Pseudocereais como ingredientes de formulações destinadas a uma alimentação especial

Tese de Doutoramento em Nutrição Clínica, apresentada à Faculdade de Ciências da Nutrição e Alimentação da Universidade do Porto, 2016

Coorientador Isabel Castanheira - Departamento Alimentação e Nutrição do Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge.

O uso de compostos de origem natural no fabrico alimentos destinados a uma alimentação destinada a fins medicinais específicos, otimizando ao máximo as propriedades nutricionais dos alimentos pode constituir uma forma de aumentar a acessibilidade e a palatabilidade destas fórmulas. Neste sentido, os pseudocereais como a quinoa, o amaranto e o trigo-sarraceno, pelo seu valor nutricional e ausência de glúten, são ingredientes a considerar. O principal objetivo desta tese foi avaliar o efeito da maltagem e da confeção (cozedura e cozedura a vapor) no valor nutricional e na bioacessibilidade de nutrientes dos pseudocereais amaranto, quinoa e trigo-sarraceno, com vista à incorporação destes ingredientes em produtos alimentares destinados a fins alimentares específicos. Como termo de comparação foi avaliado o efeito da cozedura no valor nutricional na bioacessibilidade de nutrientes do arroz branco polido (agulha e carolino). Avaliou-se ainda a evolução dos teores em acrilamida na quinoa quando sujeita ao processo de torragem com vista ao desenvolvimento de aromas potencialmente mais apreciados pelos consumidores; e o efeito da granulometria de farinhas de quinoa crua na bioacessibilidade dos seus nutrientes foi também avaliado. Para tal, após um processo de amostragem seletivo das diferentes amostras de arroz e pseudocereais, foram realizados diferentes processamentos culinários e de maltagem. As amostras cruas e sujeitas a processamento foram avaliadas nutricionalmente através da determinação de macronutrientes, aminoácidos, folatos, minerais, oligoelementos e elementos traço e quanto à presença de contaminantes. A retenção dos nutrientes foi maior no amaranto cozido e maltado para os aminoácidos e folatos, respetivamente. Para quinoa foi a cozedura que induziu menores perdas nutricionais, com exceção do aminoácido cisteína e dos folatos. Para o trigo-sarraceno foi a maltagem o processo que produziu menores perdas de aminoácidos e folatos, induzindo, no entanto, maiores perdas de minerais e oligoelementos. Os pseudocereais constituem uma importante reserva de aminoácidos, com PDCAAS próximos de 1,00 e significativamente mais elevados que o arroz polido. Os PDCAAS das proteínas puderam ser ordenados de forma decrescente da seguinte forma: quinoa > trigo sarraceno > amaranto > arroz. Observou-se contudo um decréscimo da qualidade proteica durante a confeção relativamente ao alimento cru. A maltagem preservou a qualidade proteica dos pseudocereais. Os pseudocereais, com destaque para a quinoa, constituem uma fonte importante de folatos altamente bioacessíveis. Nas sementes de amaranto, os valores de ferro, cálcio, potássio e magnésio são geralmente mais elevados do que os encontrados noutros grãos sendo que o seu uso como ingrediente na elaboração de formulações pode ajudará a melhorar o perfil mineral destes produtos. A fibra dietética é outra componente de relevância fisiológica encontrada em quantidades abundantes nas sementes dos pseudocereais. Verificou-se ainda que durante a torragem da quinoa ocorre a síntese de acrilamida atingindo altos teores indesejáveis No que diz respeito à bioacessibilidade no amaranto foi a cozedura tradicional que induz o maior aumento da bioacessibilidade para todos os nutrientes estudados. Na quinoa foi a maltagem que produz esse efeito em maior percentagem. No trigo-sarraceno, a cozedura, quer tradicional quer a vapor são as formas de processamento mais eficazes para aumentar a bioacessibilidade das proteínas, folatos e minerais. De acordo com os resultados obtidos os pseudocereais constituem uma fonte de muitos aminoácidos, folatos e minerais altamente bioacessíveis, contendo teores substancialmente mais elevados do que o arroz. Verificou-se ainda que uma menor granulometria das farinhas de quinoa aumentou significativamente a bioacessibilidade dos seus nutrientes. O elevado valor e bioacessibilidade dos nutrientes dos pseudocereais, em especial após os processamentos, fazem com que estes produtos representem uma importante opção como ingredientes integrados em produtos dietéticos destinados a fins medicinais específicos, incluindo as fórmulas entéricas ricas em fibra e produtos isentos de glúten.

The use of naturally occurring compounds in the manufacture of medical foods, by optimizing the nutritional properties of food, can be a way to increase the accessibility and palatability of these formulas. The use of pseudocereals such as quinoa, amaranth, buckwheat and rice may be, for their nutritional value, and gluten free properties, a valid alternative. The main objective of this thesis was to evaluate the effect of malting and confection (boiling and steaming) on the nutritional value and bioaccessibility of nutrients from pseudocereals amaranth, quinoa and buckwheat, in order to incorporating these ingredients in foods for specific dietary purposes. For comparative purposes, the effects of cooking on the nutritional value in the bioaccessibility in nutrients of polished white rice (Indica and Japonica) were also evaluated. Levels of acrylamide in the quinoa when subjected to roasting process, for the development of potentially more appreciated aromas; and the effect of particle size of raw quinoa flour in the bioaccessibility of nutrients was also evaluated. After a selective sampling plan of samples, rice and pseudocereals were submitted to various culinary and malting processes. The raw and processed samples were nutritionally evaluated through the determination of macronutrients, amino acids, folates, minerals and trace elements as also for the presence of contaminants. The nutrient retention was higher in baked amaranth and malted for amino acids and folate, respectively. For quinoa, is the cooking method that induced lower nutrient losses, with the exception of cysteine and folates. For buckwheat was malting process that produced the lowest losses of amino acids and folates, inducing, however, greater losses of minerals and trace elements. The pseudocereals constitute an important reserve of amino acids, with PDCAAS close to 1.00 and significantly higher than the polished rice. The PDCAAS of proteins could be sorted in descending order as follows: quinoa> buckwheat> Amaranth> rice. There was however a decrease in protein quality during quilting relative to the raw food. The malting preserved the protein quality of pseudocereals. The pseudocereals, especially quinoa are an important source of highly bioacessible folates. In amaranth seeds, iron values, calcium, potassium and magnesium are generally higher than those found in other grains and their use as an ingredient in the preparation of formulations can help improve the mineral profile of these products. Dietary fiber is another physiological relevance component found in abundant quantities in the seeds of pseudocereals. It was also found that during the roasting of quinoa occurs acrylamide synthesis reaching undesirable high levels. Regarding the bioaccessibility in amaranth was the traditional cooking that induces a greater increase in bioaccessibility for all nutrients studied. On the malting was quinoa which produces this effect at higher percentage. In buckwheat, cooking, both using traditional and steam are the most effective ways to increase processing bioaccessibility of proteins, folates and minerals. According to the results obtained pseudocereals are a source of many amino acids, folates and highly bioaccessible minerals containing substantially higher levels than rice. It was also found that a smaller particle size of the quinoa flour significantly increased their bioaccessibility of nutrients. The high value and bioaccessibility of nutrients from pseudocereals, especially after processing, make these products an important option as ingredients in dietary products for special medical purposes, including enteral formulas fiber containing and gluten-free products.

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