Osteoarthritis and Cartilage 19(4): 399-405. Marques TR (2013). Aproveitamento tecnológico de resíduos de acerola: Farinhas e barras de cereais. Masters thesis, Lavras Federal University, BR. McRorie JW and Fahey GC. 2013. A review of gastrointestinal physiology and the mechanisms underlying the health benefits of dietary fiber: Matching an effective fiber with specific patient needs. Clinical Nursing Studies 1(4), 82-92. URL: http://dx.doi.org/10.5430/cns.v1n4p82.

69

de Oliveira CFP, Malta HL, de Jesus MACL, Cruz RS and Cardoso FDSN. (2013). Desenvolvimento, avaliação sensorial e físico-química de barra de cereal de caju. Revista Brasileira de Tecnologia Agroindustrial 7(1). Padmashree A, Sharma GK, Srihari KA and Bawa AS. 2011. Development of shelf stable protein rich composite cereal bar. Journal of Food Science and Technology 49(3): 335–341. Pallavi BV, Chetana R, Ravi R and Reddy SY. 2013. Moisture sorption curves of fruit and nut cereal bar prepared with sugar and sugar substitutes. Journal of Food Science and Technology. Published online august 2013. DOI 10.1007/s13197-013-1101-0. Prestes RC. 2013. Collagen and Its Derivatives: Characteristics and Applications in Meat Products. Unopar Científica Ciências Biológicas e da Saúde 15(1): 65-74. Proksch E, Segger D, Degwert, J, Schunck M, Zague V and Oesser S. 2013. Oral Supplementation of Specific Collagen Peptides Has Beneficial Effects on Human Skin Physiology: A Double-Blind, Placebo-Controlled Study. Skin Pharmacology and Physiology 27: 47–55. Rockenbach, I. I. ; Rodrigues, E. ; Gonzaga, L. V. ; Caliabri, V. ; Genovese, M. I. ; Gonçalves, A. E. S. S. ; Fett, R. 2011. Phenolic compounds content and antioxidant activity in pomace from selected red grapes (Vitis vinifera L. and Vitis labrusca L.) widely produced in Brazil. Food Chemistry 127: 174–179. Rufino MDSM, Alves RE, de Brito ES, Morais SM, Sampaio CG, Pérez-Jiménez J, Saura-Calixto FD (2006) Scientific Methodology: Determination of Total Antioxidant Activity in Fruits by Iron Reduction Method (FRAP). Report, EMPRAPA-Fortaleza, BR, December. Rufino MDSM, Alves RE, de Brito ES, Pérez-Jiménez J, Saura-Calixto F and Mancini-Filho J. (2010). Bioactive compounds and antioxidant capacities of 18 non-traditional tropical fruits from Brazil. Food chemistry 121(4): 996-1002. Serafini M. 2006. The role of antioxidants in disease prevention. Medicine 34(12): 533-535. Silva FD, Pante CF, Prudêncio SH, Ribeiro AB. 2011. Establishment of a cereal bar with quinoa and its sensorial and nutritional properties. Alimentos e Nutrição Araraquara 22(1):63-69. Sousa MSB, Vieira LM and Lima A. 2011. Total phenolics and in vitro antioxidant capacity of tropical fruit pulp wastes. Brazilian Journal of Food Technology 14(3): 202-210. Sung YY, Kim SH, Kim DS, Park SH, Yoo BW and Kim HK. 2014. Nutritional composition and anti-obesity effects of cereal bar containing Allium fistulosum (welsh onion) extract. Journal of Functional Foods 6: 428-437.

70

Swain T, Hillis WE. 1959. Studies on the phenolic constituents of Victoria plum. Journal of the Science of Food and Agriculture 10: 63-68. Tanaka M, Koyama Y and Nomura Y. 2009. Effects of collagen peptides ingestion on UV-B induced skin damage. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 73(4): 930-932. Temple, N. J. 2000. Antioxidants and disease: More questions than answers. Nutrition Research 20(3):449-459.

71

CONCLUSÕES

A substituição parcial da sacarose por colágeno em concentrações de até

8% da formulação da barra de cereais permitiu a produção de um produto com

menor teor de açúcar, com características de textura e estabilidade similares a

barra controle e com boa aceitação sensorial.

O colágeno possibilitou o aumento do teor de proteínas e a redução dos

açúcares e carboidratos totais. A barra de cereal desenvolvida atendeu aos

padrões microbiológicos da legislação Brasileira.

A incorporação de resíduos de acerola e uva em uma concentração de

2,5% enriqueceu funcionalmente as barras de cereais, que apresentaram teores

de fibras, respectivamente, iguais a 9 e 7 g/100g; proteínas, 17 g/100g; vitamina

C, 22 e 6 mg/100g; cálcio, 80 e 180 mg/100g; potássio, 108 e 236 mg/100g;

fenólicos totais, 85 e 98 mgGAE/100g e atividade antioxidante, 516 e 616 µM

FeSO4/g. A barra de cereal com acerola pode ser considerada como fonte de

fibras e 100g do produto fornecem 48% da IDR para vitamina C de acordo com a

legislação brasileira.

Ambas as barras apresentaram escores “gostei” e “gostei muito” para todos

os atributos avaliados mostrando que os provadores aceitaram a incorporação

dos bagaços de acerola e uva.

Portanto, a utilização de peptídeos de colágeno e bagaço de acerola e uva

em barras de cereais possibilitou a produção de um produto saborizado, saudável

e funcional. Além disso, o reaproveitamento de resíduos agroindustriais pode ser

uma “alegação de mercado” para consumidores que demandam por produtos

saudáveis e sustentáveis.

72

ANEXO A - FIGURAS

Figura 1. Três fases de preparo do bagaço de uva. (a) Folhelho, grainhas e engaço desidratados (b) Folhelho após separação manual (c) Triturado e peneirado.

Figura 2. Bagaço de acerola antes e depois da desidratação.

Figura 3. Preparo da calda com agentes ligantes e bagaço de uva

(a) (b) (c)

73

Figura 4. Barra de cereal em forma retangular e após o corte.