Optimization of Solid-State Fermentation Conditions Using Lactiplantibacillus plantarum to enhance the Nutritional and Functional Properties of Wheat Bran from Rwanda

O farelo de trigo é a casca externa e resistente do grão de trigo, removida durante o processo de moagem para produzir a farinha branca que usamos para pães e doces. Por décadas, este material tem sido tratado como um subproduto de baixo valor, frequentemente destinado à alimentação de gado em vez de humanos. No entanto, escondida em sua textura áspera, encontra-se uma densa coleção de nutrientes: fibras alimentares, proteínas, minerais essenciais como ferro e zinco, e outros compostos que promovem a saúde. O problema é que, em sua forma bruta, o farelo é difícil de manipular; ele absorve água de forma agressiva e carece da textura suave necessária para o consumo humano. Para desbloquear seu potencial, os cientistas recorrem à fermentação, um processo no qual microrganismos quebram estruturas alimentares. Ao utilizar bactérias específicas para fermentar o farelo, os pesquisadores esperam suavizar sua textura e aumentar seu valor nutricional, transformando um resíduo em um ingrediente valioso para o suprimento de alimentos.

Em Ruanda, onde o trigo é tanto cultivado localmente quanto importado, esta questão de como melhor utilizar o farelo de trigo é particularmente relevante. Uma equipe de pesquisadores da INES-Ruhengeri estabeleceu o objetivo de encontrar a receita perfeita para transformar este recurso local. Eles focaram em um tipo específico de bactéria, a Lactiplantibacillus plantarum, conhecida por sua capacidade de prosperar em alimentos de origem vegetal. Os cientistas não apenas adivinharam as melhores condições; em vez disso, trataram o processo de fermentação como um quebra-cabeça complexo com três partes móveis: quanto tempo o farelo ficou em contato com a bactéria, a temperatura do ambiente onde repousou e quanta água foi misturada ao farelo. Eles testaram dezenas de combinações desses três fatores para ver qual produzia o resultado mais nutritivo e funcional.

Os pesquisadores coletaram farelo de trigo de vários mercados em Ruanda, limparam-no e misturaram-no com água para atingir níveis específicos de umidade. Em seguida, adicionaram a bactéria e deixaram a mistura fermentar em recipientes controlados. Alguns lotes foram deixados por um dia, outros por três dias, enquanto a temperatura foi ajustada entre 30 e 40 graus Celsius. Após a conclusão da fermentação, eles secaram as amostras e realizaram uma bateria de testes para medir o que havia mudado. Analisaram a composição nutricional básica, como os níveis de proteína e gordura, verificaram as quantidades de minerais essenciais como ferro, cálcio, magnésio e zinco, e testaram a capacidade do farelo de absorver água e óleo. Essas propriedades funcionais são cruciais porque determinam como o ingrediente se comportaria se um padeiro tentasse utilizá-lo em um pão ou em uma sopa.

Os resultados mostraram que a fermentação funcionou. O processo alterou com sucesso o farelo de maneiras que o tornaram mais útil. As mudanças mais significativas apareceram quando o farelo foi fermentado por períodos mais longos. O conteúdo de proteína aumentou, enquanto o teor de gordura caiu ligeiramente. Mais importante ainda, a capacidade do farelo de reter óleo melhorou drasticamente, aumentando mais da metade em comparação com a versão não fermentada. Os minerais também tiveram um reforço; a quantidade de ferro aumentou quase 30%, e o zinco subiu quase 25%. O farelo também se tornou melhor em absorver água e inchar, o que sugere que ele se misturaria mais facilmente a produtos alimentícios. No entanto, o estudo observou que, embora a quantidade total de minerais medidos tenha aumentado, isso não significa automaticamente que o corpo humano possa absorvê-los melhor, pois isso depende de outros fatores não testados neste experimento específico.

Através de uma análise cuidadosa de todos os dados, os pesquisadores identificaram um conjunto específico de condições que funcionou melhor. Eles descobriram que fermentar o farelo de trigo ruandês por 72 horas a uma temperatura de aproximadamente 38 graus Celsius, com o teor de umidade definido em cerca de 56%, produziu o maior melhoria geral. Quando testaram essa combinação exata em um experimento separado, os resultados corresponderam às suas previsões quase perfeitamente, com apenas pequenas diferenças entre o esperado e o medido. Isso sugere que o método é confiável e reprodutível. O estudo também revelou que o tempo foi o fator mais poderoso; estender a fermentação para 72 horas fez uma diferença maior do que ajustar apenas a temperatura ou os níveis de umidade.

Embora os achados sejam promissores, os pesquisadores são cuidadosos ao apresentá-los como um ponto de partida bem-sucedido, e não como uma solução final para toda a indústria de alimentos. O tempo ideal de 72 horas estava no limite do que eles testaram, o que significa que resultados ainda melhores podem ser possíveis com tempos de fermentação mais longos, embora isso ainda precise ser visto. Além disso, o estudo concentrou-se na quantidade total de nutrientes presentes, não em quão bem o corpo de uma pessoa poderia realmente utilizá-los. Antes que este farelo fermentado possa ser amplamente adotado em produtos alimentícios comerciais, é necessário mais trabalho para verificar seu sabor, quanto tempo permanece fresco e se ele realmente entrega benefícios nutricionais às pessoas. No entanto, este trabalho demonstra que, com o parceiro bacteriano certo e as condições adequadas, um subproduto agrícola comum pode ser transformado em um ingrediente rico em nutrientes com real potencial para o sistema alimentar local.