Desenvolvimento de snacks extrudados de feijão associado ou não ao arroz integral: caracterização físico-química, sensorial e efeito na qualidade proteica, perfil bioquímico e saúde intestinal

Abstract

O consumo de feijão tem diminuído nos últimos anos, apesar de seu reconhecido valor nutricional. A incorporação do grão de feijão na forma de snacks prontos para consumo representa uma alternativa viável para estimular sua ingestão, aliando conveniência, sabor e apelo funcional, especialmente em produtos isentos de glúten e com alegações de saudabilidade. O uso de leguminosas e cereais integrais, como o feijão-caupi e o arroz integral parbolizado, se destaca por fornecer proteínas, fibra alimentar e compostos bioativos com potencial de promoção à saúde, podendo ser uma boa alternativa para o desenvolvimento de snacks. Esta dissertação teve como objetivo desenvolver snacks de quatro variedades de feijão e de arroz integral parbolizado e feijão-caupi, caracterizando-os físico-quimicamente e sensorialmente, além de avaliar os efeitos fisiológicos de snacks à base de feijão-caupi e arroz integral parbolizado na qualidade proteica in vitro e in vivo, e no perfil bioquímico e saúde intestinal in vivo. No primeiro estudo, foram elaborados quatro snacks obtidos a partir dos grãos integrais de feijão Phaseolus vulgaris (L.), variedades preto (BB), vermelho (RB) e carioca (CB) e do feijão Vigna unguiculata ,(L.) Walp., feijão-caupi (CW) ou fradinho. As farinhas obtidas por moagem dos snacks foram caracterizadas quanto às propriedades físico-químicas (composição centesimal, minerais, compostos fenólicos totais, taninos condensados, atividade antioxidante, propriedades de pasta, estrutura cristalina do amido, cor, textura, solubilidade e absorção de água, atividade de água e análise instrumental de cores), e quanto à aceitação sensorial. A extrusão promoveu alterações importantes nas propriedades de pasta e hidratação, como a redução da viscosidade final e de outros pontos da curva de viscosidade de pasta, aumento do índice de absorção e solubilidade em água. Os snacks apresentaram diferenças na composição nutricional, sendo que o BB se destacou pelo maior teor de cinzas e minerais como cálcio, potássio e manganês; o RB apresentou maior teor de ferro, compostos fenólicos e capacidade antioxidante; o CB se destacou com maior teor de sódio e o CW apresentou os maiores teores de proteína, carboidrato e zinco. Todos os snacks foram bem aceitos sensorialmente, apresentando boa intenção de compra. No segundo estudo, o feijão-caupi utilizado no primeiro estudo foi escolhido mediante seu maior conteúdo proteico e foi utilizado o genótipo BRS Tumucumaque para produção de snacks, em duas formulações, uma exclusivamente com feijão-caupi BRS Tumucumaque (BS) e a outra que associou o arroz integral parbolizado e o feijão- caupi BRS Tumucumaque (RBS) na proporção de 70% de arroz e 30% de feijão. Ambas as formulações foram avaliadas quanto a qualidade proteica in vitro e em seguida, foram avaliados os efeitos do consumo dos snacks na qualidade proteica, perfil lipídico e saúde intestinal de ratos Wistar jovens. Os animais foram alimentados por 30 dias com dieta padrão (AIN 93-G) associada à farinha dos snacks, e foram divididos em 2 grupos de tratamento, sendo eles: grupo snack de arroz e feijão (RBS) e grupo snack de feijão (BS). Os grupos BS e RBS apresentaram alta digestibilidade proteica in vitro e in vivo e altos índices de qualidade proteica, ainda que inferiores à dieta controle com caseína. Os snacks reduziram triglicerídeos, aumentaram a umidade fecal e número de células caliciformes no cólon. O grupo BS apresentou redução do colesterol total, enquanto o grupo RBS demonstrou redução da glicose e aumento da expressão gênica de PepT1, além de maior produção de ácido acético. Dessa forma, os resultados obtidos demonstram que os snacks desenvolvidos apresentam boas propriedades nutricionais, tecnológicas e sensoriais, e que os snacks de feijão-caupi e arroz integral parbolizado podem contribuir para a promoção da saúde intestinal e melhora do perfil lipídico, sendo promissores para o desenvolvimento de alimentos funcionais inovadores. Palavras-chave: Extrusão termoplástica; Vigna unguiculata (L.) Walp; Phaseolus spp; Oryza Sativa; Escore químico corrigido pela digestibilidade; Ácidos graxos de cadeia curta

Bean consumption has declined in recent years, despite their recognized nutritional value. Incorporating beans into ready-to-eat snacks represents a viable alternative to encourage their consumption, combining convenience, flavor, and functional appeal, especially in gluten-free products with health claims. The use of legumes and whole grains, such as cowpea and parboiled brown rice, stands out for providing protein, dietary fiber, and bioactive compounds with health-promoting potential, and may be a good alternative for developing snacks. This dissertation aimed to develop snacks using four varieties of beans, parboiled brown rice, and cowpea, characterizing them physicochemically and sensorially, and evaluating the physiological effects of cowpea and parboiled brown rice -based snacks on protein quality in vitro and in vivo, and on biochemical profiles and intestinal health in vivo. In the first study, four snacks were prepared from whole grains of Phaseolus vulgaris (L.) beans (black (BB), red (RB), and carioca (CB) varieties) and Vigna unguiculata (L.) Walp., cowpea (CW), or black- eyed pea. The flours obtained by milling the snacks were characterized by their physicochemical properties (proximate composition, minerals, total phenolic compounds, condensed tannins, antioxidant activity, pasting properties, starch crystalline structure, color, texture, water solubility and absorption, water activity, and instrumental color analysis), as well as sensory acceptance. Extrusion promoted significant changes in pasting and hydration properties, such as a reduction in final viscosity and other points on the paste viscosity curve, and an increase in the absorption index and water solubility. The snacks presented differences in nutritional composition, with BB standing out for its higher content of ash and minerals such as calcium, potassium, and manganese; RB presented the highest content of iron, phenolic compounds, and antioxidant capacity; CB stood out with its highest sodium content, and CW presented the highest protein, carbohydrate, and zinc contents. All snacks were well received sensorially, demonstrating good purchase intention. In the second study, the cowpea used in the first study was selected due to its higher protein content, and the BRS Tumucumaque genotype was used to produce snacks in two formulations: one exclusively with BRS Tumucumaque cowpea (BS) and the other combining parboiled brown rice and BRS Tumucumaque cowpea (RBS) in a proportion of 70% rice and 30% beans. Both formulations were evaluated for protein quality in vitro, and then the effects of snack consumption on protein quality, lipid profile, and intestinal health of young Wistar rats were assessed. The animals were fed a standard diet (AIN 93-G) combined with snack flour for 30 days and divided into two treatment groups: rice and bean snack (RBS) and bean snack (BS). The BS and RBS groups showed high protein digestibility in vitro and in vivo and high protein quality indices, although lower than the control diet containing casein. The snacks reduced triglycerides, increased fecal moisture, and increased the number of goblet cells in the colon. The BS group showed a reduction in total cholesterol, while the RBS group showed a reduction in glucose and an increase in PepT1 gene expression, in addition to greater acetic acid production. Therefore, the results obtained demonstrate that the developed snacks have good nutritional, technological, and sensory properties, and that cowpea and parboiled brown rice snacks can contribute to promoting intestinal health and improving the lipid profile, demonstrating promise for the development of innovative functional foods. Keywords: Thermoplastic extrusion; Vigna unguiculata (L.) Walp; Phaseolus spp; Oryza Sativa; Chemical score corrected for digestibility; Short-chain fatty acids