Avaliação de enzimas microbianas para tratamento e adequação de farinhas de trigo em substituição ao uso de oxidantes químicos : efeitos sobre as propriedades reológicas de dois perfis de farinha

Abstract

No presente trabalho, avaliou-se os efeitos individuais e combinados de nove enzimas comerciais sobre as propriedades reológicas de massa das farinhas de trigo, com o objetivo de identificar seus efeitos sinérgicos ou antagônicos e as suas concentrações ótimas, como alternativa para substituição de oxidantes químicos no tratamento de farinhas. α-Amilases de origem fúngica (AMY-F), bacteriana (AMY-B) e maltogênica (AMY-M), xilanases fúngica (XYL-F) e bacteriana (XYL-B), glucose oxidase (GOX), lacase (LAC), lipase (LIP) e transglutaminase (TG) foram testadas em dois tipos de farinha: uma farinha forte padrão (farinha A) e uma farinha fraca comum (farinha B). Inicialmente, as enzimas foram adicionadas individualmente na farinha onde, seus efeitos sobre Falling Number (FN), farinografia e alveografia, foram avaliados variando-se suas concentrações de 25 - 833 U.kg-1, a fim de se identificar as faixas de concentração ideais de cada uma delas. Identificou-se que as α-amilases afetaram principalmente as propriedades farinográficas, reduzindo a capacidade de absorção de água (WA) e tempo de estabilidade (ST) das massas. Para o ajuste de FN, AMY-B (150 U.kg-1) foi mais eficiente que AMY-F (583 U.kg-1) e AMY-M (583 U.kg-1). As xilanases melhoraram o valor de W (10-4 J) e razão P/L, sendo que em todos os testes XYL-B foi mais eficiente do que XYL-F. Na concentração de 25 U.kg-1, GOX e LAC melhoraram o ST, razão P/L e valor de W; no entanto, aumentaram o tempo de desenvolvimento (DT) das massas. LIP (150 U.kg-1) promoveu a melhora no W e DT, enquanto que TG não apresentou efeitos significativos na maioria dos parâmetros avaliados. A partir disso, os efeitos combinados das enzimas foram avaliados através de dois planejamentos experimentais sequenciais. Para farinha A, a combinação enzimática ótima foi AMY-B (166 U.kg-1), AMY-M (133 U.kg-1), XYL-B (150 U.kg-1), GOX (8 U. kg-1) e LIP (150 U.kg-1). Identificou-se um efeito sinérgico entre XYL-B e GOX na melhoria do W e razão P/L. Para a farinha B, a combinação enzimática ótima foi AMY-B (150 U.kg-1), LIP (150 U.kg-1), GOX (100 U.kg-1) e LAC (200 U.kg-1), sendo que GOX e LAC apresentaram um efeito cooperativo, quando usadas em concentrações opostas. As combinações enzimáticas foram mais eficientes do que a azodicarbonamida, cujo efeito, mesmo na concentração máxima (40 ppm) permitida pela legislação, não melhorou os parâmetros reológicos das massas. Foi demonstrado que é possível a substituição de oxidantes químicos por enzimas para o tratamento de farinhas, a fim de melhorar a reologia das massas, mesmo para uma farinha fraca, tornando-a adequada para panificação.

In the present work, it was evaluated the individual and combined effects of nine commercial enzymes on the rheological properties of dough wheat flour, aiming to identify synergistic and antagonist effects between the enzymes and their optimal concentrations as substitutes of chemical oxidants. Fungal (AMY-F), bacterial (AMY-B) and maltogenic (AMY-M) -amylases, fungal (XYL-F) and bacterial (XYL-B) xylanases, glucose oxidase (GOX), laccase (LAC), lipase (LIP) and transglutaminase (TG) were tested in two types of flour: standard strong flour (flour A) and common weak flour (flour B). Initially, Falling Number, farinography and alveography analysis were carried out varying the enzymes concentrations from 25 to 833 U.kg-1, to identify the ideal ranges of each of them to improve the rheological characteristics of dough wheat flour. It was identified that α-amylases affected mainly the farinographic properties, reducing the water absorption (WA) and stability time (ST). AMY-B was the most effective enzyme for setting the FN, requiring 150 U.kg-1, while for AMY-F and AMY-M it was necessary 583 U.kg-1. In all tests, XYL-B was more efficient than XYL-F, but both improved the W (10-4 J) value and P/L ratio. At 25 U.kg-1, GOX and LAC had important improves on the ST, P/L ratio and W value, however increased undesirably the development time (DT). LIP (150 U.kg 1) promoted the improvement in W value and DT, while TG had not significant effects on most of the evaluated parameters. After that, the combined effects of enzymes were evaluated through two sequential experimental designs. For flour A, the optimal combination of enzymes was AMY-B (166 U.kg-1), AMY-M (133 U.kg-1), XYL-B (150 U.kg-1), GOX (8 U.kg-1) and LIP (150 U.kg-1). It was identified a synergistic effect between XYL-B and GOX to improvement of W value (10-4 J) and the P/L ratio. For the flour B, the optimal combination of enzymes was AMY-B (150 U.kg-1), LIP (150 U.kg-1), GOX (100 U.kg-1) and LAC (200 U.kg-1). GOX and LAC presented a cooperative effect, when they were used at opposite concentrations. The enzymes mixtures were compared with chemical oxidant azodicarbonamide, and, even at the maximum concentration (40 ppm) allowed by Brazilian Health Surveillance Agency, the enzyme mixture was more effective. It was demonstrated that it is possible to perform the complete substitution of chemical oxidants by enzymes in order to adequate and improve the rheological parameters of dough wheat flours, even for a weak flour, making it suitable for bakery.