CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA E MICROBIOLÓGICA DE CERVEJA PRODUZIDA USANDO TENÉBRIO GIGANTE (Zophobas morio)

Capítulo de livro publicado no livro do VIII ENAG E CITAG. Para acessa-lo  clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062046-43

Este trabalho foi escrito por:

Fidelis Franco Felizardo da Silva^*; Juliana Gonçalves Gomes  ; Rogério Silva de Almeida ; Max Suel Alves dos Santos ; Raonne Roberto Veríssimo ; Renaly Kaline Gomes dos Santos; Anderson Ferreira Vilela 

*Fidelis Franco Felizardo da Silva – E-mail: [email protected]

Resumo:

Em 2019, a população mundial era de aproximadamente 7,7 bilhões de pessoas, e estima-se que nos próximos 30 anos chegará a aproximadamente 10 bilhões de habitantes. Estudos mostram que insetos para o consumo humano podem fornecer o dobro ou o triplo da quantidade de proteína em comparação com fontes tradicionais, como carnes bovinas, suína e de frango. A cerveja é uma das bebidas mais antigas do mundo, com baixo teor alcoólico e concorrência acirrada no mercado, que ganhou mais destaque nos últimos anos. Tendo isso em vista o objetivo deste trabalho foi pesquisar os parâmetros físico-químicos e qualidade da cerveja produzida usando inseto como ingrediente e compará-los com a cerveja tradicional. Os insetos (Larva de tenébrio gigante) foram adquiridas da cidade de Juiz de Fora – MG. Foram desenvolvidas três formulações de cervejas do estilo Cream Ale (BJCP, 2021) usando software cervejeiro BeerSmith® (versão 3.2-2021). A metodologia utilizada foi através da caracterização físico-química das cervejas produzidas. Os mostos de cerveja produzida com inseto apresentaram maior teor de minerais, lipídios e tiveram maior intensidade do parâmetro de cor b*, correspondente ao amarelo. Já as cervejas produzidas com inseto apresentaram maior acidez volátil e acidez total, maior concentração de cinzas e menor teor de proteína quando comparada à cerveja tradicional.  A inserção de inseto na formulação da cerveja resultou num aumento dos compostos fenólicos presentes no mosto, mas não na cerveja final, diferente do teor de antioxidantes cuja inserção de insetos causou elevação do seu quantitativo tanto no mosto quanto na cerveja.

Palavras–chave: Entomofagia. Zophobas morio. Cerveja artesanal

Abstract:

In 2019, the world population was approximately 7.7 billion people, and it is estimated that in the next 30 years it will reach approximately 10 billion inhabitants. Studies show that insects for human consumption can provide double or triple the amount of protein compared to traditional sources such as beef, pork and chicken. Beer is one of the oldest drinks in the world, with a low alcohol content and fierce competition in the market, which has gained more prominence in recent years. In view of this, the objective of this work was to research the physicochemical parameters and quality of beer produced using insect as an ingredient and compare them with traditional beer. The insects (Giant mealworm larva) were acquired from the city of Juiz de Fora – MG. Three formulations of Cream Ale style beers (BJCP, 2021) were developed using BeerSmith® brewing software (version 3.2-2021). The methodology used was through the physical-chemical characterization of the beers produced. The beer musts produced with insect had higher content of minerals, lipids and had higher intensity of the color parameter b*, corresponding to yellow. The beers produced with insect had higher volatile acidity and total acidity, higher ash concentration and lower protein content when compared to traditional beer. The insertion of an insect in the beer formulation resulted in an increase in the phenolic compounds present in the wort, but not in the final beer, different from the antioxidant content whose insertion of insects caused an increase in its quantity both in the wort and in the beer.

Keywords: Entomophagy. Zophobas morio. Craft beer.

INTRODUÇÃO

Em 2019, a população mundial era de aproximadamente 7,7 bilhões de pessoas, e estima-se que nos próximos 30 anos chegará a aproximadamente 10 bilhões de habitantes (1). Nesse cenário, espera-se um aumento de 60% na demanda humana por alimentos, o que representa um grande desafio logístico devido às crescentes restrições de recursos, como a disponibilidade de terras agricultáveis e água (2). Dados sobre o iminente crescimento populacional e, consequentemente, a maior necessidade de alimentos, aumento da produtividade e um desenvolvimento muito significativo da agricultura nos próximos anos, mostra a preocupação com as mudanças climáticas decorrentes do desmatamento progressivo, emissões de gases que contribuem para o efeito estufa, consumo de água e possível escassez de recursos naturais (3).

Como resultado, tem havido vários debates sobre possíveis novas fontes alimentares que possam substituir parcialmente as proteínas animais, garantindo a segurança alimentar de forma sustentável. Os insetos, uma fonte promissora de proteína alternativa, são considerados sustentáveis porque, além de seus benefícios nutricionais, têm impactos ecológicos, ambientais e econômicos positivos (4).

Os insetos fazem parte da dieta diária de cerca de 2 bilhões de pessoas em todo o mundo, com mais de 2.000 insetos comestíveis no cardápio (5). No entanto, até 2050, à medida que a população cresce, espera-se que os alimentos derivados de animais se tornem “iguarias de luxo”, ou seja, os alimentos se tornarão mais caros em relação aos valores atuais, então os insetos são propostos como fonte alimentar sustentável no futuro (5).

Estudos mostram que insetos para o consumo humano podem fornecer o dobro ou o triplo da quantidade de proteína (>40%) em comparação com fontes tradicionais, como fontes animais. Além disso, altos teores de vitaminas e minerais são encontrados na composição, como: ferro, fósforo, magnésio, manganês, selênio e zinco, além de fornecer altos teores de fibras e nutrientes, importantes para baixar os níveis de colesterol, diabetes, prevenção de aumento de peso, etc (6).

A cerveja é uma das bebidas mais antigas do mundo, com baixo teor alcoólico e concorrência acirrada no mercado, que ganhou mais destaque nos últimos anos (7). De acordo com Pascari et.al. (8), em termos de matérias-primas, a produção de cerveja, malte, lúpulo, água, levedura e excipientes envolve cinco matérias-primas, cuja qualidade é um fator decisivo nas propriedades sensoriais do produto final.

 Tradicionalmente, o grão maltado mais comum é a cevada, mas outros grãos, como o trigo, também podem ser maltados e usados para fazer cerveja (9). Alternativamente, com base em um ingrediente semelhante à cevada, o trigo é usado como parte dos ingredientes de fabricação de cerveja (10).

 É muito importante para a indústria cervejeira saber como os ingredientes e suas interações afetam a qualidade do produto final (11), pois as características sensoriais inerentes à bebida, como sabor, aroma, aparência e sensação na boca, são percebidas pelos consumidores (12).

Tendo isso em vista o objetivo geral deste trabalho foi pesquisar os parâmetros físico-químicos de tecnologia e qualidade da cerveja e compará-los com a cerveja tradicional. Específicos: Pesquisar os parâmetros físico-químicos cervejeiros de qualidade e tecnologia; avaliar química e microbiologicamente a composição da cerveja produzida; comparar os resultados da cerveja de inseto com cerveja feita de maneira tradicional. Definir os perfis cromatográficos das cervejas de inseto e da cerveja tradicional e compará-los.

MATERIAL E MÉTODOS

Para as formulações das cervejas foram utilizados dois tipos de malte, Pilsen e Pale ale, aveia em flocos, fermento Safale US-05, lúpulo pellet Columbus, pastilhas floculantes whirlfloc, água e açúcar cristal, todos os materiais foram disponibilizados pela Universidade Federal da Paraíba, Campus III, Bananeiras-PB. E os insetos (Larva de tenébrio gigante) foram adquiridas da cidade de Juiz de Fora – MG.

Obtenção da Farinha de inseto

A larva do tenébrio gigante (Zophobas morio) foi adquirida congelada e desidratada de um fornecedor comercial e regular de insetos comestíveis da cidade de Juiz de Fora-MG. Os animais criados em viveiro isolado do ambiente externo são alimentados com ração, frutas e legumes em dieta formulada pelo zootecnista responsável técnico pelo criatório. Os insetos quando atingem o peso ideal passam por um jejum de 24 horas recebendo apenas água para esvaziamento intestinal e depois são abatidos por imersão rápida em água a 90°C. Depois de abatidos são deixados por determinado tempo em solução de água clorada para redução da carga microbiana e depois são congelados ou secos em temperatura de 70°C. Por fim são envasados e embalados em plásticos sob vácuo e acondicionados em caixas escuras.

Os insetos foram triturados com o auxílio de um liquidificador e posteriormente foram peneirados em uma peneira granulométrica 2.00 mm (9 MESH – ABNT 10) no Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento de Bebidas Fermento-destiladas do CCHSA/UFPB do Campus III, Bananeiras-PB.

Obtenção das cervejas

Foram desenvolvidas três formulações de cervejas do estilo Cream Ale (BJCP, 2021) usando software cervejeiro BeerSmith® (versão 3.2-2021). As cervejas foram produzidas no Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento de Bebidas Fermento-destiladas do CCHSA/UFPB do Campus III, Bananeiras-PB, conforme a metodologia proposta por Nascimento e Santos (13).

A primeira formulação é uma cerveja padrão, sem adição de insetos e as outras duas formulações foram adicionadas de 2,5 e 5% de farinha de inseto comestível (larva do tenébrio gigante). Foram produzidos 30 litros de mosto para as cervejas e logo após a filtração, esse mosto foi divido em três partes iguais, ficando 10 litros para cada tipo de cerveja. Ao iniciar a etapa de fervura, a farinha foi adicionada aos mostos separadamente. Os percentuais que foram adicionados de farinha de inseto, foram relativos à massa total de grãos da formulação.

Cinética de Fermentação

As cervejas produzidas foram submetidas a acompanhamento da cinética de fermentação, na qual foram verificados periodicamente os parâmetros de densidade, temperatura e população de leveduras, seguindo a metodologia descrita por Oliveira (14).

Caracterização das cervejas

Assim que obtidos, os mostos e as cervejas foram avaliados quantos aos seus conteúdos de proteínas pelo método micro Kjeldahl clássico (036/IV), açúcares redutores (239/IV), açúcares totais (240/IV) e não redutores (039/IV), cinzas (018/IV) e resíduo seco (218/IV). Essas determinações de constituição físico-química foram realizadas conforme os métodos propostos pelo Instituto Adolfo Lutz (15). A análise de lipídios foi realizada de acordo com a metodologia proposta por Folch (16). Todas essas análises foram realizadas no Laboratório de Análise Físico-química de Alimentos da UFPB-Campus III, Bananeiras-PB.

Atividade antioxidante

As bebidas desenvolvidas foram analisadas quanto o teor de fenólicos totais e atividade antioxidante. Para o teor de fenólicos totais: As amostras foram avaliadas por espectrofotometria seguindo metodologia Folin-Ciocalteau (17); já a atividade antioxidante foi medida pelo método DPPH descrito por Brand-Williams et al. (18) com modificações propostas por Rufino et al. (19) e o método FRAP com metodologia proposta por Pulido et al. (20). Os resultados foram expressos em μM Trolox/100 mL de bebida.

Delineamento experimental e análise estatística

As análises foram realizadas em triplicata, e os resultados apresentados como média ± desvio padrão (DP).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Constituição físico-química

Os resultados para as análises físico-químicas dos mostos e das cervejas estão expressos na Tabela 1.

É possível notar que os valores obtidos para os parâmetros de cinzas, resíduo seco, proteínas e lipídeos nas cervejas foram inferiores aos resultados obtidos para os mostos. Uma explicação para essa ocorrência é a retenção desses compostos nos resíduos da produção cervejeira, como o bagaço de malte e o trub, nesses mesmos dejetos, Mathias, Mello e Servulo (21), relataram que os mesmos perdem cerca de 50% de proteínas.

Houve também uma redução nos teores de açúcares totais para as três cervejas em relação aos três mostos, ocorrendo em média, uma redução de 5% no teor de açúcares nas cervejas. Sousa (22), ao produzir cervejas com diferentes teores alcoólicos, encontrou valores superiores de açúcares totais, entre 3,4 e 5,9%, quando comparados aos desta pesquisa. A autora ressalta que esses valores podem variar ao final da produção da bebida de acordo com a quantidade maltes empregados e demais ingredientes utilizados, acarretando numa maior concentração desses açúcares no produto final. Além disso, essa redução na quantidade desses constituintes se deu pelo fato das leveduras os utilizarem como substrato durante a fermentação, além do mais, esse processo fermentativo influencia diretamente na redução do pH das cervejas e no aumento da acidez das mesmas (23).

Com relação a cor, observa-se que todas as amostras avaliadas possuem tons ligeiramente amarronzados quando se avalia os parâmetros L*, a* e b*. Para Almeida e Belo (24), os processos produtivos empregados para as formulações e a utilização de ingredientes diversos para produzir as cervejas influenciam diretamente na cor, ou seja, o uso dos insumos tradicionais e a utilização do pó de inseto contribuíram para a tonalidade final das cervejas.

Teor de compostos fenólicos e antioxidantes

Os resultados para os teores de compostos fenólicos estão expressos na Tabela 2.

A farinha de Tenébrio gigante apresentou um conteúdo significativo de compostos fenólicos, conforme os dados da Tabela 2. Isso pode estar ligado à presença de peptídeos com atividade antioxidante, conforme o relatado por Matos e Castro (25). Os autores mostram que esses compostos são frações específicas de proteínas e possuem uma sequência de aminoácidos que atuam bioativamente. Ainda, é possível notar que o teor de compostos fenólicos reduziu nas cervejas, quando comparadas aos mostos. Os processos empregados durante a fabricação da cerveja como a fervura do mosto e a estocagem podem influenciar na quantidade de polifenóis no produto final (26).

Com relação ao teor de antioxidantes, observa-se que os valores aumentaram nos três tratamentos de cerveja em comparação aos mostos. Conforme o estudo realizado por Silva, Dias e Klobitz (27), grande parte dos antioxidantes das cervejas são provindos a partir dos ingredientes tradicionais utilizados em suas formulações, sendo o malte de cevada responsável por levar cerca de 80% desses constituintes ao produto final. Além disso, o processo fermentativo contribuiu para que fossem obtidos um maior teor de antioxidantes nas bebidas, Mendonça et al. (28) mencionam que isso vai depender do tipo de levedura utilizada e dos insumos utilizados na formulação da bebida. Para esses autores, conforme os carboidratos de cadeias grandes presentes no malte vão sendo degradados em açúcares mais simples, o teor de antioxidantes vai aumentando.

Estudo microbiológico

Os resultados para o estudo microbiológico estão expressos na Tabela 3.

A farinha do tenébrio gigante apresentou contagens para coliformes, Enterobacteriaceae, Staphylococcus coagulase negativa e para bolores e leveduras. Segundo Oliveira (29), a presença desses microrganismos pode estar relacionada a diversos fatores como a falta de higiene durante a fabricação, armazenamento e conservação da farinha. Além do mais, Raiol et al. (30), afirma que os fatores climáticos do Brasil como temperatura e umidade, contribuem para o crescimento de microrganismos em diversos alimentos. Com relação a legislação, a farinha encontra-se dentro dos padrões estabelecidos, já que a mesma apresentou ausência de Salmonella e E. coli (31). Para os outros contaminantes pesquisados não há nenhum tipo de padronização para as farinhas, porém, é importante frisar que a alta contagem desses microrganismos pode acarretar diversos problemas na saúde humana e qualidade dos alimentos.

Com relação aos mostos e as cervejas, observa-se que houve ausência dos microrganismos estudados, comprovando que essas amostras estão microbiologicamente seguras para o consumo, conforme os limites estabelecidos pela lei (32). Fatores como o pH mais ácido das cervejas (em torno de 4) e o processo de fervura das mesmas contribuíram para que esses microrganismos fossem eliminados do produto final.

CONCLUSÕES

Os mostos de cerveja produzida com inseto apresentaram maior teor de minerais, lipídios e tiveram maior intensidade do parâmetro de cor b*, correspondente ao amarelo. Já as cervejas produzidas com inseto apresentaram maior acidez volátil e acidez total, maior concentração de cinzas e menor teor de proteína quando comparada à cerveja tradicional. Os demais parâmetros avaliados (açúcares, pH, luminosidade (L*) e cor (a*)) não apresentaram alterações em suas medidas pela presença do inseto na composição, seja do mosto, seja da cerveja.

Não se observou uma relação de proporção entre os parâmetros físico-químicos que sofreram alteração pela presença de inseto com a qualidade de inseto adicionada.

A inserção de inseto na formulação da cerveja resultou num aumento dos compostos fenólicos presentes no mosto, mas não na cerveja final, diferente do teor de antioxidantes cuja inserção de insetos causou elevação do seu quantitativo tanto no mosto quanto na cerveja.

As cervejas produzidas mostraram ser seguras do ponto de vista microbiológico.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a UFPB pela infraestrutura que possibilitou essa pesquisa e ao CNPq pela política de incentivo à pesquisa.

REFERÊNCIAS

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