Starch modification by tea polyphenols under ultrasonic power control: Digestive behavior and physicochemical characteristics

Todos os dias, bilhões de pessoas dependem do amido para obter energia. É o carboidrato primário na dieta humana, encontrado em tudo, desde batatas e arroz até inhames e trigo. Quando comemos amido, nossos corpos o decompõem em glicose, que alimenta nossas células. No entanto, nem todo amido é decomposto na mesma velocidade. Alguns tipos se dissolvem rapidamente, causando um pico rápido no açúcar no sangue após uma refeição, enquanto outros se decompõem lentamente ou não se decompõem, proporcionando uma liberação de energia mais constante. Para muitas pessoas, especialmente aquelas que gerenciam condições como o diabetes tipo 2, a velocidade com que o amido se transforma em açúcar é um fator crítico para sua saúde. Cientistas há muito buscam maneiras de alterar a estrutura do amido para retardar esse processo, esperando criar alimentos que mantenham os níveis de açúcar no sangue estáveis sem sacrificar o sabor ou a textura. Uma via promissora envolve o emparelhamento do amido com compostos vegetais naturais chamados polifenóis, que são abundantes no chá e conhecidos por seus benefícios à saúde. O desafio tem sido encontrar uma maneira de unir esses dois ingredientes de forma suficientemente forte para mudar como o corpo os digere, usando métodos que sejam seguros, eficientes e escaláveis para a produção de alimentos.

Em um estudo recente, pesquisadores da Universidade Agrícola de Henan exploraram uma técnica específica para resolver este problema: usar ondas sonoras para forçar os polifenóis do chá a se ligarem ao amido de inhame. O amido de inhame, derivado do inhame Tiegun, é um ingrediente nutritivo, mas frequentemente subutilizado, que pode ser difícil de processar. Os pesquisadores queriam ver se poderiam usar o ultrassom, uma tecnologia que utiliza ondas sonoras de alta frequência para criar forças físicas intensas, para ajudar o amido e os compostos do chá a se travarem. Eles prepararam uma mistura de amido de inhame e polifenóis de chá e submeteram a mistura a um tratamento de ultrassom em cinco níveis de potência diferentes, variando de 96 watts suaves até 480 watts muito fortes. O objetivo era encontrar o "ponto ideal" onde as ondas sonoras fossem fortes o suficiente para rearranjar as moléculas de amido e aprisionar os compostos de chá em seu interior, mas não tão fortes que destruíssem a estrutura que estavam tentando construir.

Os resultados mostraram que a potência das ondas sonoras fez uma diferença dramática. Quando a mistura era tratada sem nenhum ultrassom, muito pouco do polifenol do chá realmente se ligava ao amido. No entanto, conforme os pesquisadores aumentavam a potência, a quantidade de compostos de chá que se fixavam com sucesso ao amido subia acentuadamente, atingindo o pico em uma configuração específica de 288 watts. Nesse nível ideal, a ligação era quase vinte vezes mais eficaz do que sem o tratamento sonoro. Se eles aumentassem a potência ainda mais, para 384 ou 480 watts, a eficiência da ligação caía novamente. Parecia que as ondas sonoras estavam agindo como uma ferramenta de precisão: na intensidade certa, elas abriam as granulações de amido apenas o suficiente para deixar os compostos de chá entrarem e rearranjavam as moléculas de amido em uma nova forma, mais apertada. Mas se o som fosse muito alto, ele rasgava a estrutura, desfazendo as próprias conexões que os pesquisadores tentavam formar.

Observar de perto o amido modificado sob um microscópio revelou exatamente o que estava acontecendo. As granulações originais de amido de inhame eram lisas e uniformes, mas após o tratamento por ultrassom, pareciam pedaços irregulares e fragmentados com muitos pequenos buracos e poros. Essa superfície porosa e rugosa era crucial porque permitia que as moléculas de polifenol do chá se inserissem profundamente dentro da matriz de amido, em vez de apenas ficarem na superfície. Os pesquisadores confirmaram que essa nova estrutura era um tipo específico de arranjo molecular conhecido como complexo de inclusão do tipo V, onde as cadeias de amido envolvem as moléculas de chá como uma escada em espiral. Esta estrutura era mais perfeita e ordenada nas amostras tratadas a 288 watts, que também mostraram o nível mais alto de cristalinidade, significando que as moléculas estavam compactadas juntas em um padrão muito estável e rígido.

Essa mudança estrutural teve um efeito profundo em como o corpo digeriria o alimento. Quando os pesquisadores testaram o amido modificado em um ambiente digestivo simulado, descobriram que a versão tratada a 288 watts era significativamente mais difícil de decompor. A quantidade de amido que era rapidamente convertida em açúcar caiu, enquanto a quantidade de amido resistente — material que passa pelo sistema digestivo sem ser absorvido — aumentou substancialmente. Consequentemente, o índice glicêmico estimado, uma medida de quanto um alimento eleva o açúcar no sangue, caiu para um nível baixo. O estudo também rastreou como os compostos de chá eram liberados durante a digestão. Eles descobriram que o chá era liberado de forma lenta e constante ao longo do tempo, em vez de tudo de uma vez. Crucialmente, os pesquisadores mediram a atividade das próprias enzimas digestivas e descobriram que os compostos de chá não impediam o funcionamento das enzimas. Em vez disso, a digestão lenta era causada pela própria estrutura física do amido; o arranjo apertado e poroso simplesmente dificultava que as enzimas alcançassem as moléculas de amido para decompô-las.

O estudo também examinou como o amido modificado se comportava com calor e água. As amostras tratadas na configuração ideal de 288 watts mostraram melhor estabilidade quando aquecidas, o que significa que podiam suportar temperaturas mais altas antes de se decomporem, um traço desejável para o cozimento e processamento. Elas também retiveram a água de forma diferente do amido bruto, formando uma rede mais densa que resistia ao inchamento e à dissolução rápida. Essas mudanças físicas sugerem que o amido modificado poderia ser usado em uma variedade de produtos alimentícios sem perder sua textura ou estabilidade. Os pesquisadores concluíram que o uso de ultrassom em um nível de potência moderado e específico é uma maneira eficaz e eficiente de criar um novo tipo de ingrediente alimentar funcional. Ao aprisionar fisicamente os polifenóis do chá dentro do amido de inhame, eles criaram um material que digere lentamente, mantém os níveis de açúcar no sangue mais estáveis e retém as propriedades benéficas tanto do amido quanto do chá, oferecendo uma ferramenta potencial para o desenvolvimento de alimentos mais saudáveis para pessoas preocupadas com seus níveis de açúcar no sangue.