UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Tese
Efeitos da secagem e da incidência de defeitos na qualidade de grãos de
milho, e do processamento na qualidade de grãos de milho pipoca
Ricardo Tadeu Paraginski
Pelotas, 2014
1
Ricardo Tadeu Paraginski
Efeitos da secagem e da incidência de defeitos na qualidade de grãos de
milho, e do processamento na qualidade de grãos de milho pipoca
Tese apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Ciência e
Tecnologia
de
Universidade
Alimentos
da
Federal
de
Pelotas, como requisito parcial
para
obtenção
do
título
de
Doutor em Ciência e Tecnologia
de Alimentos.
Orientador: Prof. Dr. Moacir Cardoso Elias
Coorientadores: Prof. Dr. Maurício de Oliveira
Prof. Dr. Alvaro Renato Guerra Dias
Pelotas, 2014
2
Universidade Federal de Pelotas / Sistema de Bibliotecas
Catalogação na Publicação
P221e Paraginski, Ricardo Tadeu
ParEfeitos da secagem e da incidência de defeitos na
qualidade de grãos de milho, e do processamento na
qualidade de grãos de milho pipoca / Ricardo Tadeu
Paraginski ; Moacir Cardoso Elias, orientador ; Maurício de
Oliveira, Alvaro Renato Guerra Dias, coorientadores. —
Pelotas, 2014.
Par161 f. : il.
ParTese (Doutorado) — Programa de Pós-Graduação em
Ciência e Tecnologia de Alimentos, Faculdade de
Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas,
2014.
Par1. Amido. 2. Armazenamento. 3. Defeitos. 4. Milho
pipoca. 5. Secagem. I. Elias, Moacir Cardoso, orient. II.
Oliveira, Maurício de, coorient. III. Dias, Alvaro Renato
Guerra, coorient. IV. Título.
CDD : 633.15
Elaborada por Gabriela Machado Lopes CRB: 10/1842
Banca examinadora:
Prof. Dra. Elessandra da Rosa Zavareze (UFPEL - FAEM)
Prof. Dr. Fabrizio da Fonseca Barbosa (UFPEL - CCQFA)
Prof. Dr. Jorge Adolfo Silva (UFPEL – FAEM)
Prof. Dr. Manoel Luiz Brener de Morais (UFPEL - FAEM)
Prof. Dr. Moacir Cardoso Elias (UFPEL - FAEM)
3
Aos meus pais, Jorge e Cleusa,
e a meu Tio Elmar dedico.
4
Agradecimentos
A Deus, por me guiar e proteger durante toda minha vida e pelas
oportunidades colocadas em meu caminho ao longo desse período.
A meus pais Jorge e Cleusa, pessoas admiráveis, pais amorosos,
carinhosos e dedicados, por todo o amor, carinho e apoio que me deram ao
longo de todos esses anos longe de casa, e apesar das situações vivenciadas,
sempre continuam me dando força para continuar estudando.
Ao meu tio Elmar Paraginski, que apesar das dificuldades nestes anos
que estive fora de Santo Augusto sempre demonstrou um carinho enorme, e
após os últimos acontecimentos, aumenta minha admiração e respeito por ele.
Ao professor e orientador Dr. Moacir Cardoso Elias, pelo apoio e
oportunidades de crescimento pessoal e profissional ao longo desses anos no
Laboratório de Grãos, serei eternamente grato pelos ensinamentos pessoais e
profissionais proporcionados.
Ao coorientador e amigo Professor Dr. Maurício de Oliveira, pelos
ensinamentos proporcionados ao longo desses anos de trabalho junto, um
exemplo de dedicação e comprometimento, e acima de tudo pela amizade
construída nesse período.
Ao colega de pós-graduação e amigo, doutorando Eng. Agrônomo
Nathan
Levien
Vanier,
pela
oportunidade
de
trabalhar
junto,
pelos
ensinamentos proporcionados ao longo desses anos.
A colega de mestrado, Engenheira de Alimentos Rosana Colussi, pela
amizade e pelo apoio na realização das análises. Obrigado por tudo.
Aos professores do DCTA, Alvaro Renato Guerra Dias, Cesar Valmor
Rombaldi, Elessandra da Rosa Zavareze, Fábio Clasen Chaves, Leonardo
Nora e Manoel Artigas Schirmer pelas contribuições ao longo de período de
mestrado no programa.
Aos colegas do Laboratório de Grãos, em especial aos colegas de
mestrado e doutorado Aline Pereira, Bruna Klein, Bruna Arns, Barbara Biduski,
Claudia Camargo, Cristiano Dietrich Ferreira, Daniel Rutz, David Bandeira da
Cruz, Diego Batista Zeni, Félix Hasing, Flávia Fernandes Paiva, Jarine Amaral
5
do Evangelho, Joana Maria Leite de Souza, Jorge Tiago Schwanz Göebel,
Josiane Bartz, Luciane Piettro, Nelisa Lamas, Rafael de Almeida Schiavon,
Shanise Lisie Mello El Halal, Valmor Ziegler, Vânia Zanella Pinto, Wagner
Schellin Vieira da Silva, Wilner Peres, muito obrigado pelo apoio e a amizade.
Aos estagiários do Laboratório pela amizade e auxílio nas análises, em
especial aos bolsistas de iniciação científica André Talhamento, Bruno Artur
Rockenbach, Ismael Aldrighi Bertinetti, Felipe Borges, Franciene Almeida
Villanova, Jean Ávila Schwartz, Karina Medeiros Madruga, Márcio Peter,
Rodrigo Fernandes dos Santos, Veridiana Zanetti.
Aos colegas do DCTA, Aline Tiecher, André Martins, Fábio José Mattei,
Gustavo Zimmer, Juliele Dambros, Isadora Rubin, Maurício Seifert, Michele
Crizel, Josiane Rutz, Roseane D’Avila, Tanize dos Santos Acunha, pelo apoio e
pela amizade.
Aos colegas da ATA 2011/1 que apesar da distância, a amizade
continua acima de tudo, em especial aos colegas Alexandre da Silva, Cristiano
Portz, Márcio Renato Nunes, Marcos Ernani Prezotto, Pablo Rostirolla, Paulo
Benedetti, Renato Lopes Crizel, Vinicius Guilherme Kiesow Macedo e Wildon
Panziera.
Aos moradores da República Belarmino, Pablo Ricardo Belarmino
Cadore, Michele Moura e Candida Belarmino Busatto, pelo convívio e pela
amizade.
À Universidade Federal de Pelotas, Faculdade de Agronomia “Eliseu
Maciel”, Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, Programa de
Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, à Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e ao Polo de Inovação
Tecnológica em Alimentos da Região Sul, muito obrigado.
6
“Com talento ganhamos partidas; com trabalho em
equipe e inteligência ganhamos campeonatos”.
(MICHAEL JORDAN)
7
Resumo
PARAGINSKI, Ricardo Tadeu. Efeitos da secagem e da incidência de
defeitos na qualidade de grãos de milho, e do processamento na
qualidade de grãos de milho pipoca. 2014, 161f. Tese (Doutorado) –
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos.
Universidade Federal de Pelotas.
O Brasil é o terceiro maior produtor mundial de milho, cujos grãos apresentam
elevado valor comercial, seja para alimentação animal, consumo humano ou
uso industrial, destacando-se entre essas formas de consumo, os grãos de
milho pipoca. A qualidade do produto para consumo está relacionada com as
etapas de pós-colheita que ocorrem com os grãos, dentre eles, secagem,
armazenamento, industrialização e processamento. Assim, considerando a
importância dos grãos de milho, e estudos prévios realizados, o trabalho foi
dividido em quatro estudos objetivando: 1) avaliar os efeitos da temperatura de
secagem na qualidade tecnológica e parâmetros viscoamilográficos e térmicos
de grãos de milho; 2) avaliar os efeitos dos diferentes defeitos presentes em
grãos de milho na qualidade da farinha e do amido isolado; 3) avaliar o efeito
do processamento em micro-ondas com e sem a presença de óleo durante o
processo de expansão de grãos de milho pipoca nas propriedades do amido ao
longo do processo de expansão; 4) avaliar os efeitos da cor do pericarpo e da
forma de processamento na qualidade sensorial, tecnológica e nutricional de
grãos de milho pipoca com pericarpo vermelho, branco e amarelo. Os
resultados indicaram que: 1) temperaturas de secagem superiores a 80°C
afetam a qualidade dos grãos, reduzindo a qualidade fisiológica,
viscoamilográfica, térmica e a solubilidade das proteínas, reduzindo a
qualidade industrial dos grãos; 2) a presença de defeitos nos grãos de milho
afeta a qualidade da farinha e do amido isolado, reduzindo a qualidade
colorimétrica, viscoamilográfica e térmica, principalmente nos grãos ardidos e
germinados; 3) o aumento do tempo de expansão de grãos de milho pipoca
altera as propriedades do amido, sendo intensificado com a presença de óleo
durante o processo, provocando redução da viscosidade de quebra, pico de
viscosidade, viscosidade final, e redução das temperatura de pico, da entalpia
e da cristalinidade do amido, indicando que alterações ocorrem na estrutura
granular do amido durante o processo de expansão; 4) a cor do pericarpo e a
forma de processamento afetam a qualidade dos grãos de milho pipoca após a
expansão, principalmente os parâmetros de qualidade sensorial e nutricional.
Palavras-chave: Amido, Armazenamento, Milho-Pipoca, Secagem, Defeitos
Abstract
PARAGINSKI, Ricardo Tadeu. Effects of drying and incidence of defects in
the quality of grains of corn, and processing in grain quality of popcorns.
2014. 161f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e
Tecnologia de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas.
Brazil is the world's third largest producer of maize, the grains have a high
commercial value, either for animal feed, human consumption or industrial use,
especially between these forms of consumption, the grains of popcorn. The
quality of the product for consumption is related to post-harvest stages that
occur with the beans, among them, drying, storage, processing and
industrialization. Thus, considering the importance of corn, and previous
studies, the work was divided into four studies aiming to: 1) evaluate the effects
of drying temperature on quality and technological viscoamilográficos and
thermal parameters of corn kernels; 2) evaluate the effects of different defects
present on the grain quality of flour and isolated starch; 3) evaluate the effect of
microwave processing with or without the presence of oil during the process of
expanding popcorn grains on the properties of the starch during the expansion
process; 4) evaluate the effects of the pericarp color and shape processing
technology in sensory quality and nutritional grain popcorn with red pericarp,
white and yellow. The results indicated that: 1) the drying temperatures above
80°C affects the quality of the grains, reducing physiological conditions pasta,
thermal and solubility of proteins, reducing the quality of industrial grain; 2) the
presence of defects in the grains of corn affects the quality of flour and isolated
starch, reducing colorimetric, pasta and thermal quality, especially in burned
and sprouted grains; 3) increasing the expansion time of grains of popcorn
alters the properties of the starch being enhanced by the presence of oil during
the process, causing the reduction of viscosity break, peak viscosity, final
viscosity, and reduction of peak temperature , and the enthalpy of the starch
crystallinity, indicating that changes occur in the granular structure of the starch
during the expansion process; 4) the color of the pericarp and the form of
processing affect the grain quality of popcorn after the expansion, mainly the
parameters of sensory and nutritional quality.
Keywords: Drying, Storage, Starch, Popcorn, Defects
9
Lista de figuras
Figura 1
Evolução da produção de milho e da área cultivada no
Brasil de 1989 a 2011. FONTE: Adaptado de dados da
CONAB (2012) ....................................................................
24
Figura 2
Anatomia da estrutura dos grãos de milho .........................
26
Figura 3
Estrutura
dos
grânulos
de
amido
extraídos
do
endosperma vítreo (A) e endosperma farináceo (B) de
grãos de milho. FONTE: Delcour & Hoseney (2010) ..........
Figura 4
Estrutura do β-caroteno, carotenoide com maior atividade
pró-vitamínica .....................................................................
Figura 5
27
28
A) Estrutura da amilose [polímero linear composto por
unidade de D-glicose unidas em ligações α-(1-4)]. B)
Estrutura da amilopectina [polímero ramificado composto
por unidades de D-glicose unidas em ligações α-(1-4) e α(1-6)]. FONTE: Adaptado de Lajolo e Menezes (2006) ......
Figura 6
36
A) Classificação das cadeias da amilopectina em cadeias
tipos A, B e C; B) Estrutura da amilopectina formando as
regiões amorfas e cristalinas no grânulo de amido; C)
Modelo da estrutura interna do grânulo de amido com a
visualização dos anéis de crescimento e centro ou hilum.
FONTE: Adaptado de Parker & Ring (2001) ......................
Figura 7
39
Difratogramas de raio -X de diferentes amidos. (A) referese ao padrão tipo A de amidos de cereais, (B) tipo B de
amidos de tubérculos, (C) tipo C de amidos de
leguminosas, e (V) tipo V de amilose complexada.
FONTE: Liu (2005) adaptado de Zobel (1988) ...................
Figura 8
40
Esquema de uma curva típica de comportamento de pasta
obtido de um Rapid Visco Analyzer (RVA). FONTE:
adaptado de Kaur et al. (2009) ...........................................
Figura 9
45
Curvas de secagem dos grãos de milho, com umidade de
27%, secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e
120°C ..................................................................................
10
54
Figura 10
Parâmetros
viscoamilográficos
dos grãos
de
milho
secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C ......
Figura 11
Propriedades térmicas dos grãos de milho secados nas
temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C ...........................
Figura 12
64
65
Amostras de grãos separadas para extração de amido:
sem defeitos (1), quebrados (2), fermentados (3), ardidos
(4), mofados (5), germinados (6), carunchados (7),
chochos e imaturos (8) .......................................................
Figura 13
69
Parâmetros viscoamilográficos de grãos sem defeitos (1),
e de grãos quebrados (2), fermentados (3), ardidos (4),
mofados (5), germinados (6), carunchados (7) e chochos
e imaturos (8) ………………………………………………….
Figura 14
74
Propriedades de pasta dos amidos de grãos de milho sem
defeitos (1), e de grãos quebrados (2), fermentados (3),
ardidos (4), mofados (5), germinados (6), carunchados (7)
e chochos e imaturos (8) ……………………………..………
Figura 15
80
-1
Poder de inchamento (g.g ) dos amidos extraídos de
grãos de milho sem defeitos, e de grãos quebrados,
fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados
e chochos e imaturos …………………………………………
Figura 16
83
Solubilidade (%) dos amidos extraídos de grãos de milho
sem defeitos, e de grãos quebrados, fermentados,
ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e
imaturos ………………………………………………………...
Figura 17
84
Propriedades térmicas dos amidos extraídos de grãos de
milho sem defeitos (1), e de grãos quebrados (2),
fermentados (3), ardidos (4), mofados (5), germinados (6),
carunchados (7) e chochos e imaturos (8) …………………
Figura 18
85
Gráficos de raio-X dos amidos isolados de grãos de milho
sem defeitos (1), e de grãos quebrados (2), fermentados
(3),
Figura 19
ardidos
(4),
mofados
(5),
germinados
(6),
carunchados (7) e chochos e imaturos (8) …………………
87
Curvas de RVA dos grãos de milho pipoca amarela com
95
11
óleo e sem óleo ao longo do processo de expansão .........
Figura 20
Curvas de RVA do amido extraído dos grãos de milho
pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do
processo de expansão ........................................................
Figura 21
103
Poder de inchamento dos amidos isolados de grãos de
milho pipoca amarela com óleo (a) e sem óleo (b) ao
longo do processo de expansão .........................................
Figura 22
106
Solubilidade (%) dos amidos isolados de grãos de milho
pipoca amarela com óleo (a) e sem óleo (b) ao longo do
processo de expansão ........................................................
Figura 23
108
Curvas de DSC dos amidos dos grãos de milho pipoca
amarela com óleo e sem óleo ao longo do processo de
expansão ............................................................................
Figura 24
110
Cristalinidade dos amidos isolados de grãos de milho
pipoca amarela com óleo (a) e sem óleo (b) ao longo do
processo de expansão: (1 – 5) sem tratamento; (2 – 6) 30
segundos; (3 – 7) 60 segundos; (4 – 8) 90 segundos ........
Figura 25
113
Grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e
amarelo
expandidos
por
diferentes
formas
de
processamento: (1) Integral com pericarpo vermelho; (2)
Panela com óleo - pericarpo vermelho; (3) Micro-ondas
com óleo - pericarpo vermelho; (4) Micro-ondas sem óleo
- pericarpo vermelho; (5) Pipoqueira com óleo - pericarpo
vermelho; (6) Pipoqueira sem óleo - pericarpo vermelho;
(7) Integral com pericarpo branco; (8) Panela com óleo pericarpo branco; (9) Micro-ondas com óleo - pericarpo
branco; (10) Micro-ondas sem óleo - pericarpo branco;
(11) Pipoqueira com óleo - pericarpo branco; (12)
Pipoqueira sem óleo - pericarpo branco; (13) Integral com
pericarpo amarelo; (14) Panela com óleo - pericarpo
amarelo; (15) Micro-ondas com óleo - pericarpo amarelo;
(16) Micro-ondas sem óleo - pericarpo amarelo; (17)
Pipoqueira com óleo - pericarpo amarelo; (18) Pipoqueira
12
118
sem óleo - pericarpo amarelo .............................................
Figura 26
Tabela utilizada para avaliação sensorial dos grãos de
milho pipoca de pericarpo amarelo, vermelho e branco
expandidas de diferentes formas ........................................
Figura 27
119
Parâmetros de cor avaliados por escala sensorial dos
grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e
amarelo expandidas por diferentes processos (p≤0,01) .....
Figura 28
125
Parâmetros de forma e tamanho avaliados por escala
sensorial dos grãos de milho pipoca de pericarpo
vermelho, branco e amarelo expandidas por diferentes
processos (p≤0,01) .............................................................
Figura 29
Avaliação global dos grãos de milho pipoca de pericarpo
vermelho
expandidos
com
diferentes
formas
de
processamento ...................................................................
Figura 30
expandidos
com
diferentes
formas
de
processamento ...................................................................
128
Avaliação global dos grãos de milho pipoca de pericarpo
amarelo
expandidos
com
diferentes
formas
de
processamento ...................................................................
Figura 32
127
Avaliação global dos grãos de milho pipoca de pericarpo
branco
Figura 31
126
129
Parâmetros viscoamilográficos da farinha das pipocas de
grãos de milho de pericarpo vermelho (a), pericarpo
branco (b) e pericarpo amarelo (c) .....................................
13
133
Lista de tabelas
Tabela 1
Limites máximos de tolerância (%) para classificação de
grãos de milho pela legislação que entrou em vigor a
partir de setembro de 2013 .................................................
Tabela 2
Composição química das diferentes frações do grão de
milho ...................................................................................
Tabela 3
60
Parâmetros tecnológicos de qualidade de grãos de milho
secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C .....
Tabela 7
59
Parâmetros fisiológicos de qualidade de grãos de milho
secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C .....
Tabela 6
58
Parâmetros colorimétricos da farinha dos grãos de milho
secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C .....
Tabela 5
26
Composição centesimal (%) de grãos de milho secados
nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C ....................
Tabela 4
25
60
Índice de absorção de água, de solubilidade em água e
capacidade de absorção de óleo da farinha dos grãos de
milho secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e
120°C ..................................................................................
Tabela 8
Parâmetros
viscoamilográficos
dos grãos
de
milho
secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C ......
Tabela 9
63
Propriedades térmicas dos grãos de milho secados nas
temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C ...........................
Tabela 10
62
66
Parâmetros do perfil colorimétrico e teor de proteína bruta
de grãos de milho sem defeitos, e de grãos quebrados,
fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados
e chochos e imaturos …………………………………………
Tabela 11
73
Parâmetros viscoamilográficos dos grãos de milho sem
defeitos, e de grãos quebrados, fermentados, ardidos,
mofados, germinados, carunchados e chochos e imaturos
Tabela 12
75
Rendimento de extração, teor de amilose, parâmetros de
cor e pureza dos amidos extraídos de grãos de milho sem
defeitos, e de grãos quebrados, fermentados, ardidos,
14
79
mofados, germinados, carunchados e chochos e imaturos
Tabela 13
Propriedades de pasta do amido extraído de grãos de
milho sem defeitos, e de grãos quebrados, fermentados,
ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e
imaturos ………………………………...………………………
Tabela 14
81
Propriedades térmicas dos amidos extraídos de grãos de
milho sem defeitos, e de grãos quebrados, fermentados,
ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e
imaturos ………………………………………………………...
Tabela 15
85
Cristalinidade dos amidos isolados de grãos de milho sem
defeitos, e de grãos quebrados, fermentados, ardidos,
mofados, germinados, carunchados e chochos e imaturos
Tabela 16
87
Propriedades viscoamilográficas dos grãos de milho
pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do
processo de expansão ........................................................
Tabela 17
94
Índice de absorção de água, solubilidade em água e
capacidade de absorção de óleo dos grãos de milho
pipoca amarela avaliadas com óleo e sem óleo ao longo
do processo de expansão ...................................................
Tabela 18
97
Parâmetros colorimétricos de grãos de milho pipoca
amarela avaliados com óleo e sem óleo ao longo do
processo de expansão ........................................................
Tabela 19
98
Rendimento de extração, teor residual de proteína bruta e
lipídios dos amidos extraídos de grãos de milho pipoca
amarela com óleo e sem óleo ao longo do processo de
expansão ............................................................................
Tabela 20
99
Parâmetros colorimétricos dos amidos extraídos de grãos
de milho pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do
processo de expansão ........................................................
Tabela 21
101
Propriedades de pasta dos amidos de grãos de milho
pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do
Tabela 22
processo de expansão ........................................................
102
Poder de inchamento (g/g) dos amidos isolados de grãos
105
15
de milho pipoca amarela com e sem óleo ao longo do
processo de expansão ........................................................
Tabela 23
Solubilidade (%) dos amidos isolados de grãos de milho
pipoca amarela com e sem óleo ao longo do processo de
expansão ............................................................................
Tabela 24
107
Propriedades térmicas dos amidos extraídos de grãos de
milho pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do
processo de expansão ........................................................
Tabela 25
109
Cristalinidade dos amidos isolados de grãos de milho
pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do
processo de expansão ........................................................
Tabela 26
112
Propriedades físicas de grãos de milho pipoca de
pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com
diferentes formas de processamento .................................
Tabela 27
Parâmetros viscoamilográficos (RVA) de grãos de milho
pipoca
de
pericarpo
vermelho,
branco
e
amarelo
expandidas com diferentes formas de processamento ......
Tabela 28
130
134
Parâmetros colorimétricos da flor e da flor moída de grãos
de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo
expandidas com diferentes formas de processamento ......
Tabela 29
137
Composição nutricional de grãos de milho pipoca de
pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com
diferentes formas de processamento .................................
Tabela 30
Parâmetros tecnológicos de qualidade de grãos de milho
pipoca
de
pericarpo
vermelho,
branco
e
amarelo
expandidas com diferentes formas de processamento ......
Tabela 31
140
142
Compostos com potencial antioxidante de grãos de milho
pipoca
de
pericarpo
vermelho,
branco
e
amarelo
expandidas com diferentes formas .....................................
16
145
Sumário
1 Introdução ..................................................................................................
19
1.1 Objetivos .................................................................................................
21
1.2. Hipóteses ...............................................................................................
21
2 Revisão Bibliográfica .................................................................................
23
2.1 O milho ...................................................................................................
23
2.2 Estrutura e composição do grão de milho ..............................................
25
2.3 Utilização dos grãos de milho ................................................................
29
2.4 Secagem e armazenamento ..................................................................
30
2.5 Amido .....................................................................................................
34
2.5.1 Usos do amido de milho ......................................................................
34
2.5.2. Estrutura do amido .............................................................................
35
2.5.3 Propriedades do amido .......................................................................
39
2.6 Milho pipoca ...........................................................................................
45
2.6.1 Produção de grãos de milho pipoca ....................................................
45
2.6.2 Fatores que afetam a capacidade de expansão dos grãos do milho
pipoca ...........................................................................................................
46
2.6.3 Caracteres correlacionados a qualidade do milho pipoca ...................
48
2.6.4 Principais problemas da cultura do milho pipoca no Brasil .................
49
2.6.5. Constituição química do grão de milho pipoca ...................................
50
2.6.6. Processamento de pipoca ..................................................................
51
3. Capítulo 1 - Efeitos da temperatura de secagem na qualidade de grãos
de milho ........................................................................................................
53
3.1. Introdução ..............................................................................................
53
3.2. Material e métodos ................................................................................
53
3.3. Resultados e Discussão ........................................................................
68
3.4. Conclusão ..............................................................................................
66
4. Capítulo 2 - Qualidade do extraído de grãos de milho com defeitos .....
67
4.1. Introdução ..............................................................................................
67
4.2. Material e métodos ................................................................................
68
4.3. Resultados e Discussão ........................................................................
72
4.4. Conclusão ..............................................................................................
88
5. Capítulo 3 - Efeitos da presença de óleo durante o processo de
expansão de grãos de milho pipoca .............................................................
89
5.1. Introdução ..............................................................................................
89
5.2. Material e métodos ................................................................................
90
5.3. Resultados e Discussão ........................................................................
93
5.4. Conclusão ..............................................................................................
113
6. Capítulo 4 - Efeitos da cor do pericarpo e do processo de expansão na
qualidade nutricional e sensorial de grãos de milho pipoca .........................
115
6.1. Introdução ..............................................................................................
115
6.2. Material e métodos ................................................................................
116
6.3. Resultados e Discussão ........................................................................
124
6.4. Conclusão ..............................................................................................
146
7. Referências Bibliográficas ........................................................................
147
1 Introdução
Os grãos de milho apresentam elevado valor comercial e são utilizados
na alimentação animal para fabricação de rações e na alimentação humana,
consumidos na forma “in natura”, ou a partir da elaboração de derivados, onde
óleo, farinha e amido são os principais produtos. Com isso os grãos necessitam
ser armazenados por longos períodos para atender a demanda das indústrias
alimentícias durante o período de entressafra. Uma das formas mais utilizadas
para a conservação dos grãos é a secagem, em que ocorre uma redução da
atividade de água dos grãos, auxiliando na conservação, porém muitas vezes
temperaturas muito elevadas e condições inadequadas podem comprometer a
qualidade dos grãos antes mesmo do armazenamento. Trabalhos realizados
por Malumba et al. (2009) e Setiawan et al. (2010), relataram que
temperaraturas muito elevadas de secagem afetam os parâmetros de
qualidade do amido, podendo impedir a utilização comercial devido as elevadas
alterações.
Durante o armazenamento, vários fatores interferem na qualidade dos
grãos, como temperatura, umidade dos grãos, umidade relativa do ar,
atmosfera de armazenamento, teor de grãos quebrados, teor de impurezas,
presença de micro-organismos, insetos, ácaros e tempo de armazenamento,
podendo resultar na formação de grãos com diferentes defeitos, como
fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados, e de acordo com os
padrões de comercialização nacional, determinados pela Instrução Normativa
Nº 60, de 22 de dezembro de 2011, do Ministério da Agricultura, Pecuária e
Abastecimento, a presença de defeitos reduz o valor comercial do produto,
deixando muitas vezes de ser utilizados, devido a baixa qualidade (Brasil,
2011).
Do total de amido consumido no mundo, aproximadamente 80% do total
é amido de milho (Jobling, 2004), sendo importante o fornecimento de matéria
prima para extração, os grãos com defeitos podem ser utilizados para essa
finalidade. Paraginski et al. (2014) avaliaram a extração de amido de arroz de
grãos beneficiado polido com defeitos (ardidos, mofados, amarelos, picados,
manchados, rajados, verdes e gessados), e concluiram que a presenças destes
19
afetou as propriedades da farinha e do amido, sendo as diferenças mais
intensas na farinha do que no amido isolado, podendo estes grãos, muitas
vezes denominados como “resíduo do seletron” pelas indústrias de
beneficiamento, serem utilizados comercialmente para extração de amido,
pelas características e propriedades do amido de arroz desejadas pelos
consumidores.
Os grãos de milho são grandemente utilizados na industrialização para
extração de amido, óleo vegetal, dextroses e produtos extrusados, sendo que
recentemente tem crescido o consumo de grãos de milho pipoca, devido à
qualidade
nutricional
e
também
sensorial
deste
produto.
Durante
o
processamento, alguns consumidores preferem utilizar óleo vegetal e outros
não, sendo que a presença deste pode interferir na qualidade do amido que é o
principal responsável pela expansão que ocorre nos grãos. A utilização de
micro-ondas aumenta a cada ano, sendo que poucos relatos existem sobre as
alterações que ocorrem nos alimentos durante o processamento neste tipo de
equipamento.
A busca dos consumidores por alimentos mais saudáveis também
cresceu nos últimos anos, aumentando o consumo de produtos pigmentados,
principalmente com coloração vermelha e amarela, associando estas
características a uma maior quantidade de compostos com potencial
antioxidante, como antocianinas, carotenoides e compostos fenólicos, que são
benéficos para a saúde, auxiliando na prevenção de danos celulares, doenças
crônicas, envelhecimento, diabetes (Xia et al., 2006; Hyun & Chung, 2004;
Koide et al., 1996), inflamações (Hu et al., 2003), arterioscleroses (Xia et al.,
2006; Ling et al., 2001), desenvolvimento de células cancerígenas (Chen et al.,
2006), hiperlipidemia (Guo et al., 2007; Kwon et al., 2007), hipoglicêmia (Sasaki
et al., 2007).
Grãos de milho apresentam uma grande variabilidade genética,
apresentando cultivares com pigmentação branca, vermelha e amarela, que
apresentam composição nutricional diferente, conforme descrito por Žilić et al.
(2012), porém durante o processamento para consumo, estas características
podem ser afetadas. Grãos de milho pipoca são processados de diferentes
formas antes do consumo, sendo que a forma de preparo pode afetar a
20
qualidade nutrional e sensorial dos grãos expandidos, podendo muitas vezes
não proporcionar os benefícios desejados pelo seu consumo.
1.1 Objetivos
1.1.1 Avaliar os efeitos da temperatura de secagem nos parâmetros
nutricionais, tecnológicos, fisiológicos, viscoamilográficos e térmicos de grãos
de milho.
1.1.2 Avaliar as propriedades físico-químicas, de cristalinidade, de pasta,
térmicas e morfológicas do amido extraído dos grãos de milho com diferentes
tipos de defeitos.
1.1.3 Avaliar o efeito do processo de expansão de grãos de milho pipoca
amarelo com óleo e sem óleo em micro-ondas nas propriedades do amido
isolado.
1.1.4 Avaliar os efeitos da cor do pericarpo e do processo de expansão nos
parâmetros físicos e na qualidade nutricional e sensorial de grãos de milho
pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidos em panela com
óleo, micro-ondas com óleo e sem óleo e pipoqueira elétrica com óleo e sem
óleo.
1.2 Hipóteses
1.2.1 A secagem com temperatura superior a 60°C afeta os parâmetros
nutricionais, tecnológicos, fisiológicos, viscoamilográficos e térmicos de grãos
de milho, comprometendo a qualidade industrial de utilização.
1.2.2 A extração de amido de grãos de milho com defeitos é uma alternativa
para agregar valor ao produto, devido às pequenas alterações que ocorrem no
amido isolado dos grãos quebrados, fermentados, ardidos, mofados,
germinados, carunchados, chochos e imaturos.
21
1.2.3 O aumento do tempo durante o processo de expansão afeta as
propriedades dos grãos de milho pipoca, principalmente as propriedades de
pasta, térmicas e de cristalinidade do amido isolado, sendo que a presença de
óleo intensifica as alterações.
1.2.4 A cor do pericarpo e a forma de processamento de grãos de milho pipoca
afetam os parâmetros de qualidade nutricional, sensorial e tecnológica, sendo
as principais alterações observadas nos grãos com pericarpo colorido, e no
processamento com a presença de óleo.
22
2 Revisão Bibliográfica
2.1 O milho
A espiga de milho mais antiga que se tem conhecimento foi descoberta
em 6000ac. no vale do Tehuacán no México, entretanto, a origem do milho é
até hoje muito discutida, devido a duas hipóteses para a possível origem do
milho. Para alguns o milho originou da seleção realizada pelo homem a partir
do melhoramento de teosinto, uma planta da família poaceae, com ciclo anual,
originária do México e da Guatemala. Um segundo grupo, defende que o milho
e o teosinto diferenciaram-se á mais tempo de um mesmo ancestral, originando
as duas plantas com estrutura diferentes.
Apesar destas duas correntes sobre a origem do milho, há alguns
milhares de anos o milho foi domesticado pelos indígenas americanos, em
processos contínuos de melhoramento, onde as melhores plantas eram
selecionadas, e os seus melhores grãos separados e semeados novamente.
Durante esse processo, a planta que apresentava vários colmos e espiguetas
pequenas com poucos grãos foi aos poucos evoluindo até transformar-se em
uma planta ereta, com um único colmo, uma inflorescência masculina e outra
feminina separada na mesma planta, com espigas maiores contendo maior
quantidade e qualidade de grãos.
Atualmente são conhecidos cinco grupos de milho, sendo: pipoca, duro,
dentado, farináceo e doce, que já existiam na América por ocasião do
descobrimento. O milho é um dos cereais que possui maior capacidade
produtiva, pois é uma planta de metabolismo C4, que é mais eficiente na
produção de matéria seca por área e consequentemente na produção de
grãos. Por essa característica tornou-se a mais importante cultura na
alimentação animal e indispensável no processo de rotação de culturas no
plantio direto, fornecendo uma maior quantidade de palha e matéria orgânica
para o sistema.
O Brasil é o terceiro maior produtor mundial de milho, com uma
produção anual superior a 56 milhões de toneladas (FAO, 2013), depois de
Estados Unidos da América (EUA) e China. Os principais estados produtores
do país são Paraná, Mato Grosso, Minas Gerais e Rio Grande do Sul. A
produção de grãos de milho vem aumentando nos últimos anos, principalmente
23
devido a grande demanda dos grãos para utilização na alimentação animal,
pois cada vez mais produtores deixam de produzir em sistemas extensivos,
passando a produzir em sistemas intensivos, como ocorreu em confinamentos
de bovinos de corte e leite, além das atividades já tradicionais de suinocultura e
avicultura, onde a necessidade de grãos para a fabricação de rações também
segue aumentando. Apesar da grande valorização do preço do milho nos
últimos anos, principalmente na safra 2011/2012 com valores recordes
atingidos pela saca do produto, a área cultivada continua praticamente
constante, pois a área agrícola expandida na região centro-oeste do país foi
utilizada para a produção de outras culturas, principalmente soja e algodão,
sendo o milho uma cultura opcional, geralmente utilizada na segunda safra,
denomina “safrinha” nestas regiões.
O aumento da produção total de milho deve-se ao processo de
melhoramento genético dos cultivares utilizado, além do manejo de cultivo da
cultura, com técnicas de semeadura e adubação avançadas, que elevaram os
níveis médios produtivos inferiores a 2.000 Kg.ha-1 na década de 90, para
aproximadamente 4000 Kg.ha-1 na safra 2011/2012 no território nacional
(Figura 1), porém, sabe-se que produtores que utilizam altos níveis
tecnológicos de produção conseguem níveis de produtividades acima de
16.000 Kg.ha-1.
Figura 1 - Evolução da produção de milho e da área cultivada no Brasil de 1989 a 2011.
FONTE: Adaptado de dados da CONAB (2012).
24
Os grãos de milho foram comercializados no Brasil até setembro de
2013 segundo Portaria do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento
(MAPA) Nº 845 de 08 de novembro de 1976, publicada no Diário Oficial da
União de 19/11/1976 com alterações dadas pela Portaria MAPA nº 11, de 12
de abril de 1996, publicada no Diário Oficial da União 15/04/1996 que
determinam
as
especificações
para
à
Padronização,
Classificação
e
Comercialização Interna do Milho. As necessidades de alteração nos padrões
de classificação dos produtos de origem vegetal devido a portarias antigas, que
apresentavam problemas conceituais e equivocados, tornaram necessária a
elaboração de uma nova portaria para a comercialização dos grãos de milho.
Assim, a partir de 1º de setembro de 2013 passou a vigorar a Instrução
Normativa N° 60, de 22 de dezembro de 2011, publicada no Diário Oficial da
União de 23/12/2011, com alterações dadas pela Instrução Normativa MAPA
No 18, de 4 de julho de 2012, que estabelecem o Regulamento Técnico do
Milho, ficando revogadas a Portaria MAPA N° 845, de 8 de novembro de 1976
e a Portaria SARC Nº 11, de 12 de abril de 1996, determinando os novos
padrões de qualidade para comercialização dos grãos de milho (Tabela 1).
Tabela 1. Limites máximos de tolerância (%) para classificação de grãos de milho pela
legislação que entrou em vigor a partir de setembro de 2013.
Matérias
Grãos avariados
Grãos
Enquadramento
Estranhas e
Carunchados
quebrados
Ardidos
Total
Impurezas
Tipo 1
1,00
6,00
3,00
1,00
2,00
Tipo 2
2,00
10,00
4,00
1,50
3,00
Tipo 3
3,00
15,00
5,00
2,00
4,00
Fora de Tipo
5,00
20,00
> 5,00
> 2,00
8,00
2.2 Estrutura e composição do grão de milho
O grão de milho é composto por endosperma, gérmen, pericarpo e
ponta, conforme apresentado na figura 2, entretanto em função da grande
diversidade existente entre as cultivares, pode apresentar variações nesta
estrutura, apresentando diferentes composições de nutrientes e tamanhos nas
estruturas, conforme apresentado na tabela 2. As principais causas de variação
na composição química dos grãos de milho são relacionadas às características
25
do material genético, solo, adubação, condições climáticas e estádio de
maturação da planta (PATERNIANI; VIÉGAS, 1987; GOMES et al., 2004).
Figura 2 - Anatomia da estrutura dos grãos de milho. FONTE: Adaptado de: http://cerealscientech.blogspot.com.br/2013/04/the-structure-of-corn.html
Tabela 2. Composição química das diferentes frações do grão de milho.
% da parte
%
Estrutura
do grão
Amido
Lipídios
Proteínas
Minerais
Açúcares
Endosperma
82,00
86,6
0,86
8,60
0,31
0,61
Gérmen
11,00
8,30
34,4
18,50
10,30
11,00
Pericarpo
5,00
7,30
0,98
3,50
0,67
0,34
Ponta
2,00
5,30
3,80
9,70
1,70
1,50
Fonte: Adaptado de Bemiller & Whistler, 2009.
O endosperma concentra aproximadamente 98% do total de amido,
formado por grânulos com diâmetro médio de 20μm e forma variando desde
poliédrica a esférica. Com base na distribuição dos grânulos de amido e da
matriz proteica, o endosperma é classificado segundo Delcour e Hoseney
(2010) em dois tipos: farináceo e vítreo. No primeiro, os grânulos de amido são
arredondados e estão dispersos, não havendo matriz proteica circundando
essas estruturas, o que resulta em espaços vagos durante o processo de
secagem do grão, a partir dos espaços onde antes era ocupado pela água,
durante o desenvolvimento do grão. Por outro lado, no endosperma vítreo, a
matriz proteica é densa, com corpos proteicos estruturados, que circundam os
grânulos de amido de formato poligonal, não permitindo espaços entre estas
estruturas. A diferença da estrutura dos grânulos pode ser observada na figura
3.
26
Figura 3 - Estrutura dos grânulos de amido extraídos do endosperma vítreo (A) e endosperma
farináceo (B) de grãos de milho. FONTE: Delcour & Hoseney (2010).
As
proteínas
de
reserva
possuem
quantidades
elevadas
dos
aminoácidos glutamina, leucina, alanina e prolina, que conferem alta
hidrofobicidade ao resíduo proteico extraído do endosperma no processo de
produção do amido de milho (Shotwel & Larkins, 1989), mas são pobres em
lisina e triptofano, essenciais à nutrição humana e de alguns monogástricos,
sendo considerada assim proteína de baixa qualidade, pois corresponde a 65%
da constituição presente no leite, considerada padrão para a nutrição humana.
Esse produto é considerado, nos países desenvolvidos, como de grande
importância industrial, sendo utilizado como matéria-prima para a fabricação de
filmes comestíveis destinados ao revestimento de frutas, verduras e grãos, com
o objetivo de estender a vida de prateleira desses produtos. Além desse uso,
as zeínas são utilizadas na fabricação de fibras para várias aplicações, como
no
encapsulamento
de
sementes
e
na
fabricação
de
embalagens
biodegradáveis (LAWTON, 2004).
As proteínas do endosperma do milho, que caracterizam a matriz
proteica, podem ser classificadas de acordo com a solubilidade em quatro
frações: albuminas, globulinas, prolaminas e glutelinas, que constituem
respectivamente 3%, 3%, 60% e 34% do total de proteínas do endosperma
(PATERNIANI & VIÉGAS, 1987). Estudos têm demonstrado que o conteúdo de
proteína, em especial de zeínas, está associado com diferenças na dureza dos
grãos de cereais (PRATT et al., 1995; CHANDRASHEKAR & MAZHAR, 1999).
No endosperma, especificamente, na camada de aleurona e no
endosperma vítreo, estão também presentes os compostos fenólicos, e
27
também os carotenoides, substâncias lipídicas que conferem a cor aos grãos
de milho, sendo zeaxantina, luteína, betacriptoxantina, alfa e beta carotenos, os
principais carotenoides nos grãos de milho (PAES, 2006) . O β-caroteno
(Figura 4) é o carotenoide que apresenta maior atividade pró-vitamínica, além
de α-caroteno, betacriptoxantina e zeinoxantina também possuírem atividade
pró-vitamínica
(RODRIGUEZ-AMAYA,
2001),
sendo
que
o
β-caroteno
apresenta duas vezes a atividade do α-caroteno e β-criptoxantina por
apresentar dois anéis β não substituíveis.
Figura 4 - Estrutura do β-caroteno, carotenoide com maior atividade pró-vitamínica.
O grão de milho, apesar de possuir baixa concentração de β-caroteno,
motivo alvo de processos de melhoramento, apresentam altas concentrações
de luteína e zeaxantina, sendo considerada uma espécie carotenogênica, ou
seja, fonte de carotenoides. Nos grãos de milho, os carotenoides, estão
uniformemente distribuídos, com quantidades significativas na camada de
aleurona e no endosperma (KONOPKA et al., 2004).
O
gérmen
representa
11%
do
grão
de
milho,
concentrando
aproximadamente 83% de lipídios (óleo e vitamina E), 78% de minerais, além
de conter quantidades importantes de proteínas (26%) e açúcares (70%). No
gérmen estão presentes as proteínas do tipo albuminas, globulinas e glutelinas,
que diferem significativamente, em composição e organização molecular,
daquelas encontradas no endosperma e, consequentemente, diferindo das
primeiras em qualidade nutricional e propriedades tecnológicas.
A composição do óleo presente no gérmen do milho é distinta dos outros
óleos vegetais quanto aos percentuais de ácidos graxos saturados,
monoinsaturados e poli-insaturados, sendo aproximadamente 58% de poliinsaturados, 29% de monoinsaturados e 13% de saturados (PAES, 2006).
Entretanto,
o
óleo
de
milho
possui
composição
de
ácidos
graxos
poliinsaturados semelhante aos óleos de soja e girassol. Nesses óleos
28
vegetais, o principal componente é o ácido graxo linoleico (ômega 6), contendo
um pequeno percentual do ácido graxo linolênico (ômega 3), que são
considerados essenciais à nutrição humana e de alguns animais, dada a
incapacidade de síntese dos mesmos pelo organismo.
De acordo com Paes (2006), o pericarpo representa em média 5% do
grão, é a estrutura que protege as demais estruturas do grão da elevada
umidade do ambiente, insetos e micro-organismos. As camadas de células que
compõem essa fração são constituídas de polissacarídeos do tipo hemicelulose
(67%) e celulose (23%), embora também contenha lignina (0,1%). A ponta é a
menor estrutura do grão (2%), sendo responsável pela conexão do grão ao
sabugo na espiga, única área do grão não coberta pelo pericarpo, e que possui
sua composição essencialmente de material lignocelulósico.
2.3 Utilização dos grãos de milho
A importância econômica do milho é caracterizada pelas diversas formas
de utilização, que vão desde a alimentação animal até a indústria de alta
tecnologia, sendo que a alimentação animal representa a maior parte deste
consumo, aproximadamente 70%. Portanto os grãos produzidos precisam ser
armazenados para posterior consumo nas próprias propriedades agrícolas, ou
mesmo para comercialização, sendo que processos adequados de pós-colheita
devem ser empregados para manutenção das características qualitativas e
quantitativas dos grãos.
Para alimentação humana, apenas 15% do total da produção é utilizado,
e isso se deve a falta de informação sobre suas formas de utilização e de
qualidade nutricional, entretanto, no mercado de amido, o milho apresenta uma
grande importância, pois do total de amido produzido, aproximadamente 80% é
obtido de grãos de milho (ECKHOFF, 2004).
Na alimentação animal, a qualidade do milho é importante, uma vez que
pode afetar o custo da produção, o desempenho zootécnico e a qualidade de
carnes, ovos e leite produzidos, devendo-se ter um grande controle na
comercialização do milho para evitar problemas mais sérios ao final do
processo produtivo, no momento do consumo de alimentos. Para não
comprometer
o
desenvolvimento
de
29
cadeias
produtivas
de
animais,
principalmente suínos e aves, as indústrias produtoras de rações exigem
análises de micotoxinas para comercialização do milho, sendo que a ANVISA
(Agência Nacional de Vigilância Sanitária) determina os limites máximos para
comercialização, onde para Aflatoxinas B1, B2, G1, G2 no milho em grão
(inteiro, partido, amassado e moído), farinhas ou sêmolas de milho o limite
máximo de tolerância é de 20 μg.kg-1.
Nos grãos de milho armazenados, o desenvolvimento de micotoxinas
ocorre por fungos principalmente do gênero Aspergillus, que necessitam de
temperatura, umidade relativa do ar e substrato adequados para o
desenvolvimento. Umidade relativa de 80 a 85%, umidade dos grãos de 17% e
temperatura de 24 a 35°C são condições ótimas para produção de aflatoxinas
em grãos de milho (DILKIN et al., 2000), porém sabe-se que com umidade de
12%, temperaturas elevadas, aliado a presença de oxigênio e um longo
período de armazenamento, condições facilmente encontradas nos silos de
armazenamento, pode haver a produção de micotoxinas.
O crescimento fúngico afeta a quantidade de nutrientes presentes nos
grãos, como carboidratos, certas vitaminas, lipídios e proteínas, resultando em
um menor rendimento nas indústrias produtoras de rações, além da produção
de micotoxinas, que podem causar problemas na saúde e no desempenho de
animais, reduzindo o ganho de peso e a qualidade final dos lotes.
2.4 Secagem e armazenamento
Os grãos de milho geralmente são colhidos com umidade elevada, entre
25 e 30%, necessitando de secagem para redução até níveis desejados para o
armazenamento seguro. Porém, nem sempre é possível a realização de
secagem correta, em função do grande fluxo de grãos que chegam as
unidades armazenadoras, assim, os teores são reduzidos a níveis superiores a
13%, permanecendo em silos durante vários meses até a utilização.
Durante a secagem, a utilização de temperaturas elevadas, pode
comprometer a qualidade final do produto. A utilização de temperaturas de
massa superiores a 60°C durante a secagem, produz amido de baixa
viscosidade e rendimento no processo de extração por moagem úmida, e
milhos secos a partir de umidades elevadas (28-30%) em temperaturas acima
30
de 82°C também apresentam baixo rendimento de óleo e reduzido teor de
proteínas (BEMILLER & WHISTLER, 2009). Segundo Queiroz e Pereira (2001),
a secagem em baixas temperaturas é um processo lento e pode demorar uma
semana e, em determinados casos, devido às condições psicrométricas do ar,
até um mês, comprometendo todo o restante da produção.
A adequação das condições de secagem é de fundamental importância
para a qualidade do processo, pois a utilização de temperaturas elevadas pode
afetar as propriedades térmicas (ALTAY & GUNASEKARAN, 2006; HAROS et
al., 2003), reológicas (HARDACRE & CLARK, 2006) e estruturais, reduzindo o
poder de inchamento do amido.
Em trabalho desenvolvido por Malumba et al. (2009), a alta temperatura
de secagem conferiu aos grânulos de amido uma rigidez que diminuiu o poder
de inchamento e os índices de solubilidade de água durante o processo de
gelatinização, sendo que estas mudanças estruturais nos grânulos de amido
afetam as características de comportamento de pasta, reduzindo o pico
máximo de viscosidade e a viscosidade de quebra (breakdown) durante o
período de aquecimento da amostra, entretanto aumentam a temperatura inicial
de gelatinização, além de afetar os parâmetros texturométricos de gel.
A umidade elevada dos grãos, aliada a temperaturas altas, acelera o
processo metabólico, iniciando focos de aquecimento no interior da massa de
grãos, acarretando em perdas elevadas, se medidas adequadas não forem
realizadas. A qualidade de armazenamento está relacionada com a qualidade
inicial dos grãos, porém durante o período de armazenamento os grãos são
influenciados por fatores como temperatura, umidade dos grãos, umidade
relativa do ar, atmosfera de armazenamento, teor de grãos quebrados, teor de
impurezas, presença de micro-organismos, insetos, ácaros e tempo de
armazenamento.
Faroni et al. (2005), ao estudar temperaturas de armazenamento de
grãos de milho entre 20 e 40°C, verificaram reduções de até 20% na massa
específica aparente dos grãos de milho armazenados durante 180 dias, e
atribuiu esta redução ao ataque de insetos, e a redução da condutividade
elétrica dos grãos à deterioração da membrana celular desses grãos, devido à
maior lixiviação de eletrólitos do interior celular. Estudo desenvolvido por Costa
31
et al. (2010), avaliaram o armazenamento de milho em silos hermeticamente
fechados, e concluiu que os grãos podem ser armazenados sem alterações na
tipificação em temperaturas de até 35°C com umidade de 14% durante 180
dias, porém ocorreram alterações nos teores de germinação, condutividade
elétrica e massa específica dos grãos armazenados ao final do período.
Paraginski et al. (2014) avaliando grãos de milho armazenados nas
temperaturas de 5, 15, 25 e 35°C concluíram que em temperaturas superiores
a 15°C ocorrem alterações nas propriedades dos grãos, reduzindo a
solubilidade proteica e alterando os parâmetros viscoamilográficos de
qualidade, além de aumentar a acidez do óleo e o teor de grãos mofados, e
reduzir o pH.
Segundo Rehman et al. (2002), reduções na qualidade nutricional
ocorrem durante o armazenamento de grãos de milho na temperatura de 25°C,
mas em menor extensões que na temperatura de 45°C, no entanto, nenhuma
alteração significativa em qualquer nutriente foi observado no armazenamento
de grãos de milho a 10°C. Embora a amplitude das temperaturas do trabalho
ser elevadas, novos estudos devem ser realizados com menores faixas de
variação, pois reduções nos conteúdos de lipídios, carboidratos, proteínas e
vitaminas durante o período de armazenamento resultam em perdas de
material orgânico, do peso volumétrico, da matéria seca, bem como do valor
comercial e nutricional do milho (FLEURAT-LESSARD, 2002).
O armazenamento de grãos em condições inadequadas resulta em
aumentos na oxidação lipídica e do conteúdo de ácidos graxos livres
(GALLIARD, 1986), formando um complexo com a amilose helicoidal ou
reduzindo o comprimento das cadeias longas de amilopectina, alterando as
propriedades físicas e nutricionais do grão e dos seus produtos finais (HAYFA
& COPELAND, 2007; HASJIM et al., 2010).
O armazenamento por longos períodos reduz o rendimento de extração
do amido durante a moagem por via úmida devido à degradação do amido e as
interações entre o amido e os outros componentes do grão (ABERA & SUDIP,
2003). O armazenamento dos grãos também provoca uma diminuição na
solubilidade e digestibilidade da proteína nos grãos (CHRASTIL, 1990a). Em
estudo desenvolvido por Chrastil et al. (1992), os autores relataram que o
32
armazenamento aumentou o peso molecular da proteína nos grãos de arroz
através da formação de ligações dissulfídicas, podendo alterar a atividade e as
propriedades de enzimas endógenas presentes no grão, tais como amilases,
proteases, fosfatases.
Em estudo realizado por Park et al. (2012) para avaliar o efeito da
temperatura no armazenamento de arroz, os autores concluíram que este é um
fator que afeta as propriedades fisico-químicas dos grãos, aumentando a
acidez dos lipídios, a cor e a dureza dos grãos, alterando as propriedades
sensoriais e texturométricas após a cocção. Segundo Patindol et al. (2005), o
armazenamento de arroz em casca em temperaturas controladas de 38°C
durante nove meses afetou as propriedades térmicas e de pasta do amido, e
reduziu a quantidade de cadeias ramificadas longas de amilopectina. Em
trabalho desenvolvido por Setiawan et al. (2010), ao avaliar o armazenamento
de grãos de milho secos ao sol e em secador artificial, e armazenados na
temperatura de 27°C e umidade relativa do ar de 85-90% durante 6 meses,
encontraram alterações na estrutura e funções do amido, sendo que a taxa de
hidrólise de amido, o pico máximo de viscosidade e a quantidade de cadeias
longas de amilopectina reduziram com o armazenamento, porém a temperatura
de gelatinização, temperatura de pasta e percentual de cristalinidade do amido
isolado aumentou com o armazenamento, e a percentagem de longas cadeias
de ramificação de amilopectina diminuiu com o armazenamento de milho,
indicando que a hidrólise do amido foi realizada durante o armazenamento.
Ao avaliar grãos de feijão armazenados em diferentes sistemas de
armazenamento durante 12 meses, Rupollo et al. (2011) encontraram menor
cristalinidade, poder de inchamento e energia necessária para a gelatinização
do amido, entretanto
não encontraram diferenças na
solubilidade
e
propriedades de pasta do amido isolado. Yousif et al. (2003), ao estudarem os
efeitos de três diferentes temperaturas (10, 20 e 30°C) e duas umidades
relativas do ar (40 e 65%) no armazenamento de feijão adzuki (Vigna angularis
L.) durante 6 meses, encontraram um aumento na temperatura de
gelatinização do amido, correlacionando positivamente com o aumento da
temperatura de armazenamento, entretanto novos estudos devem ser
33
realizados em outras culturas para avaliação do comportamento do amido em
diferentes temperaturas de armazenamento.
2.5 Amido
2.5.1 Usos do amido de milho
O amido é o principal constituinte responsável pelas propriedades
tecnológicas que caracterizam grande parte dos produtos processados, uma
vez que contribui para diversas propriedades de textura em alimentos,
possuindo aplicações industriais como espessante, estabilizador de coloides,
agente geleificante e de volume, afetando a adesividade, retenção de água,
dentre outras propriedades tecnológicas (DENARDIN & SILVA, 2009).
O amido extraído de grãos de milho é responsável por mais de 80% do
mercado mundial de amidos, e a maior produção se encontra nos Estados
Unidos (JOBLING, 2004). No Brasil, as fontes de amido mais utilizadas
industrialmente são milho e mandioca, sendo que do total produzido a partir de
grãos de milho, aproximadamente 70% é convertido em xarope de milho,
produto que possui alto teor de frutose e dextrose (BILIADERIS, 1991).
Segundo Singh et al. (1997), transformações químicas, bioquímicas e
operações mecânicas envolvidas no processo industrial de moagem úmida na
obtenção do amido de milho, separam o grão de milho em frações
relativamente puras de gérmen, fibra, amido e proteína. O procedimento pode
ser dividido em seis etapas principais: maceração, primeira moagem,
separação do gérmen, segunda moagem, separação das fibras e separação
proteína-amido. A primeira etapa, denominada de maceração, é a mais
importante, pois nela ocorrem os fenômenos químicos e bioquímicos que
preparam os grãos para obtenção de maior eficiência no processo de moagem
úmida, também denominado de wet-milling. Os fenômenos mais importantes,
nesta etapa são a hidratação dos grãos, a ativação de proteases e reações de
quebra das redes de proteínas que envolvem os grânulos de amido dentro do
endosperma. Para que isto aconteça, é imprescindível que ocorra a difusão de
três componentes para o interior do grão: água, dióxido de enxofre (SO 2) e
ácido lático, conforme relatado por Lopes Filho et al. (2006).
34
O amido de milho normal se caracteriza pela formação de um gel
consistente, muito utilizado em sopas desidratadas e molhos que requerem
viscosidade do produto a quente. Para produtos que necessitam de
armazenamento refrigerado, o amido de milho não é indicado, devido à elevada
sinérese (exsudação de água), consequência do fenômeno de retrogradação
(WEBER et al., 2009). Nesses casos, é mais indicado o uso do amido de milho
ceroso (waxy), que não possui amilose, apresentando maior estabilidade nas
baixas temperaturas, devido a amilose possuir elevada retrogradação, assim
formam géis fracos, altamente viscosos no cozimento, claros e coesivos. No
mercado, podem ser encontrados amidos de milho com alto teor de amilose,
acima de 50%, denominas high-amilose, que gelificam e formam filmes com
maior facilidade devido ao alto conteúdo de amilose (PARKER & RING, 2001).
2.5.2 Estrutura do amido
O amido encontra-se amplamente distribuído em diversas espécies
vegetais como carboidratos de reserva, sendo as fontes potenciais mais
importantes de amido segundo Freitas et al. (2003): grãos de cereais (40 a
90% do seu peso seco), legumes (30 a 70% do seu peso seco) e os tubérculos
(65 a 85% do seu peso seco).
Segundo Denardin e Silva (2009), diversas pesquisas sobre a avaliação
da relação existente entre a estrutura molecular do amido e seu
comportamento em algumas propriedades físico-químicas sugerem que
diversas características estruturais, como teor de amilose, distribuição de
comprimento das cadeias de amilopectina e grau de cristalinidade dos
grânulos, podem estar intimamente relacionada aos eventos associados com a
gelatinização e a retrogradação, tais como inchamento dos grânulos, lixiviação
de amilose e/ou amilopectina, perda da estrutura radial (birrefringência),
supramolecular (cristalinidade), molecular e de recristalização.
O amido, que se apresenta em forma de grânulos com tamanho variável,
é um homopolissacarídeo composto pelas macromoléculas amilose e
amilopectina (Figura 5). As cadeias de amilose e amilopectina não existem
livres na natureza, mas como agregados semicristalinos, organizados sob a
forma de grânulos (DENARDIN & SILVA, 2009). O tamanho, a forma e a
35
estrutura dos grânulos de amido de milho variam com as fontes botânicas,
geralmente variam entre 1 a 100 μm de diâmetro, e os formatos podem ser
regulares ou irregulares (SINGH et al., 2003; LIU, 2005).
Figura 5 - A) Estrutura da amilose [polímero linear composto por unidade de D-glicose unidas
em ligações α-(1-4)]. B) Estrutura da amilopectina [polímero ramificado composto por unidades
de D-glicose unidas em ligações α-(1-4) e α-(1-6)]. FONTE: Adaptado de Lajolo e Menezes
(2006).
36
A amilose é formada por unidades de glicose unidas por ligações
glicosídicas -1,4, originando uma cadeia linear. Já a amilopectina é formada
por unidades de glicose unidas em -1,4 e - 1,6, constituindo uma estrutura
ramificada. As proporções, em que essas estruturas aparecem, diferem em
relação às fontes botânicas, variedades de uma mesma espécie e, em uma
mesma variedade, de acordo com o grau de maturação da planta (ELIASSON,
2004; TESTER et al., 2004).
2.5.2.1 Amilose
A amilose é um polímero essencialmente linear, composto quase que
completamente de ligações α-1,4 nas unidades de D-glicose, entretanto,
algumas evidências sugerem a presença de algumas ramificações nesse
polímero (LIU, 2005). Embora ilustrada tipicamente por uma estrutura linear de
cadeia, a amilose é frequentemente helicoidal. O interior da hélice contém
átomos de hidrogênio (característica de hidrofobicidade), permitindo que a
amilose forme complexos com ácidos graxos livres com componentes
glicerídios dos ácidos graxos, com alguns alcoóis e com o iodo, formando com
este, um complexo de coloração azul (THOMAS & ATWEL, 1999). A massa
molecular da amilose é dependente da fonte e das condições de
processamento empregadas na extração do amido, mas geralmente varia de
1,5.105-106, com tamanho médio de 103 unidades de glicose (FRANCO et al.,
2001).
O amido de milho contém entre 25-28% de amilose, enquanto o de
mandioca possui apenas 17%. A amilose possui habilidade em formar pasta
depois da gelatinização do grânulo de amido, e este comportamento é evidente
em certos amidos que contêm maiores teores de amilose. Amido de milho,
trigo, arroz e particularmente amido de milho com alto teor de amilose são
usualmente considerados amidos formadores de pasta. A formação da pasta
decorre principalmente da reassociação (chamado de retrogradação) dos
polímeros de amido solubilizados depois da gelatinização (THOMAS &
ATWEEL, 1999).
37
2.5.2.2 Amilopectina
A amilopectina é uma macromolécula altamente ramificada e consiste
em cadeias lineares mais curtas de ligações α-1,4 contendo de 10 a 60
unidades de glicose e cadeias laterais com 15 a 45 unidades de glicose com
uma média de 5% de ligações α- 1,6 nos pontos de ramificação (VAN DER
MAAREL et al., 2002). O peso molecular da amilopectina é cerca de 1000
vezes o peso molecular da amilose e varia de 1x10 7 a 5x108 g.mol-1 (YOU et
al., 2002). Segundo Vandeputte e Delcour (2004), a amilopectina apresenta um
grau de polimerização de 4700 a 12800 unidades de resíduos de glicose com
comprimento médio de 17 a 24 e limite de -amilose de 55 a 60%. As cadeias
individuais podem variar entre 10 e 100 unidades de glicose (DENARDIN &
SILVA, 2009).
As cadeias de amilopectina estão organizadas de maneiras diferentes,
sugerindo uma classificação de cadeias A, B e C (Figura 6). O tipo A é
composto por uma cadeia não-redutora de glicoses unidas por ligações -(1,4)
sem ramificações, sendo unida a uma cadeia tipo B por meio de ligações (1,6), já as cadeias do tipo B são compostas por glicoses ligadas em -(1,4) e
-(1,6), contendo uma ou várias cadeias tipo A e podem conter cadeias tipo B
que são unidas por meio de um grupamento hidroxila primário, e a cadeia C é
única em uma molécula de amilopectina, sendo composta por ligações -(1,4)
e -(1,6), com grupamento terminal redutor (ELIASSON, 2004; VANDEPUTTE
& DELCOUR, 2004; LAJOLO & MENEZES, 2006).
A amilopectina é estrutural e funcionalmente a mais importante das duas
frações, pois sozinha é suficiente para formar o grânulo, como ocorre em
mutantes que são desprovidos de amilose. Quanto à amilose, a sua localização
exata dentro do grânulo ainda é uma tarefa difícil, acreditando-se que ela esteja
localizada entre as cadeias da amilopectina e aleatoriamente entremeada entre
as regiões amorfas e cristalinas. As moléculas de amilose maiores estão
concentradas no centro do grânulo e, provavelmente, participam das duplas
hélices com a amilopectina, enquanto as moléculas menores, presentes na
periferia, podem ser lixiviadas para fora do grânulo. Apesar de seu limitado
papel na formação de cristais, a amilose pode influenciar a organização das
38
duplas hélices, interferindo na densidade de empacotamento das cadeias de
amilopectina (OATES, 1997; TESTER et al., 2004). Além disso, estudos de
Kuakpetoon e Wang (2007), sugerem que parte da amilose pode cristalizar
juntamente com a amilopectina, formando lamelas cristalinas, porém a
organização exata desses componentes dentro do grânulo ainda não está
totalmente esclarecida.
Figura 6 - A) Classificação das cadeias da amilopectina em cadeias tipos A, B e C; B) Estrutura
da amilopectina formando as regiões amorfas e cristalinas no grânulo de amido; C) Modelo da
estrutura interna do grânulo de amido com a visualização dos anéis de crescimento e centro ou
hilum. FONTE: Adaptado de Parker & Ring (2001).
2.5.3 Propriedades do amido
2.5.3.1 Cristalinidade
Os grânulos de amido nativos contêm entre 15 e 45% de material
cristalino com modelos de difração de raios-X, que correspondem a duas
poliformas (A ou B) ou a uma forma intermediária (C), as quais têm a sua
classificação baseada em variações no conteúdo de água e na configuração de
empacotamento de duplas hélices (IMBERTY et al., 1991). Os padrões de
cristalinidade (Figura 7) são definidos com base nos espaços interplanares e
intensidade relativa das linhas de difração de raio-X (CEREDA, 2001).
39
Figura 7 - Difratogramas de raio -X de diferentes amidos. (A) refere-se ao padrão tipo A de
amidos de cereais, (B) tipo B de amidos de tubérculos, (C) tipo C de amidos de leguminosas, e
(V) tipo V de amilose complexada. FONTE: Liu (2005) adaptado de Zobel (1988).
Segundo Zobel (1988), o padrão de cristalinidade tipo A é aquele que
apresenta picos fortes nos espaços interplanares de 5,8; 5,2 e 3,8 Å
(angstrons), o tipo B apresenta um pico de intensidade forte a 5,2 Å e vários
picos de intensidade média de 15,8; 6,2; 4,0 e 3,7 Å, e o tipo C apresenta
semelhança com o padrão A, tendo um pico adicional a 15,4 Å de intensidade
fraca. A amilose quando estiver complexada com compostos orgânicos, água
ou iodo, pode aparecer no padrão tipo V. O padrão V apresenta picos em 12,0;
6,8 e 4,4 Å, sendo que o pico de 4,4 Å é normalmente usado como a primeira
indicação de que o complexo V está sendo formado (ZOBEL, 1988;
BILIADERIS, 1991).
A cristalinidade tipo A ocorre na maioria dos cereais (milho, arroz, trigo,
aveia) e é descrita como uma unidade celular monocíclica altamente
condensada e cristalina, em que 12 resíduos de glicose de duas cadeias no
sentido anti-horário abrigam quatro moléculas de água entre as hélices. A
estrutura de padrão tipo B (tubérculos, arroz com alto teor de amilose e amido
retrogradado) é mais claramente definida, sendo composta por uma unidade
básica de cadeias que são empacotadas em um arranjo hexagonal, onde a
unidade celular tem duas duplas hélices no sentido anti-horário, alinhadas e
arranjadas em paralelo. Essa estrutura contém 36 moléculas de água (27%)
para cada 12 resíduos de glicose, sendo que a metade dessa água é
40
fortemente ligada às duplas hélices, e a outra metade é concentrada em um
eixo em parafuso (OATES, 1997; ELIASSON, 2004). Além de serem
considerados mais ricos em amilose, esses tipos de amido apresentam
formatos e tamanhos semelhantes, sendo resistentes à hidrólise, tanto
enzimática quanto ácida (LAJOLO & MENEZES, 1996). Certas raízes e
sementes (ervilha lisa e fava) possuem uma estrutura intermediária entre os
modelos A e B, a qual é denominada de padrão C e é subclassificada em Ca,
Cb e Cc, de acordo com a semelhança com os padrões A e B ou entre os dois
tipos, respectivamente (ELIASSON, 2004).
A maior suscetibilidade a hidrólise dos amidos com cristalinidade do tipo
A ocorre devido à presença de poros superficiais que podem ser alargados
pela ação das enzimas, facilitando a sua ação no interior do grânulo. Outra
possível explicação para essa maior suscetibilidade a erosões químicas e
enzimáticas nos grânulos do tipo A, quando comparados aos do tipo B, é a
presença de cascas protetoras (chamados blocos cristalinos), incorporadas
estruturalmente ao redor dos grânulos tipo B, que são menos fortemente
empacotados (OATES, 1997).
A técnica de difração de raio-x, detecta as repetições ordenadas
regulares das hélices, refletindo a ordem tridimensional dos cristais do amido.
Através desta classificação pode-se agrupar a maioria dos amidos de acordo
com as suas propriedades físicas (DONNALD et al., 2004). Esta técnica é o
melhor método para estimar a cristalinidade, entretanto é um procedimento
lento porque todas as amostras precisam conter a mesma quantidade de água
para efeito de comparação. A hidratação interfere na análise, uma vez que
aumenta a ordem estrutural e a resolução dos resultados (LELOUP et al.,
1992).
2.5.3.2 Poder de inchamento e solubilidade
O amido puro tem coloração branca, é insípido, e se adicionado à água
fria e mantido em agitação, forma uma suspensão de aspecto leitoso,
separando-se após o repouso. Entretanto, uma pequena fração torna-se
solúvel quando agitado em água, ocasionando um pequeno inchamento, sendo
considerado como praticamente insolúvel.
41
A insolubilidade dos grânulos de amido é devida às fortes ligações de
hidrogênio que mantêm as cadeias unidas (CEREDA, 2001). Porém, quando o
amido é aquecido em excesso de água, acima da temperatura de
empastamento, a estrutura cristalina é rompida pelo relaxamento das pontes de
hidrogênio e as moléculas de água interagem com os grupos hidroxilas da
amilose e da amilopectina. Isso causa um aumento do tamanho dos grânulos
devido ao inchamento com parcial solubilização (HOOVER, 2001).
De maneira geral, a solubilidade e o poder de inchamento apresentamse correlacionados (LEACH et al., 1959). O amido de milho apresenta
inchamento limitado que ocorre em dois estágios, sugerindo que dois tipos de
forças estão envolvidos nas interações entre as cadeias poliméricas que
relaxam a diferentes temperaturas (PERONI, 2003). Amidos ricos em amilose
mostram inchamento e solubilidade restritos, mesmo após um período
prolongado de aquecimento. As curvas de inchamento e solubilidade dos
grânulos indicam um elevado grau de associação nesses amidos (CEREDA,
2001).
O poder de inchamento dos grânulos, que pode ser determinado pelo
aquecimento da amostra de amido em excesso de água, é definido como o
peso do sedimento inchado (gramas) por grama de amido. A solubilidade do
amido também pode ser determinada na mesma suspensão; sendo expressa
como a porcentagem (em peso) da amostra de amido que é dissolvida após
aquecimento (LEACH et al., 1959).
2.5.3.3 Gelatinização e retrogradação
O aquecimento de suspensões de amido em excesso de água e acima
de uma determinada temperatura causa uma transição irreversível denominada
gelatinização. A gelatinização do amido é o colapso do arranjo molecular, em
que o grânulo de amido sofre mudanças irreversíveis em suas propriedades,
ocorre perda da cristalinidade, absorção de água, intumescimento do grânulo e
lixiviamento de alguns componentes, principalmente amilose (ZHONG et al.,
2009). A retrogradação é um processo que ocorre quando as moléculas de
amido gelatinizado começam a se reassociar em uma estrutura ordenada.
Fatores como temperatura, tamanho e concentração dos grânulos e a presença
42
de lipídios podem influenciar o comportamento geral do amido (JANE et al.,
1999).
As propriedades de inchamento e gelatinização são controladas, em
parte, pela estrutura molecular da amilopectina (comprimento de cadeia,
extensão de ramificação, peso molecular), pela composição do amido
(proporção amilose/amilopectina e teor de fósforo) e pela arquitetura granular
(proporção entre regiões cristalinas e amorfas). Convencionalmente, altas
temperaturas de transição têm sido associadas a altos graus de cristalinidade,
os quais fornecem a estabilidade estrutural e tornam os grânulos mais
resistentes à gelatinização (SINGH, 2003).
Quando é armazenado e resfriado, o amido gelatinizado pode sofrer um
fenômeno denominado de retrogradação. Com o passar do tempo, as
moléculas do amido vão perdendo energia e as ligações de hidrogênio tornamse mais fortes, e assim as cadeias começam a reassociar-se num estado mais
ordenado. Essa reassociação culmina com a formação de simples e duplas
hélices, resultando no entrelaçamento ou na formação de zonas de junção
entre as moléculas, formando áreas cristalinas. Como a área cristalizada altera
o índice de refração, o gel vai se tornando mais opaco à medida que a
retrogradação se processa (ELIASSON, 1996).
A amilose exsudada de grânulos inchados forma uma rede por meio da
associação com cadeias que rodeiam os grânulos gelatinizados. Como
consequência, a retrogradação aumenta (setback), convertendo-se num
sistema viscoelástico turvo ou em concentrações de amido suficientemente
altas (> 6 p/p) em um gel elástico opaco (LAJOLO & MENEZES, 2006), em
que, às vezes, ocorre a precipitação de cristais insolúveis de amido, levando à
separação de fases. A forte interação das cadeias entre si promove a saída da
água do sistema, sendo essa expulsão denominada sinérese.
Atualmente, várias técnicas têm sido empregadas para avaliar o
comportamento dos grânulos frente à gelatinização, como difração de raios X,
dispersão de nêutrons de pequeno ângulo, microscopia com luz polarizada e,
principalmente, calorimetria diferencial de varredura (DSC - Differential
Scanning Calorimetry). Além disso, alguns equipamentos também avaliam a
viscosidade de pastas de amido, como o viscoamilógrafo Brabender, o visco43
analisador rápido (RVA - Rapid Visco-Analyser) e os viscômetros de rotação,
os quais dão uma ideia do comportamento do amido na gelatinização (SINGH
et al., 2003; ELIASSON, 2004).
A técnica de DSC quando aplicada ao amido, fornece medidas
quantitativas do fluxo de calor associado à gelatinização, em que os picos
endotérmicos são indicativos de fusão. Para detecção das fases de transição
nos amidos, os métodos de DSC têm a vantagem de serem independentes da
birrefringência dos grânulos. As mudanças de entalpia observadas em DSC
geralmente são relacionadas à transição do tipo ordem e desordem dos
cristais, presentes em extensos arranjos ordenados internos e em regiões de
menor ordem cristalina do grânulo (YU & CHRISTIE, 2001; KARLSSON &
ELIASSON, 2003).
A determinação do comportamento de pasta durante o aquecimento e
resfriamento do amido é determinada no RVA, conforme Figura 8. Durante a
fase inicial de aquecimento de uma suspensão aquosa de amido, é registrado
um aumento na viscosidade quando os grânulos começam a inchar. Neste
ponto, polímeros com baixo peso molecular, particularmente moléculas de
amilose, começam a ser lixiviadas dos grânulos. Um pico de viscosidade é
obtido durante o empastamento, quando existe a maioria dos grânulos
totalmente inchados, grânulos intactos e o alinhamento molecular de qualquer
polímero solubilizado ainda não ocorreu dentro do campo de atrito do
instrumento (TSAI et al.,1997). Durante a fase de temperatura constante (95°C)
os grânulos começam a se romper e a solubilização dos polímeros continua,
ocorrendo neste ponto uma quebra na viscosidade (breakdown). Durante a
fase de resfriamento, polímeros de amilose e amilopectina solubilizados
começam a se reassociar, e outro aumento na viscosidade é registrado. Este
segundo aumento da viscosidade é conhecido como tendência a retrogradação
(setback).
44
Figura 8 - Esquema de uma curva típica de comportamento de pasta obtido de um Rapid Visco
Analyzer (RVA). FONTE: adaptado de Kaur et al. (2009).
2.6 Milho pipoca
2.6.1 Produção e de grãos de milho pipoca
O milho pipoca (Zea mays L.) é uma classe de milho que tem como
característica principal, grãos duros e pequenos que tem a capacidade de
estourar devido a uma pressão de 135 psi formada dentro do grão quando
aquecidos em torno de 177°C (HOSENEY et al., 1983). Em trabalhos antigos, o
milho pipoca foi classificado como Zea mays L. var. everta (Sturtev) L.H. Bailey.
Entretanto, Graner e Godoy Junior (1959), relatam que o gênero Zea é
monotípico, e que todos os grupos de milho, antigamente classificados como
espécies ou subespécies, não passam de formas genéticas bem definidas e
outras complexas, da estrutura do grão.
As principais regiões produtoras de milho pipoca no Brasil são regiões
onde atuam as grandes empresas empacotadoras de milho pipoca, através de
contratos de parceria com produtores, desenvolvendo o fornecimento de
sementes e a compra parcial ou total da produção. Como exemplo, temos as
45
regiões de Nova Prata - RS e Campos Novos do Parecis - MT, que são
atualmente as maiores regiões produtoras de milho pipoca do Brasil.
O principal parâmetro para avaliação da qualidade dos grãos do milho
pipoca é o índice de capacidade de expansão (ICE), que tem relação direta
com a maciez da pipoca e com o número de piruá. O ICE dos grãos de milho
pipoca é obtido pela relação entre o volume da flor de pipoca obtido com
determinado volume ou massa de grãos. Devido à maior precisão de medição
da amostra de grãos em balanças de precisão do que em provetas, o ICE
atualmente mais utilizado é o de volume/massa, com unidade de mL.grama-1.
As amostras para determinação do ICE, devem ser uniformes quanto à
umidade e com mínimo de dano mecânico na trilhagem e secagem dos grãos,
principalmente nos trabalhos de pesquisa, tanto na avaliação de cultivares
como na seleção de plantas ou progênies.
Quando as amostras de grãos estão com umidade abaixo de 13%, são
reidratados em uma câmara com umidade em torno de 70% por vários dias, até
atingir umidade de 13 a 14%. O preparo dos grãos é obtido pela eliminação dos
grãos miúdos que passarem pela peneira 12 ou 13, e catação dos grãos
avariados por pragas ou fungos. Além do ICE, o número de grãos sem estourar
(piruás) também pode ser usado como parâmetro para avaliação da qualidade
do milho pipoca, sendo este parâmetro muito importante na avaliação dos
consumidores, que consideram uma boa pipoca aquela que produz pouco
piruá.
2.6.2 Fatores que afetam a capacidade de expansão dos grãos do milho
pipoca
Segundo Sawazaki et al. (1995), os seguintes fatores afetam a
capacidade de expansão: umidade dos grãos, danos no pericarpo e
endosperma, grãos imaturos e ataque de fungos nos grãos.
2.6.2.1 Umidade dos grãos
A umidade dos grãos é um dos principais fatores que afeta a capacidade
de expansão dos grãos de milho pipoca. O endosperma do milho pipoca é em
maior parte vítreo, com grãos de amido concentrados, circundados por uma
46
matriz proteica dura e elástica, sem espaço entre as estruturas, enquanto que,
o endosperma farináceo, constitui uma pequena porção na parte central do
grão, onde os grânulos de amidos estão dispersos, formando espaços vazios
entre as estruturas, que são ocupados pela água. A umidade ideal para a
máxima expansão da pipoca varia com o medidor de umidade, cultivar e se os
grãos forem reidratados.
Segundo Ziegler e Ashman (1994), a umidade ideal para estourar o
milho pipoca está entre 13,5 a 14%, sendo que nos casos de grãos reidratados,
a umidade ideal está entre 14 a 15%. Nos trabalhos de melhoramento, temos
avaliados os grãos com umidade entre 13 a 14%, para grãos após secagem, e
para grãos reidratados, com até 15% de umidade.
2.6.2.2 Danos no pericarpo ou endosperma
Os danos mecânicos causados na trilhagem das espigas e no processo
de secagem afetam a capacidade de expansão dos grãos do milho pipoca. O
dano mecânico devido à trilhagem das espigas despalhadas, variou com o tipo
de trilhadeira e com o tipo de pipocador. O dano foi maior quando avaliado no
pipocador elétrico da Oliva, que utilizou amostras sem óleo, quando comparado
com micro-ondas.
Para minimizar os danos mecânico na colheita do milho pipoca,
recomenda-se que o teor de umidade dos grãos seja menor que 18%, com
redução da velocidade do cilindro batedor, e que as colheitadeiras sejam do
tipo axial. Na avaliação de cultivares, recomenda-se para diminuição no dano
mecânico e perdas de grãos na trilhagem, a colheita das espigas com palha.
No caso das espigas estarem despalhadas, o debulhador mais adequado é o
que utiliza rolos emborrachados para trilhagem das espigas.
No processo de secagem, a movimentação dos grãos nas esteiras e
dentro do secador, favorece a ocorrência de rupturas de camadas de células,
que enfraquece o pericarpo, diminuindo sua resistência a pressão gerada no
aquecimento dos grãos e consequentemente produzindo uma flor de pipoca
menor. Temperatura de secagem elevada (acima de 35°C) causa trincas no
endosperma, o que também afeta a capacidade de expansão, e pela nova
norma de classificação do milho pipoca colocada em consulta pública, os grãos
47
com endosperma trincados serão considerados grãos avariados, portanto, vão
interferir na classificação do tipo de grão.
2.6.2.3 Grãos imaturos e ataque de fungos nos grãos
Os grãos de milho pipoca imaturos devido à morte precoce da planta,
ocasionada por seca ou doenças foliares ou de colmo, apresentam menor
tamanho e densidade dos grãos, tendo como consequência, redução da
capacidade de expansão e aumento do número de piruás. O ataque de fungos
no pericarpo dos grãos do milho pipoca também afeta a capacidade de
expansão, por diminuir sua resistência.
2.6.3 Caracteres correlacionados a qualidade do milho pipoca
Alguns caracteres do grão estão correlacionados com a capacidade de
expansão da pipoca, sendo o seu conhecimento muito útil no melhoramento,
auxiliando a seleção prévia das plantas ou progênies com melhor qualidade da
pipoca. Os principais caracteres que podem auxiliar na seleção visual, são a
quantidade e distribuição do amido farináceo no endosperma, tamanho e
formato dos grãos, tamanho da ponta do grão e do gérmen. Outro caráter
correlacionado a capacidade de expansão é a espessura do pericarpo,
entretanto, não pode ser avaliado visualmente, precisa de equipamento
específico para sua medição (FANTIN et al., 1991). A espessura do pericarpo
não é uniforme no grão, é mais fina na coroa do grão e mais grossa nas partes
de contato com outros grãos. Em variedades de milho pipoca, a espessura na
coroa do grão variou de 55 a 72 microns, e no lado oposto do embrião, a
variação foi de 74 a 142 microns (SAWAZAKI, 1996).
2.6.3.1 Proporção de endosperma farináceo
O grão ideal de milho pipoca é o que tem maior proporção de
endosperma vítreo com pequena quantidade de endosperma farináceo no seu
centro, e que seja uniforme em todos os grãos. Temos observado que mesmo
em linhagens, existe variação na distribuição e proporção do endosperma
farináceo entre grãos de uma mesma espiga. Nos híbridos, manter essa
48
uniformidade é ainda mais difícil. O endosperma vítreo é o que contribui para
expansão do grão quando estourado, e o endosperma farináceo é importante
por reter água, que é o combustível para estouro do grão. Em linhagens, é
importante a seleção de materiais com 100% de endosperma vítreo, que em
combinações híbridas, podem contribuir para redução e uniformidade do
endosperma farináceo nos grãos.
2.6.3.2 Tamanho e formato dos grãos
Grãos muito grandes geralmente apresentam maior proporção de amido
farináceo, gérmen grande, grão chato tipo dente e menor índice de capacidade
de expansão, mesmo tendo uma flor de pipoca maior. Os grãos que
apresentam maior proporção de endosperma são os arredondados, com
gérmen pequeno e com menor ponta. Carter et al. (1989), relatam a
importância do tamanho dos grãos do milho pipoca, que tem correlação
negativa com a capacidade de expansão. Um método adotado pela indústria
nos Estados Unidos para classificar os híbridos quanto ao tamanho dos grãos,
é pelo número de grãos em 10 gramas.
2.6.3.3 Tamanho da ponta do grão e do gérmen
A ponta do grão é um tecido fibroso que prende o grão ao sabugo, e
temos observado que a ponta é maior nos grãos compridos e tipo dente, e
menor nos grãos arredondados, tipo pérola. Na flor de pipoca, esse tecido fica
aderido e contribui para diminuição da maciez. O embrião não contribui para
expansão da pipoca, e por ser rico em óleo e proteína, deve afetar o sabor e
aroma da pipoca. Visando aumentar o índice de capacidade de expansão está
se reduzindo o embrião nas linhagens e híbridos de milho pipoca.
2.6.4 Principais problemas da cultura do milho pipoca no Brasil
Na safra de verão e safrinha, os principais problemas observados são:
acamamento e quebramento do colmo, agravado pela necessidade de colheita
com os grãos com umidade abaixo de 18%; podridão de grãos agravados pelo
excesso de chuva no período pós-maturação, alta severidade de doenças
foliares, exigindo o controle químico, ataque de lagarta no cartucho e espiga,
49
exigindo várias aplicações de defensivos, danos mecânicos na colheita e
secagem, e armazenamento em condições inadequadas para conservação da
umidade dos grãos.
A indústria do milho pipoca no Brasil trabalha exclusivamente com um
único tipo de milho pipoca, que é o tipo americano, que tem maior aceitação
pelos consumidores, devido à melhor qualidade dos híbridos americanos. Esse
tipo apresenta grãos tipo pérola, de tamanho médio a grande, de cor mais
alaranjada brilhante, com pouca ponta e embrião pequeno. Para embalagens
de saquinho, requer um mínimo de capacidade de expansão variando de 30 a
37, dependendo da empresa; para micro-ondas, exige-se um mínimo de 40
mL.g-1.
2.6.5 Constituição química do grão de milho pipoca
Segundo Germani et al. 1997, os grãos das cultivares de milho pipoca
disponíveis em 1997, apresentaram em média 10,4 % de proteína, 3,9% de
gorduras, 56,5% de carboidratos e 22,9% de fibra, com valor energético de
302,9 kcal.100gramas-1. Dados de informação nutricional da pipoca Yoki,
apresentam valores maiores para carboidratos (68%) e valores semelhantes
para proteína (10,8%) e valor energético (312 kcal.100gramas-1).
O consumo de grãos de milho pipoca tem aumentado nos últimos anos
devido a propriedades nutraceuticas desses grãos, que tem estimulado o
consumo, porém poucos trabalhos foram realizados até o momento. Žilić et al.,
(2012), caracterizou os compostos bioativos de 10 cultivares de milho e
correlacionou a cor dos grãos aos principais fatores da presença destes
compostos, alterando os níveis de antocianinas, flavonóides e ácidos fenólicos,
que apresentam elevada importância devido aos seus efeitos benéficos para a
saúde humana, porém avaliou apenas nos grãos sem processamento. O
mesmo autor atribuiu a coloração laranja como uma fonte superior de próvitamina A, devido a constituição de carotenoides, sendo duas classes de
pigmentos carotenoides, os carotenos e as xantofilas, responsáveis pela cor
amarela e laranja do endosperma do milho, em geral, α-caroteno e β-caroteno
são os principais carotenos, enquanto β-criptoxantina, luteína e zeaxantina
50
constituem o grupo das xantofilas, porém após o processamento ainda não
foram realizados trabalhos para avaliação desses compostos.
2.6.6 Processamento de pipoca
Grãos de milho pipoca podem ser expandidos para o consumo de
diferentes formas, sendo que as principais são no forno micro-ondas, panela e
também em equipamentos próprios para a expansão, sendo que poucos
trabalhos foram realizados até o momento para avaliação deste na qualidade
dos grãos expandidos. Alguns trabalhos publicados em revistas magazine
realizados em micro-ondas, comparando a qualidade de alimentos preparados
tradicionalmente e em micro-ondas, afirmam que essa forma de preparo pode
favorecer a formação de amido resistente, consituinte este, que apresenta
elevada importância na alimentação, com funções fisiológicas significativas,
que auxiliam a prevenção de doenças cardiovasculares e cancerígenas, além
de fornecer uma quantidade de fibras importante para a alimentação.
O consumo de alimentos com pigmentação tem sido incentivado a cada
ano devido à importância destes compostos considerados precursores de
vitamina A, compostos retinóicos essenciais, atividade anticarcinogênica, com
a inibição dos cânceres de cólon, esôfago, pulmão, fígado, mama e pele
(CROZIER et al., 2009; GALLAGHER, 2004; RODRIGUEZ-AMAYA, 2001), e
como grãos de milho pipoca apresentam variabilidade genética, onde alguns
acessos possuem essas características, novos estudos devem ser realizados
para avaliação do comportamento destes durante o processamento.
A utilização de óleo durante o processamento é uma característica
utilizada por muitos consumidores, para melhorar as características sensoriais
do produto e também para acelerar o processo de expansão, pois acredita-se
que o volume após a expansão seja mais elevado, porém nenhum trabalho foi
realizado até o momento para avaliar as alterações que ocorrem nas
propriedades do amido durante este processamento, em presença e ausência
de óleo, sendo que este tratamento térmico pode resultar em alterações no
amido, podendo aumentar ou diminuir a formação de amido resistente.
O amido resistente apresenta propriedades nutraceuticas que tem
estimulado o seu consumo, principalmente por apresentar funções similares a
51
fibras durante o processo digestivo. Umas das maneiras aumentar o teor de
amido resistente é a utilização de tratamento térmico baixa umidade (TTBU),
que de acordo com trabalhos realizados, aumentam este teor devido às
interações entre as cadeias de amilose e amilopectina, porém em grãos ainda
não foram realizados, sendo que mais compostos podem interferir na qualidade
destes, como a presença de proteínas e lipídios, entretanto, a realização deste
antes do processo de expansão dos grãos de milho pipoca podem ser uma
alternativa para aumentar esta concentração.
52
3. Capítulo 1 - Efeitos da temperatura de secagem nos parâmetros
nutricionais, fisiológicos e tecnológicos de qualidade de grãos de milho
3.1 Introdução
A produção brasileira de grãos de milho (Zea mays L.) na safra de
2012/2013 foi de aproximadamente 60 milhões de toneladas, sendo que estes
grãos necessitam de processos de pós-colheita para atender as demandas das
indústrias alimentícias ao longo do ano. A secagem destaca-se como processo
importante para garantir a qualidade de conservação do produto, onde ocorre a
redução da atividade de água dos grãos, para reduzir a velocidade de reações
químicas e metabólicas que podem comprometer a qualidade do produto.
Na secagem, a temperatura é um dos parâmetros de controle, sendo
que atualmente não existem padrões fixos a serem utilizados, devido a grande
variabilidade de secadores. Trabalhos realizados com diferentes temperaturas
de secagem em secador de leito fluidizado avaliaram as propriedades do amido
de milho, e encontraram alterações nas propriedades de pasta, morfológicas,
térmicas em temperaturas superiores a 100°C (Malumba et al., 2009; Malumba
et al., 2010). Setiawan et al. (2010), avaliaram as propriedades do amido
isolado de grãos de milho secos em temperatura ambiente e secador, e
relataram alterações nas propriedades do amido, porém, poucos trabalhos
foram realizados até o momento para avaliar os efeitos da temperatura de
secagem nas propriedades industriais dos grãos. Assim, considerando a
importância dos grãos de milho, a utilização no setor industrial, e os efeitos que
condições incorretas de secagem podem causar na qualidade dos grãos, o
objetivo no trabalho foi avaliar os parâmetros tecnológicos, viscoamilográficos e
térmicos de grãos de milho secos nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e
120°C.
3.2 Material e Métodos
3.2.1 Material
Foram utilizados grãos de milho, do grupo semi-duro, classe amarela,
produzidos em 2014 no município de Santo Augusto, estado do Rio Grande do
Sul, Brasil, latitude S 27°53’18”, longitude W 53°47’20” e altitude de 489
53
metros. Os grãos foram colhidos mecanicamente com umidade de 27% e
transportados até o Laboratório de Grãos, da Universidade Federal de Pelotas,
onde foi conduzido o experimento. Amostras de 2,00 Kg foram submetidos a
secagem em estufa nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C até a
obtenção da umidade de 13%, conforme curvas de secagem apresentadas na
figura 9. Após a obtenção da umidade desejada, os grãos foram colocados em
sacos de polietileno de 0,2 mm de espessura de filme plástico para equalização
da umidade durante 7 dias, para posterior realização das análises. Para
realização das análises os grãos foram moídos em moinho Perten 3110 (Perten
knife grinder, model Laboratory Mill 3100, Huddinge, Sweden) até partículas de
tamanho 70 mesh (0,211 mm).
30
Umidade dos grãos (%)
25
20
15
10
5
0
0
200
400
600
800
1000
Tempo de secagem (minutos)
40 °C
60 °C
80 °C
100 °C
120 °C
y = -0,0330x² + 1,7952e-0,05x + 24,6489
y = -0,0755x² + 8,1197e-0,05x + 25,3323
y = -0,0972x² + 7,8650e-0,05x + 25,0000
y = -0,0965x² -0,0003x + 24,9615
y = 0,2360x² - 0,0008x + 25,3100
R² = 0,99
R² = 0,99
R² = 0,99
R² = 0,99
R² = 0,97
Figura 9 - Curvas de secagem dos grãos de milho, com umidade de 27%, secados nas
temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C.
3.2.2 Composição centesimal
A umidade foi determinada segundo normas da ASAE (2000), durante
24 horas a 105°C. Os teores de proteína bruta, cinzas, extrato etéreo foram
determinados de acordo com metodologia da Association of Official Analytical
Chemists - AOAC (2006), e o teor de carboidratos pela diferença dos demais
constituintes.
54
3.2.3 Parâmetros de cor
Os parâmetros de cor foram realizados em colorímetro Minolta modelo
CR-300, com 10 determinações, o qual indica as cores em um sistema
tridimensional conforme descrito por Good (2002), onde o parâmetro “L*” é uma
medida do brilho de preto (0) ao branco (100). Parâmetro “a*” descreve cores
de vermelho a verde, com valores positivos que indicam vermelhidão e valores
negativos indicando verdura. Parâmetro “b*” descreve as cores amarelo a azul,
valores positivos indicam amarelo e valores negativos indicam cor azul.
3.2.4 Germinação
O teor de germinação foi conduzido em quatro repetições de 50
sementes por lote, em rolo de papel toalha, em germinador regulado a 25°C,
embebido em água na quantidade de 2,5 vezes o peso do substrato seco,
visando adequado umedecimento, com as contagens feitas no 5° dia após a
semeadura, seguindo as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009). Os
resultados foram expressos em percentagem pela média das repetições.
3.2.5 Vigor
O teor de vigor foi realizado com o teste de frio, conduzido com quatro
repetições de 50 sementes por lote, em rolo de papel toalha, que foram
colocadas durante cinco dias na temperatura de 10°C, e posteriormente foram
levados para um germinador regulado a 25°C, e as contagens foram realizadas
no 5° dia após a semeadura, seguindo as Regras para Análise de Sementes
(Brasil, 2009). Os resultados foram expressos em percentagem pela média das
repetições.
3.2.6 Condutividade elétrica
A condutividade elétrica da água de hidratação foi determinada segundo
metodologia do International Seed Testing Association - ISTA (2008). Foram
contadas 4 repetições de 25 grãos, pesados e imersos em 75 mL de água
deionizada (em becker de 250 mL), colocadas em germinador regulado para a
temperatura constante de 20°C, e posteriormente incubados durante 24 horas.
55
As soluções foram agitadas suavemente e a condutividade elétrica foi
determinada com condutivímetro sem filtragem da solução. Os resultados
foram expressos em µS.cm-1.
3.2.7 pH
O pH foi determinado segundo método proposto por Rehman et
al.(2002). Um filtrado de 2 gramas de amostra moída (80 mesh tamanho)
agitados em 20 mL de água destilada, foi determinado em um eletrodo de vidro
pH metro (Pye Unicam, Inglaterra).
3.2.8 Coeficiente de hidratação
A capacidade de hidratação de solução na maceração foi determinada
de acordo com método proposto por Nasar-abbas et al. (2008b) com
modificações. Foram colocadas em Becker 50 gramas de amostra de grãos de
milho imersos em 125 mL de solução de bissulfito de sódio 0,1% (utilizada na
maceração durante o processo de extração do amido), permanecendo a uma
temperatura de 50°C durante 20 horas. Decorrido este tempo, a solução foi
eliminada, e a água livre da superfície dos grãos removida, com o uso de papel
absorvente.
3.2.9 Acidez do óleo
A acidez do óleo foi determinada seguindo o procedimento de titulação
descrito no método AACC 02-01A (AACC, 2000). A acidez titulável foi expressa
em mg de hidróxido de sódio necessário para neutralizar os ácidos em 100
gramas de amostra, utilizando uma solução de fenolftaleína como indicador.
3.2.10 Proteína solúvel
A solubilidade de proteínas em água foi determinada de acordo com o
método descrito por Liu et al. (1992), com modificações. Um grama de amostra
foi homogeneizado em 50 mL de água destilada por agitação constante durante
1 hora. O material foi centrifugado a 5300 g, por 20 minutos e coletado 2 mL do
sobrenadante. O teor de proteína foi determinado pelo método Kjeldahl e os
56
resultados determinados utilizando-se o fator de conversão 6,25, de acordo
com a Association of Official Analytical Chemists - AOAC (2006).
3.2.11 Índice de absorção e solubilidade em água
O índice de absorção de água foi determinado segundo metodologia de
Anderson et al. (1969). Em um tubo de centrífuga, previamente tarado, foram
colocados 2,5 g de amostra e 30 mL de água. Os tubos foram agitados por 30
minutos em agitador mecânico e, em seguida, centrifugados a 4000 rpm por 10
minutos. O líquido sobrenadante foi transferido, cuidadosamente, para cápsula
de alumínio previamente tarada e levada para estufa a 105°C por 12 horas.
3.2.12 Capacidade de absorção de óleo
A capacidade de absorção de óleo seguiu o método proposto por Lin et
al. (1974), com adaptações. Primeiramente foi feito a homogeneização de 0,5 g
de amostra com 3 g de óleo de soja refinado em um tubo de centrífuga
graduado, durante 1 minuto. Após repousar por 30 minutos, à temperatura
ambiente (22 - 25°C), as amostras foram centrifugadas durante 30 minutos a
1200 g. O sedimento do tubo da centrífuga, após separação do sobrenadante,
foi pesado, permitindo, então a determinação da capacidade de absorção de
óleo.
3.2.13 Parâmetros viscoamilográficos
As características viscoamilográficas foram avaliadas com o analisador
rápido de viscosidade (RVA- Rapid Visco Analyser), usando programa
Thermocline for Windows versão 1.10. O perfil utilizado foi o Standard Analysis
1. A quantidade de amostra utilizada para os testes foi de 5 gramas corrigidas
para 14% de umidade, conforme descrito por Singh et al. (2004).
3.2.14 Propriedades térmicas
As propriedades térmicas foram avaliadas utilizando um calorímetro
diferencial de varredura (DSC, TA Instruments, modelo 2010, New Castle,
USA). Foram pesados ± 2,5 mg de amostra em recipientes de alumínio e
adicionado água destilada (1:3 p/p). As amostras foram aquecidas em
57
atmosfera de nitrogênio de 20 a 100°C com uma rampa de aquecimento de
10°C por minuto. A entalpia de gelatinização (ΔH), temperatura inicial (To), pico
de temperatura (Tp) e temperatura final (Tf) de gelatinização foram computados
automaticamente e foi calculada a diferença de temperaturas (Tf - To).
3.2.15 Análise estatística
Os resultados foram submetidos à análise de variância ANOVA, e os
efeitos da temperatura de secagem foram avaliados pelo teste de Tukey
(p≤0,05) com o programa SAS (SAS, INSTITUTE, 2002).
3.3 Resultados e Discussão
Na tabela 3 estão apresentados os resultados de composição centesimal
dos grãos de milho submetidos a diferentes temperaturas de secagem. Os
resultados indicaram que as temperaturas de secagem entre 40 e 120°C não
alteraram os parâmetros nutricionais dos grãos.
Tabela 3. Composição centesimal (%) de grãos de milho secados nas temperaturas de 40, 60,
80, 100 e 120°C.
Temperaturas de
Umidade
Minerais
Lipídios
Proteína bruta Carboidratos
secagem (°C)
a
(%)
(%)
(%)
1,26±0,03
a
(%)
3,90±0,02
a
(%)
40
11,77±0,08
a
9,16±0,49
a
70,65±0,02
a
60
12,27±0,06
a
1,35±0,05
a
3,99±0,01
a
9,24±0,12
a
70,08±0,07
a
80
11,23±0,04
a
1,35±0,03
a
4,04±0,05
a
9,16±0,82
a
70,89±0,09
a
100
10,46±0,08
a
1,35±0,06
a
3,85±0,03
a
8,94±0,32
a
72,22±0,15
a
120
11,76±0,15
a
1,39±0,04
a
4,05±0,06
a
9,20±0,10
a
70,28±0,18
a
a
Médias aritméticas de três repetições seguidas por letras minúsculas iguais para cada coluna
não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
Os resultados de parâmetros colorimétricos (Tabela 4) indicam que o
parâmetro de cor L* e o parâmetro de cor a* não são afetados pelas
temperaturas de secagem, sendo afetado apenas o parâmetro de cor b*, onde
o valor reduziu nas temperaturas de 60, 80, 100 e 120°C, indicando um grão
com coloração amarela menos intensa. Os resultados estão de acordo com os
relatados por Nonier et al. (2004), que estudaram efeitos da temperatura e da
luz na degradação de carotenoides em temperatura ambiente e na ausência da
luz, verificando que a velocidade de degradação é lenta, porém à medida em
58
que se eleva a temperatura ocorre um aumento da velocidade de degradação,
reduzindo o teor total de carotenoides presentes nos grãos. Estruturalmente, a
vitamina A (retinol) é essencialmente uma metade da molécula de β-caroteno
(Rodriguez-Amaya & Kimura, 2004; Yuan et al., 2011), sendo que a
degradação em altas temperaturas reduz sua disponibilidade no momento da
ingestão.
Tabela 4. Parâmetros colorimétricos da farinha dos grãos de milho secados nas temperaturas
de 40, 60, 80, 100 e 120°C.
b
Parâmetros colorimétricos
Temperaturas de
Secagem (°C)
a
L*
a*
b*
40
86,19±0,89
a
-3,41±0,18
a
40,08±0,40
a
60
86,67±1,87
a
-3,77±0,20
a
36,24±0,90
b
80
88,17±0,59
a
-3,70±0,24
a
37,28±0,36
b
100
89,68±0,58
a
-4,01±0,19
a
35,36±1,24
b
120
89,30±0,34
a
-3,10±0,88
a
37,22±0,50
b
a
Médias aritméticas de dez repetições seguidas por letras minúsculas iguais para cada coluna
não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
b
L* (100= branco; and 0=preto), a* (positivo = vermelho; e negativo = verde), e b* (positivo=
amarelo; e negativo=azul).
A cor é um importante atributo de qualidade de alimentos, e sua
alteração pode indicar perda de qualidade durante seu processamento. Estudo
realizado por Chen et al. (1995) mostra correlação entre a perda da coloração
verificada no processamento de cenoura e a redução no teor de carotenoides.
Segundo Trono et al. (1998) e Farrington et al. (1981), os carotenoide livres
(luteínas) são rapidamente oxidados logo após o processo de moagem, quando
há exposição destes substratos para a lipoxigenase que, anteriormente, se
encontrava nas camadas externas do grão.
Os resultados dos parâmetros fisiológicos dos grãos (Tabela 5) indicam
que a germinação, vigor e condutividade elétrica são afetadas pela temperatura
de secagem. Os teores de germinação e vigor foram reduzidos para 0,00% nas
temperaturas de 80,100 e 120°C. Não houve diferença nas temperaturas de 40
e 60°C. A redução do teor de germinação dos grãos decorre das alterações
que ocorrem na estrutura das membranas dos grãos, pois quando a
temperatura e a umidade dos grãos são elevadas, as alterações são mais
59
significativas, resultando em perda da qualidade final do produto em curtos
períodos de tempo.
Tabela 5. Parâmetros fisiológicos de qualidade de grãos de milho secados nas temperaturas de
40, 60, 80, 100 e 120°C.
Temperaturas de
Germinação
Vigor
Condutividade elétrica
Secagem (°C)
a
(%)
-1
(%)
-1
(µS.cm .g )
40
99,50±0,58
a
98,50±1,29
a
10,30±0,12
a
60
97,75±1,71
a
98,25±1,71
a
10,28±0,53
a
80
0,00±0,00
b
0,00±0,00
b
13,08±0,77
b
100
0,00±0,00
b
0,00±0,00
b
13,05±0,40
b
120
0,00±0,00
b
0,00±0,00
b
13,55±0,93
b
a
Médias aritméticas de três repetições seguidas por letras minúsculas iguais para cada coluna
não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
A condutividade elétrica aumentou de 10,30 e 10,28 µS.cm -1.g-1 nas
temperaturas de 40 e 60°C, respectivamente, para 13,08, 13,05 e 13,55 µS.cm 1
.g-1, nas temperaturas de 80, 100 e 120°C, respectivamente. Segundo Costa
et al. (2010) e Faroni et al. (2005), a leitura da condutividade elétrica pode ser
utilizada para avaliar o vigor, pois está relacionado com a quantidade de íons
lixiviados na solução e a integridade das membranas celulares, sendo que
membranas desestruturadas e danificadas, resultado do incorreta práticas de
manejo, elevam o valor da condutividade elétrica e consequentemente
reduzem o vigor dos grãos e sementes.
Na tabela 6 são apresentados os resultados dos parâmetros
tecnológicos dos grãos de milho secados nas diferentes temperaturas.
Tabela 6. Parâmetros tecnológicos de qualidade de grãos de milho secados nas temperaturas
de 40, 60, 80, 100 e 120°C.
Temperaturas
Coeficiente de Acidez do óleo (mg de Proteína solúvel
pH
a
de secagem (°C)
hidratação
NaOH.100gramas)
(%)
a
40
6,49 ±0,07
a
68,95 ±0,05
a
0,94 ±0,23
a
18,13 ±1,08
a
60
6,42 ±0,06
a
67,82 ±0,14
a
1,11 ±0,04
a
18,64 ±0,43
a
80
6,46 ±0,02
a
67,85 ±0,12
a
0,87 ±0,09
a
17,15 ±1,23
a
100
6,39 ±0,01
b
66,55 ±0,09
a
0,95 ±0,25
a
13,40 ±0,82
b
120
6,33 ±0,02
c
64,54 ±0,05
b
1,05 ±0,14
a
10,42 ±0,84
c
Médias aritméticas de três repetições seguidas por letras minúsculas iguais para cada coluna
não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
60
Os resultados indicam que houve uma redução do pH nas temperaturas
de 100 e 120°C, reduzindo de 6,46 na temperatura de 80°C, para 6,39 e 6,33,
nas temperaturas de 100 e 120°C, respectivamente. A redução observada no
pH pode ser atribuído as extremidades livres de aminoácidos, peptídeos e da
presença de ácidos, que conforme Fargerson (1969) e Gardner (1979) podem
ser resultado dos produtos da Reação de Maillard, devido à alta temperatura
utilizada na presença de carboidratos e aminoácidos nos grãos, não
comprometendo tecnologicamente a utilização destes grãos.
O coeficiente de hidratação reduziu apenas na temperatura de 120°C
quando comparado às demais temperatura de secagem (Tabela 6). Segundo
Bemiller e Whistler (2009), para permitir uma adequada solubilização das
proteínas durante o processo de moagem úmida para extração de amido, os
mesmos indicam níveis superiores a 45% como suficientes para promover uma
desestruturação das ligações dissulfídicas das proteínas, permitindo a
lixiviação do amido durante o processo de moagem úmida.
O teor de acidez não sofreu alteração nas diferentes temperaturas de
secagem. Segundo Genkawa et al. (2008) o teor de acidez é uma variável
analisada de grande importância, porque durante o armazenamento as
alterações ocorrem mais rapidamente nos lipídios, quando comparados à
amido e proteínas, porém durante a secagem não foram observadas
alterações.
O teor de proteína solúvel reduziu nas temperaturas de 100 e 120°C,
indicando que estas temperaturas provocam alterações na qualidade dos
grãos. De acordo com Sirisoontaralak e Noomhorm (2007), interações coloidais
entre amido e proteína formam uma estrutura física mais estável, insolúvel em
água durante o armazenamento, resultando na redução da solubilidade. Teo et
al. (2000), em estudo realizado com farinha de arroz, encontrou resultados que
afirmam que um pequeno aumento em ligações dissulfídicas com as proteínas,
pode ocorrer redução da solubilidade e afetar o processo de gelatinização da
farinha. O processo de extração de amido pelo processo de moagem úmida
(wet-milling) é fortemente influenciado pelo aumento das interações entre
amido e proteína, reduzindo os rendimentos de extração, sendo necessários
61
utilização de níveis mais elevados de dióxido de enxofre (SO 2) ou maior tempo
durante o processo de hidratação dos grãos, fatores estes que podem alterar
as propriedades do amido.
Os resultados de índice de absorção de água, solubilidade em água e
capacidade de absorção dos grãos são apresentados na tabela 7. O índice de
absorção de água não diferiu nas temperaturas de secagem utilizadas. O
índice de solubilidade em água dos grãos reduziu nas temperaturas de 80, 100
e 120°C, não apresentando diferença nas temperaturas de 40 e 60°C.
Comportamento semelhante foi observado para a capacidade de absorção de
óleo, sendo que as maiores diferenças foram observadas na temperatura de
120°C.
Tabela 7. Índice de absorção de água, de solubilidade em água e capacidade de absorção de
óleo da farinha dos grãos de milho secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C.
Índice de absorção Índice de solubilidade
Capacidade de
Temperaturas de
de água
em água
absorção de óleo
a
secagem
(%)
(%)
(%)
40°C
40,42±0,18
a
5,57±0,08
a
171,72±2,28
a
60°C
38,94±0,15
a
5,64±0,09
a
164,36±1,75
a
80°C
39,58±0,67
a
5,33±0,07
b
145,72±2,25
b
100°C
39,31±0,60
a
5,26±0,15
bc
136,80±2,65
bc
120°C
39,09±0,64
a
5,14±0,06
c
129,59±2,12
c
a
Médias aritméticas de três repetições seguidas por letras minúsculas iguais para cada coluna
não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
Na figura 10 e tabela 8 são apresentados os parâmetros de temperatura
de pasta, viscosidade máxima, viscosidade de quebra, viscosidade final e
retrogradação dos grãos analisados no RVA (Rapid Visco Analyser). De acordo
com Perdon et al. (1997), os parâmetros viscoamilográficos indicam o
comportamento dos grãos durante o processamento. A temperatura de pasta
não apresentou diferença nas temperaturas avaliadas. A viscosidade máxima
aumentou apenas na temperatura de 120°C. A viscosidade de quebra reduziu
nas temperaturas de 80, 100 e 120°C, apresentando diferença estatística entre
essas. A viscosidade final aumentou nas temperaturas de 100 e 120°C, quando
comparado às demais temperaturas. A retrogradação reduziu principalmente
na temperatura de 80°C.
62
63
a
75,53±0,60
76,35±0,49
76,68±0,11
76,35±0,57
60
80
100
120
a
a
a
a
a
305,75±2,01
267,09±6,13
259,96±3,83
273,54±1,47
252,60±3,10
(RVU)
a
b
b
b
b
Viscosidade máxima
19,80±1,24
21,17±3,42
36,88±2,54
72,67±0,00
70,00±0,90
(RVU)
d
c
b
a
a
Viscosidade de quebra
635,21±4,19
568,84±5,49
524,88±2,65
532,21±0,53
530,10±3,50
(RVU)
a
b
c
c
c
Viscosidade final
349,25±3,42
322,92±9,78
301,79±1,36
331,34±2,00
347,50±0,50
(RVU)
63
a
bc
c
ab
a
Retrogradação
Médias aritméticas de três repetições seguidas por letras minúsculas iguais para cada coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
76,30±0,40
(°C)
Temperatura de pasta
40
secagem (°C)
a
Temperaturas de
Tabela 8. Parâmetros viscoamilográficos (RVA) dos grãos de milho secados nas temperaturas de 40, 60, 80, 100 e 120°C.
Graphical Analysis Results - 15/04/14
120
120°C°C
600
100°C
Viscosity RVU
100 °C
80°C
80
°C
60°C
60
°C
40°C
40 °C
RVU
450
300
150
Newport Scientific Pty Ltd
0
0
3
6
9
12
15
Time mins
Tempo (minutos)
Figura 10 - Parâmetros viscoamilográficos dos grãos de milho secados nas temperaturas de
40, 60, 80, 100 e 120°C.
Os
parâmetros
viscoamilográficos
ligados
a
gelatinização
são
influenciados pela presença, orientação e natureza da superfície das interações
do amido com lípidios e proteínas, que são ricos em aminoácidos básicos e
possuem propriedades hidrofílicas, formando ligações glicosídicas e peptídicas
(ZHOU et al., 2003; SIRISOONTARALAK & NOOMHORM, 2007). Um pequeno
aumento na estrutura das proteínas pode reduzir a fragilidade dos grânulos de
amido intumescidos, ficando os grânulos inchados menos suscetíveis à
desagregação (HAMAKER & GRIFFIN, 1993), resultando em maior valor de
retrogradação.
De acordo com Zhou et al. (2003), a redução no valor de viscosidade de
quebra é o índice que melhor explica as alterações de qualidade dos grãos,
valores que segundo Noomhorm et al. (1997), indicaram uma menor
capacidade de rompimentos dos grânulos de amido após o armazenamento,
resultado da complexação da amilose, estrutura linear da molécula do amido,
com outros constituintes dos grãos, principalmente com proteínas, fortalecendo
64
essas interações, e consequentemente, aumentando a estabilidade dos
grânulos durante o aquecimento.
Segundo Martin e Fitzgerald (2002), proteínas podem influenciar os
parâmetros determinados em RVA, através de ligação com água, que aumenta
a concentração da dispersão antes da gelatinização do amido, principalmente
pela rede formada pelas pontes de dissulfetos, estando de acordo com os
resultados de solubilidade proteica, onde houve uma redução da solubilidade
proteica nas temperaturas superiores a 80°C.
Na figura 11 e tabela 9 são apresentados os resultados das
propriedades térmicas dos grãos de milho determinadas em calorímetro
diferencial de varredura.
DSC
mW/mg
40°C
60°C
80°C
100°C
120°C
60.00
70.00
80.00
Temperatura
(°C)
T
emp [C]
90.00
Figura 11 - Propriedades térmicas dos grãos de milho secados nas temperaturas de 40, 60, 80,
100 e 120°C.
Os resultados indicaram que nas temperaturas de 80, 100 e 120°C
houve um aumento na temperatura de pico e na entalpia necessária para a
gelatinização. A entalpia e as temperaturas de gelatinização, segundo Zhou et
al. (2010) ao avaliar as propriedades térmicas de arroz armazenado em
diferentes condições são afetadas pela temperatura e pelo tempo de
armazenamento. Ji et al. (2004) postularam a hipótese de que o início
temperatura de gelatinização seria uma medida da perfeição de cristais de
65
amido, sendo que cristais menos perfeitos mostram baixas temperaturas de
início de gelatinização, entretanto no trabalho não foram encontrados variações
grandes, o que indica que o aumento na temperatura de secagem não provoca
grandes alterações na estrutura dos grânulos de amido, constituintes dos grãos
de milho.
Tabela 9. Propriedades térmicas dos grãos de milho secados nas temperaturas de 40, 60, 80,
100 e 120°C.
a
Temperaturas de transição (°C)
Temperaturas de
Entalpia
-1
To
Tp
Tc
∆T (Tc - To)
(J.g )
40°C
70,09
74,83
79,63
9,54
8,58
60°C
69,54
74,89
81,00
11,46
8,26
80°C
69,31
75,01
79,79
10,48
9,50
100°C
70,27
75,20
81,07
10,80
9,74
120°C
70,00
75,78
80,89
10,89
9,32
secagem
a
To= temperatura inicial de pico, Tp= temperatura de pico máximo, Tc= temperatura final do
pico, ∆T= diferença entre temperatura inicial e temperatura final, ∆H= entalpia de gelatinização.
3.4 Conclusões
Temperaturas superiores a 60°C afetam a qualidade dos grãos,
reduzindo a qualidade dos parâmetros fisiológicos, viscoamilográficos, térmicos
e da solubilidade das proteínas, reduzindo a qualidade industrial dos grãos,
principalmente quando destinados a extração de amido, sendo assim
necessário ter-se cuidados durante o processo de secagem dos grãos, para
garantir uma maior qualidade e valor comercial dos grãos.
66
4. Capítulo 2 - Qualidade do amido extraído de grãos de milho com
defeitos
4.1 Introdução
A principal fonte botânica utilizada para extração de amido é o milho,
representando mais de 80% do mercado mundial (Jobling, 2004). O amido é o
principal constituinte dos grãos de milho, aproximadamente 72-73% do total
(SANDHU et al., 2007). Entre todos os tipos de amidos, o amido de milho é um
ingrediente importante na elaboração de produtos alimentares, e tem sido
amplamente utilizado como espessante, estabilizante coloidal, gelificante, na
retenção de água e como adesivo (SINGH et al., 2003).
Devido a grande importância dos grãos de milho para produção de
amido, estes precisam ser limpos, secos e armazenados ao longo do ano para
permitirem a utilização industrial. A qualidade de armazenamento está
relacionada com a qualidade inicial dos grãos, porém durante o período de
armazenamento os grãos são influenciados por fatores como temperatura,
umidade dos grãos, umidade relativa do ar, atmosfera de armazenamento, teor
de grãos quebrados, teor de impurezas, presença de micro-organismos,
insetos, ácaros e tempo de armazenamento.
Vários fatores podem resultar na formação de grãos com defeitos, que
muitas vezes são impossibilitados de serem comercializados, ou os valores
pagos por esses grãos são muitos baixos, necessitando assim uma alternativa
para comercialização, que pode ser a extração de amido. Em trabalho
realizado por Gloria et al. (2002), os autores avaliaram a qualidade de amido
extraído de grãos de milho Tipo 1, Tipo 2, Tipo 3 de acordo com Instrução
Normativa do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento de 1976, e
encontraram diferenças na pureza e propriedades do amido isolado, porém não
avaliaram as alterações provocadas pelos defeitos isoladamento, de acordo
com a nova Instrução Normativa, de 2011. Assim, considerando a elevada
utilização de amido de milho na indústria alimentícia, e a busca de alternativas
para grãos de milho com defeitos, o objetivo no trabalho foi avaliar as
propriedades
físico-químicas,
de
cristalinidade,
de
pasta,
térmicas
e
morfológicas do amido extraído dos grãos de milho sem defeitos, e com os
67
defeitos:
quebrados,
fermentados,
ardidos,
mofados,
carunchados,
germinados, e chochos e imaturos.
4.2 Material e Métodos
4.2.1 Material
Foram utilizados grãos de milho (Zea mays, L.), da classe amarela,
produzidos no munícipio de Pelotas, e armazenados no Laboratório de Póscolheita, Industrialização e Qualidade de Grãos, Departamento de Ciência e
Tecnologia
Agroindustrial,
Faculdade
de
Agronomia
Eliseu
Maciel,
Universidade Federal de Pelotas. Os grãos com elevado teor de defeitos foram
separados por classificador oficial de grãos registrado no MAPA - Ministério da
Agricultura Pecuária e Abastecimento com número EAC 1.867, de acordo com
a Instrução Normativa MAPA N° 60, de 22 de dezembro de 2011, publicada no
D.O.U de 23.11.2011. Os grãos foram separados em:
Grãos sem defeitos: grãos inteiros que se apresentam isentos da presença de
manchas ou outras alterações consideradas defeitos.
Grãos quebrados: os pedaços de grãos que vazarem pela peneira de crivos
circulares de 5,00 mm (cinco milímetros) de diâmetro e ficarem retidos na
peneira de crivos circulares de 3,00 mm (três milímetros) de diâmetro.
Grãos fermentados: os grãos ou pedaços de grãos que apresentam
escurecimento parcial do gérmen ou do endosperma, provocado por processo
fermentativo ou calor, sendo também considerados como fermentados, devido
à semelhança de aspecto, os grãos que se apresentam parcialmente
queimados; grãos que apresentam plúmula roxa, como característica varietal,
não são considerados grãos defeituosos;
Grãos ardidos: os grãos ou pedaços de grãos que apresentam escurecimento
total, por ação do calor, umidade ou fermentação avançada atingindo a
totalidade da massa do grão, sendo também considerados como ardidos,
devido à semelhança de aspecto, os grãos totalmente queimados.
Grãos
mofados:
os grãos ou
pedaços de
grãos que apresentam
contaminações fúngicas (mofo ou bolor) visíveis a olho nu, independentemente
do tamanho da área atingida, bem como os grãos ou pedaços de grãos que
68
apresentam coloração esverdeada ou azulada no germe, produzida pela
presença de fungos.
Grãos germinados: os grãos ou pedaços de grãos que apresentam início
visível de germinação, induzida artificialmente.
Grãos carunchados: os grãos ou pedaços de grãos que se apresentam
atacados por insetos pragas de grãos armazenados em qualquer de suas fases
evolutivas.
Grãos chochos e imaturos: os grãos desprovidos de massa interna,
enrijecidos e que se apresentam enrugados por desenvolvimento fisiológico
incompleto, sendo que os grãos pequenos e os de endosperma córneo (ponta
de espiga) não serão considerados chochos ou imaturos, sendo considerados
grãos normais.
Figura 12 - Amostras de grãos separadas para extração de amido: sem defeitos (1), quebrados
(2), fermentados (3), ardidos (4), mofados (5), germinados (6), carunchados (7), chochos e
imaturos (8).
Para avaliação das propriedades dos grãos, estes foram moídos em
moinho Perten 3100 (Perten knife grinder, model Laboratory Mill 3100,
Huddinge, Sweden) com peneira de 60 mesh para uniformização da
granulometria das amostras.
69
4.2.2 Métodos
4.2.2.1 Extração do amido
A extração foi realizada de acordo com método adaptado de Shandu et
al., (2005), com 200 gramas de grãos de milho, adicionando 500 mL de solução
de bissulfito de sódio (NaHSO3) 0,1%, e mantidos em temperatura de 50°C
durante 20 horas. A água foi drenada e os grãos triturados em moedor até a
menor fração possível (moagem úmida). A amostra triturada foi filtrada em
peneira de 100 mesh, e o filtrado foi coletado e passado em peneira de 270
mesh, coletando-se novamente o material filtrado. O filtrado amido-proteico foi
deixado em repouso durante 4 horas para decantação. O sobrenadante foi
removido e a camada de amido sedimentado foi ressuspensa com água
destilada. O material foi centrifugado a 5000g por 20 minutos, removendo a
camada proteica, e novamente suspendeu-se o amido com água centrifugando
e coletando no final apenas o amido precipitado da centrifugação. O amido foi
seco em estufa a 40°C durante 12 horas com circulação de ar até umidade de
11%. Depois de seco, o amido foi moído em moinho Perten 3100 (Perten knife
grinder, model Laboratory Mill 3100, Huddinge, Sweden) com peneira de 60
mesh para uniformização da granulometria das amostras. O rendimento de
extração foi determinado com a pesagem do amido obtido após a secagem, e
os resultados expressos em percentagem, considerando 100 gramas de grãos
utilizados para extração.
4.2.2.2 Parâmetros de cor
Os parâmetros de cor dos grãos e do amido foram realizados em
colorímetro Minolta modelo CR-300, com 10 determinações.
4.2.2.3 Pureza do amido
Os teores de proteína bruta e lipídios foram determinados de acordo
com metodologia da Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 2006).
4.2.2.4 Propriedades de pasta dos grãos e do amido
As características viscoamilográficas dos amidos foram avaliadas com o
analisador rápido de viscosidade (RVA- Rapid Visco Analyser), usando
70
programa Thermocline for Windows versão 1.10. O perfil utilizado foi o
Standard Analysis 1. A quantidade de amostra utilizada para os testes foi de 5
gramas para farinha e 3 gramas para amido, corrigidas para 14% de umidade,
conforme descrito por conforme descrito por Singh et al. (2004).
4.2.2.5 Teor de amilose
O teor de amilose foi determinado por método colorimétrico com iodo,
conforme método de McGrane et al. (1998), com modificações sugeridas por
Hoover e Ratnayake (2000).
4.2.2.6 Poder de inchamento e solubilidade
O poder de inchamento e a solubilidade dos amidos de milho foram
determinados de acordo com o método descrito por Leach et al. (1959). A
determinação ocorreu mediante suspensão de 1 grama de amido em 50 mL de
água destilada em tubos de centrífuga falcon previamente tarados. A
suspensão foi agitada e levada a banho-maria com agitação constante por 30
minutos na temperatura de 90°C. Após os tubos foram resfriados à temperatura
ambiente e centrifugados a 1000 g por 20 minutos. O sobrenadante foi coletado
e levado à estufa a 105°C até peso constante para a quantificação do amido
solubilizado. O amido sedimentado no tubo de centrifuga foi pesado para
determinação do poder de inchamento. Calculou-se a solubilidade através da
relação entre a massa solúvel e a massa inicial de amido, expressa em
porcentagem, sendo o poder de inchamento obtido pela relação entre a massa
intumescida e a massa inicial de amido.
4.2.2.7 Propriedades térmicas
As propriedades térmicas das amostras foram estudadas utilizando um
calorímetro diferencial de varredura (DSC, TA Instruments, modelo 2010, New
Castle, USA). Foram pesados ± 2,5 mg de amido em recipientes de alumínio e
adicionado água destilada (1:3 p/p). As amostras foram aquecidas em
atmosfera de nitrogênio de 20 a 100°C com uma rampa de aquecimento de
10°C por minuto. A entalpia de gelatinização (ΔH), temperatura inicial (To), pico
71
de temperatura (Tp), temperatura final (Tf) de gelatinização foram computados
automaticamente e foi calculada a diferença de temperaturas (Tf - To).
4.2.2.8 Índice de cristalinidade relativa (Raio-X)
Os padrões de difração de raio-X foram obtidos com um difractômetro de
raios X (XRD-6000, Shimadzu, Brasil). A região de varredura da difração variou
de 5 a 30°, com uma tensão de 30 Kv, uma corrente de 30 mA e uma
velocidade de digitalização de 1° por minuto. O índice de cristalinidade relativa
(IC) dos grânulos de amido foi quantitativamente estimado de acordo com
método proposto por Rabek (1980). O IC foi definido como a razão entre a área
da região cristalina (Ac) e a área total coberta pela curva (Ac + Aa), composta
pela área da região cristalina (Ac) e a área da região amorfa (Aa), a partir da
equação abaixo.
IC (%) 
Ac x 100
Ac  Aa
4.2.2.9 Análise estatística
Os resultados foram submetidos à análise de variância ANOVA, e os
efeitos da presença dos defeitos foram avaliados pelo teste de Tukey (p≤0,05)
com o programa SAS (SAS, INSTITUTE, 2002).
4.3 Resultados e Discussão
4.3.1 Propriedades dos grãos
Na tabela 10 são apresentados os resultados de cor e de proteína bruta
dos grãos sem defeitos, e dos grãos quebrados, fermentados, ardidos,
mofados, germinados, carunchados e chochos e imaturos. Os resultados
indicaram que os parâmetros do perfil colorimétrico são afetados pela presença
de defeitos nas amostras, sendo que o valor L* reduziu nos principalmente nos
grãos ardidos, mofados e fermentados. O valor a* mais elevado foi observado
nos grãos ardidos. O valor b* reduziu nos grãos ardidos, germinados e
carunchados, onde os valores encontrados foram de 23,20, 26,71 e 26,60,
respectivamente, quando comparado aos grãos sem defeitos onde os valores
72
obsevados foram de 35,89, indicando que a presença dos defeitos provocu um
escurecimento da farinha, reduzindo a coloração amarela, característica
desejada para comercialização.
Tabela 10. Parâmetros do perfil colorimétrico e teor de proteína bruta de grãos de milho sem
defeitos, e de grãos quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados e
chochos e imaturos.
b
Parâmetros de cor
Teor de proteína
a
Grãos de milho
bruta (%)
L*
a*
b*
Sem Defeitos
85,97±1,72
a
-1,56±1,18
b
35,89±2,20
a
8,72±0,07
b
Quebrados
85,99±1,34
a
-1,74±0,18
b
35,65±3,06
a
8,97±0,02
b
Fermentados
82,47±1,38
c
-2,17±0,13
b
30,58±0,88
b
9,00±0,07
b
Ardidos
79,09±3,95
d
-0,39±0,41
a
23,20±1,47
d
8,75±0,10
b
Mofados
81,75±1,13
c
-1,94±0,17
b
30,93±1,80
b
8,87±0,17
b
Germinados
85,47±0,35
ab
-1,70±0,11
b
26,71±0,38
c
8,85±0,17
b
Carunchados
80,65±0,56
cd
-1,53±0,24
b
26,60±1,28
c
8,93±0,20
b
Chochos e imaturos
82,85±2,16
bc
-1,86±0,40
b
30,19±1,93
b
10,23±0,21
a
a
Médias aritméticas de três repetições, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma
coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
b
L* (100= branco; e 0= preto), a* (positivo = vermelho; e negativo = verde), e b* (positivo=
amarelo; e negativo = azul).
A formação de grãos ardidos, germinados e carunchados, ocorre pela
utilização de práticas inadequadas de armazenamento, onde reações ocorrem
no interior dos grãos, resultando em formação de pigmentos escuros, exceto
para os grãos carunchados, que são originados do ataque de insetos,
principalmente do gênero Sitophilus. De acordo com Lamberts et al. (2008), a
formação de melanoidinas envolve grupamento carbonila de açúcares
redutores e grupamento amino dos aminoácidos (principalmente lisina),
peptídos, ou proteínas, induzindo a alterações nutricionais, onde tempos longos
sob temperaturas elevadas favorecem a formação destes pigmentos. As
reduções podem ser resultado da oxidação dos carotenoides presentes nos
grãos, responsáveis pela coloração amarelada (ŽILIĆ et al., 2012) que são
degradados em temperaturas mais elevadas, implicando em menor valor b*.
Os resultados de proteína bruta (Tabela 10) indicaram que houve um
aumento no teor nos grãos chochos e imaturos, onde o teor encontrado foi de
10,23%, superior ao encontrado nos grãos sem defeitos que foi de 8,72%. Os
grãos chochos e imaturos, são resultados de desenvolvimento incompleto dos
73
grãos durante o processo de enchimento dos grãos, ou de fatores climáticos
como temperatura elevada e baixos índices pluviométricos, que afetam a
formação de amido nos grãos, que são os últimos a serem sintetizados, sendo
portanto maior o teor de proteína bruta.
Na figura 13 e tabela 11 são apresentados os resultados dos parâmetros
viscoamilográficos dos grãos sem defeitos e dos diferentes defeitos avaliados.
Graphical Analysis Results - 01/07/14
735
800
2
Viscosity RVU
1
RVU
600
8
400
200
4
6
0
Newport Scientific Pty Ltd
0
3
6
9
12
15
Time
mins
Tempo (minutos)
Figura 13 - Parâmetros viscoamilográficos de grãos sem defeitos (1), e de grãos quebrados (2),
fermentados (3), ardidos (4), mofados (5), germinados (6), carunchados (7) e chochos e
imaturos (8).
74
75
73,85±0,40
73,43±0,08
75,95±0,05
72,15±0,45
76,98±0,38
85,15±0,43
Fermentados
Ardidos
Mofados
Germinados
Carunchados
Chochos e imaturos
a
b
e
bc
d
d
c
d
140,55±2,88
378,58±0,25
22,92±0,17
377,30±5,88
86,88±0,46
307,75±4,00
288,92±3,75
307,75±4,00
d
a
f
a
e
b
c
b
6,75±4,08
49,63±1,55
19,38±0,38
48,59±0,76
35,29±0,54
82,92±5,50
49,04±1,79
82,92±5,50
e
b
d
b
c
a
b
a
288,92±2,67
485,79±1,96
3,96±0,63
486,63±6,55
110,34±0,34
453,13±1,71
521,46±0,13
453,13±1,71
d
b
f
b
e
c
a
c
422,92±1,67
814,75±0,17
7,80±0,13
815,78±0,05
161,84±0,17
677,96±0,21
761,34±1,84
677,96±0,21
d
a
f
a
e
c
b
c
75
Médias aritméticas simples de três repetições, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
75,43±0,53
Quebrados
a
73,85±0,40
Sem Defeitos
Tabela 11. Parâmetros viscoamilográficos dos grãos de milho sem defeitos, e de grãos quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados
e chochos e imaturos.
Temperatura
Viscosidade máxima Quebra de viscosidade
Retrogradação
Viscosidade
a
Grãos de milho
de pasta (°C)
(RVU)
(RVU)
(RVU)
final (RVU)
Os resultados indicam que a temperatura de pasta mais elevada foi
observada nos grãos chochos e imaturos, e a menor nos grãos germinados,
onde os valores encontrados foram de 85,15 e 72,15°C, respectivamente. O
maior valor observado nos grãos chochos e imaturos, é devido a maior
presença de cadeias curtas de amido, devido a incompleta formação dos
grãos, pois a formação da cadeias longas de amilopectina ocorre no final da
síntese, exigindo estas cadeias curtas uma maior temperatura para formação
de pasta. O menor valor observado nos grãos germinados, é resultado da
atividade enzimática de proteases e alfa-amilases quando inicia o processo de
germinação, que degradam proteínas e amido, respectivamente, para iniciar a
formação da plântula e o desenvolvimento vegetativo.
O maior valor de viscosidade máxima foi observado nos grãos mofados
e carunchados, seguidos dos grãos sem defeitos e fermentados. Os menores
valores de viscosidade foram observados nos grãos ardidos e germinados,
onde os valores de viscosidade foram de 86,88 e 22,92 RVU, respectivamente,
indicando que a formação desses defeitos afeta a qualidade da farinha. Em
trabalhos realizados com arroz, os autores Dhaliwal et al. (1991) e Awazuhara
et al. (2000), atribuíram mudanças no comprimento da cadeia ramificada de
amilopectina do amido à hidrólise enzimática, onde a alfa-amilase ataca a
região amorfa de amilopectina, que consistia de cadeia longas, hidrolisando
essas à cadeias intermediárias, reduzindo o peso molecular da amilopectina.
Segundo Hasjim e Jane (2009), a redução no peso molecular do amido pode
acelerar a cristalização do amido e aumentar o teor de amido resistente, além
disso, Sirisoontaralak e Noomhorm (2006), em estudo realizado com arroz
irradiado, afirmam que a redução da viscosidade máxima é resultado da
desestruturação da amilose e da amilopectina dos grânulos de amido.
De acordo com Zhou et al. (2003), a redução no valor de quebra de
viscosidade é o índice que melhor explica as alterações durante o
armazenamento dos grãos, sendo que de acordo com Paraginski et al. (2014),
a presença de defeitos em grãos de arroz beneficiado polido reduz os valores,
indicando que as interações são mais fortes, resultando em um arroz com
qualidade inferior.
76
Os grãos germinados e chochos e imaturos foram os que apresentaram
os menores valores, 19,38 e 6,75 RVU, respectivamente, indicando que
alterações ocorrem nos grãos. Foram observados valores mais elevados nos
grãos sem defeitos e fermentados, onde os valores encontrados foram de
82,92 RVU para ambos, confirmando os resultados de que grãos fermentados
são “defeitos leves”. Os menores valores de retrogradação foram observados
nos grãos germinados e ardidos, respectivamente, onde os valores
encontrados foram de 3,96 e 110,34 RVU, indicando que ocorrem alterações
na qualidade da farinha quando desenvolvidos esses defeitos, que são
considerados “defeitos graves” pela legislação que determina os parâmetros de
comercialização.
Os valores de viscosidade final reduziram principalmente nos grãos
ardidos e germinados, onde os valores encontrados foram de 161,84 e 7,80
RVU, respectivamente, quando comparado aos grãos sem defeitos, onde os
valores encontrados foram de 677,96 RVU. Nos grãos mofados e carunchados
houve um aumento no valor de viscosidade final. A viscosidade final da farinha
é um parâmetro utilizado para avaliar a qualidade de farinha, sendo que de
acordo com Tananuwong e Malila (2011), grânulos mais inchados são menos
resistentes à força de cisalhamento, aumentando a decomposição, sendo que
com o aumento do tempo de armazenamento, ocorre intensificação das
ligações dissulfídicas, e forma-se uma rede grande e forte de proteínas,
retardando a absorção de água, que afeta os picos de viscosidade, pois a
amilose e a amilopectina podem se reassociar e formar uma estrutura
altamente ordenada mediante refrigeração, o que explica os resultados obtidos,
que indicam o fortalecimento das interações entre amido e proteínas,
resultando em aumento da viscosidade final.
Martin e Fitzgerald (2002) afirmam que proteínas podem influenciar os
parâmetros determinados em RVA, através de ligação com a água,
aumentando a concentração da dispersão antes da gelatinização do amido,
principalmente pela rede formada pelas pontes de dissulfetos. Segundo
Chrastil e Zarins (1992), ao avaliarem armazenamento de arroz, mudanças nas
propriedades e interações das proteínas contribuem para alterações nas
propriedades de pasta, principalmente na viscosidade de quebra, pois o
77
número de ligações dissulfídicas aumenta com o armazenamento, sendo estas
menos sensíveis a degradação.
4.3.2 Propriedades do amido extraído
Na tabela 12 são apresentados os resultados de rendimento de
extração, teor de amilose, parâmetros de cor e pureza do amido. Os resultados
indicaram que o rendimento de extração diferiu apenas nos grãos chochos e
imaturos, onde os rendimentos obsevados foram de 43,26%, quando
comparado aos grãos sem defeitos, onde os valores encontrados foram de
56,87%. Os rendimentos de extração foram semelhantes aos encotrados por
Malumba et al. (2009), que obteve rendimentos de extração entre 43,30 e
64,40% ao avaliar a extração de grãos de milho submetidos a secagem com
temperaturas de ar entre 80 e 130ºC, e aos de Paraginski et al. (2014), que
obteve rendimento de extração entre 59,07 e 66,94% ao avaliar as
propriedades do amido isolado de grãos de milho armazenados nas
temperaturas de 5, 15, 25 e 35°C durante doze meses. O menor rendimento
observado nos grãos chochos e imaturos pode ser resultado do maior teor de
proteína bruta nesses grãos, observado na tabela 10. Segundo Sodhi et al.
(2003), durante o armazenamento podem ocorrer interações entre proteínas,
ácidos graxos e amido, principalmente com as cadeias de amilose, que de
acordo com Salman e Les (2007), formam complexos helicoidais, alterando as
propriedades do amido e reduzem o rendimento de extração, sendo as
alterações no armazenamento que originam a formação de defeitos.
O conteúdo de amilose mais elevado foi observado no amido dos grãos
ardidos (24,07%) e o menor foi observado no amido dos grãos germinados
(21,40%). O menor valor observado nos germinados pode ser resultado da
atividade enzimática, onde pode ocorrer degradação das cadeias de amilose
pelas enzimas amilolíticas. Os parâmetros de cor do amido indicaram que não
houve diferença no valor L* e valor b* do perfil colorimétrico do amido, sendo
que foram observadas diferenças de cor apenas no valor a*, que avalia a cor
de vermelho (positivo) a verde (negativo).
78
Tabela 12. Rendimento de extração, teor de amilose, parâmetros de cor e pureza dos amidos extraídos de grãos de milho sem defeitos, e de grãos
quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e imaturos.
b
Rendimento de
Conteúdo de
Parâmetros de cor
Proteínas
Lipídios
a
Grãos de milho
extração (%)
amilose (%)
(%)
(%)
L*
a*
b*
Sem Defeitos
56,87±2,83
a
22,59±0,74
bc
97,54±2,01
a
-1,28±0,19
dc
4,83±0,45
a
0,32±0,02
ab
0,10±0,01
ab
Quebrados
52,39±5,07
ab
23,02±0,93
ab
98,39±1,33
a
-1,36±0,18
d
5,72±1,34
a
0,32±0,13
ab
0,15±0,01
ab
Fermentados
51,24±1,59
ab
22,55±0,12
bc
97,08±2,18
a
-1,18±0,18
cd
5,00±1,21
a
0,41±0,02
a
0,20±0,12
ab
Ardidos
47,57±2,21
ab
24,07±0,86
a
96,15±2,15
a
-0,66±0,06
a
4,95±0,77
a
0,25±0,05
b
0,11±0,03
ab
Mofados
51,03±3,25
ab
23,36±0,42
ab
97,15±1,31
a
-1,16±0,10
c
5,02±1,16
a
0,26±0,07
ab
0,08±0,00
b
Germinados
57,31±2,54
a
21,40±0,37
c
97,78±1,46
a
-0,89±0,05
b
4,62±1,11
a
0,38±0,04
ab
0,12±0,02
ab
Carunchados
54,39±1,12
a
22,06±0,60
bc
95,73±2,23
a
-0,98±0,07
b
4,80±0,77
a
0,32±0,02
ab
0,20±0,00
ab
Chochos e imaturos
43,26±2,73
b
23,38±0,52
ab
96,20±2,49
a
-1,36±0,14
d
5,47±0,85
a
0,34±0,02
ab
0,21±0,03
a
a
b
79
Médias aritméticas de três repetições, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
L* (100= branco; e 0= preto), a* (positivo = vermelho; e negativo = verde), e b* (positivo= amarelo; e negativo = azul).
79
A pureza do amido, avaliada pelos teores residuais de proteína e
lipídios, indicam que o amido apresenta uma boa pureza, pois os teores
residuais de proteína variaram de 0,25 a 0,41%, e os de lipídios de 0,08 a
0,21%, estando de acordo com trabalhos realizados por Malumba et al. (2009),
que encotraram teor residual de proteína inferior a 1,5%, e a Haros e Suarez
(1997), que ao avaliar o rendimento de extração de amido, encontrou teor
residual de proteína no amido superior a 0,74%, variando entre 0,90 e 5,72%, e
atribuiu ao método de extração utilizado.
Na figura 14 e tabela 13 são apresentados os resultados das
propriedades de pasta do amido extraído dos grãos sem defeitos e com os
defeitos individuais separados.
Graphical Analysis Results - 01/07/14
7
320
1
Viscosity RVU
5
3
4
2
8
6
RVU
240
160
80
Newport Scientific Pty Ltd
0
0
3
6
9
12
15
Tempo
Time(minutos)
mins
Figura 14 - Propriedades de pasta dos amidos de grãos de milho sem defeitos (1), e de grãos
quebrados (2), fermentados (3), ardidos (4), mofados (5), germinados (6), carunchados (7) e
chochos e imaturos (8).
80
81
73,93±0,53
75,10±0,00
74,00±0,30
75,88±0,03
75,13±0,03
77,53±0,03
Fermentados
Ardidos
Mofados
Germinados
Carunchados
Chochos e imaturos
a
c
b
d
c
d
c
d
242,29±1,21
251,17±0,25
211,34±1,92
257,38±1,49
240,04±1,29
250,96±2,04
238,50±1,42
265,50±0,00
d
c
e
b
d
c
d
a
60,34±1,09
64,00±4,17
45,96±2,88
74,34±2,84
56,75±3,83
71,88±3,30
64,24±3,41
87,17±0,25
d
cd
e
b
d
cb
cd
a
98,25±0,92
112,42±5,34
74,13±7,46
115,79±2,54
100,96±6,21
115,50±1,75
110,84±2,17
124,59±2,67
d
bc
e
ab
cd
ab
bc
a
280,21±1,38
299,59±0,99
239,50±6,50
298,50±1,67
284,25±3,67
294,58±0,50
285,04±2,71
302,92±2,42
b
a
c
a
b
a
b
a
81
Médias aritméticas de três repetições, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
74,73±0,33
Quebrados
a
73,50±0,05
Sem Defeitos
Tabela 13. Propriedades de pasta dos amidos extraídos de grãos de milho sem defeitos, e de grãos quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados,
carunchados e chochos e imaturos.
Temperatura de
Viscosidade máxima Viscosidade de quebra
Retrogradação
Viscosidade final
a
Grãos de milho
pasta (ºC)
(RVU)
(RVU)
(RVU)
(RVU)
Os resultados indicaram que a temperatura de pasta mais elevada foi
observada nos amidos isolados dos grãos chochos e imaturos, estando de
acordo com os resultados observado na farinha, onde os valores mais elevados
foram nestes grãos. De acordo com Wang et al. (2002), à interação entre o
amido e as proteínas de constituição dos grãos, podem retardar o
intumescimento e proteger o amido do cisalhamento mecânico, resultando em
uma temperatura de pasta mais elevada.
A viscosidade máxima reduziu para todos os defeitos quando
comparado aos grãos sem defeitos (265,50 RVU), sendo que os menores
valores foram observados nos grãos germinados (211,34 RVU), quebrados
(238,50 RVU), ardidos (240,04 RVU) e chochos e imaturos (242,29 RVU).
Singh et al. (2011), relataram que a diminuição da viscosidade máxima pode
ser atribuída ao aumento da ligação de hidrogênio inter e intra-molecular nas
ligações de cadeias do amido.
A quebra de viscosidade também reduziu no amido extraído dos grãos
com defeitos, sendo que as maiores alterações foram observadas nos grãos
germinados, onde os valores reduziram de 87,17 RVU no amido dos grãos sem
defeitos, para 45,96 RVU no amido dos grãos germinados. A redução da
viscosidade de acordo com Singh et al. (2003), reflete a redução da habilidade
dos grânulos para inchar livremente antes de seu esgotamento físico, e
segundo Jane et al. (1999), podem ser afetados pelo
teor de amilose,
comprimento e distribuição das cadeias de amilopectina, alterando as
propriedades de pasta do amido, principalmente a viscosidade máxima.
A retrogradação reduziu principalmente no amido dos grãos germinados
e chochos e imaturos, onde os valores encontrados foram de 74,13 e 98,25
RVU, respectivamente, quando comparado ao amido dos grãos sem defeitos,
que foi de 124,59 RVU. De acordo com Hughes et al. (2009), estes maiores
valores de retrogradação e viscosidade de quebra refletem o maior poder de
inchamento dos grânulos de amido e a rápida agregação das cadeias de
amilose lixiviadas, respectivamente. A viscosidade final reduziu principalmente
nos grãos germinados (239,50 RVU), sendo que não foram observadas
diferenças nos
amidos
isolados dos grãos fermentados, mofados e
carunchados, quando comparado ao amido dos grãos sem defeitos.
82
Na figura 15 são apresentados os resultados de poder de inchamento do
amido extraído dos grãos sem defeitos e dos diferentes defeitos separados.
-1
Figura 15 - Poder de inchamento (g.g ) do amido extraído de grãos de milho sem defeitos, e de
grãos quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e
imaturos.
Os
resultados
indicam
que
o
poder
de
inchamento
reduziu
principalmente no amido extraído dos grãos mofados, germinados, chochos e
imaturos, onde os valores foram respectivamente de 12,48, 13,57 e 13,58 g.g-1,
quando comparado ao amido dos grãos sem defeitos, onde o valor encontrado
foi de 14,62 g.g-1. Os resultados estão de acordo com Sandhu e Singh (2007),
que relataram valores de poder de inchamento entre 13,0 e 20,7 g.g-1 em nove
variedades de milho do Estado de Iowa (EUA). Segundo Leach et al. (1959) a
força de ligação dentro dos grânulos de amido influenciam o poder de
inchamento, sendo que um amido altamente associado deve ser relativamente
resistente ao aumento de volume, consequentemente, deve apresentar menor
poder de inchamento.
Na figura 16 são apresentados os resultados de solubilidade do amido
extraído dos grãos sem defeitos e dos diferenes defeitos separados.
83
Figura 16 - Solubilidade (%) do amido extraído de grãos de milho sem defeitos, e de grãos
quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e imaturos.
Os resultados indicaram que houve um aumento na solubilidade do
amido, principalmente no extraído dos grãos germinados (10,13%), sendo que
estes valores reduziram nos grãos fermentados, ardidos, carunchados e
chochos e imaturos, quando comparados ao amido extraído dos grãos sem
defeitos. O maior valor de solubilidade pode ser atribuído a uma estrutura
menos rígida dos grânulos de amido obtido de grãos armazenados, permitindo
a lixiviação de compostos durante o aquecimento. Segundo Nayouf et al.
(2003) a solubilidade é resultado de grânulos inchados sem água intesticial
entre as partículas, obtidos após o arrefecimento e centrifugação.
Na tabela 14 e figura 17 são apresentados os resultados das
propriedades térmicas do amido extraído dos grãos sem defeitos e dos
diferentes defeitos isolados. Os resultados indicaram que o amido extraído dos
grãos chochos e imaturos, apresentaram as maiores diferenças de temperatura
de pico, variação de temperatura entre o pico inicial e final, e na entalpia
necessária para gelatinização, quando comparado ao amido dos grãos sem
defeitos.
A maior temperatura de pico observada está de acordo com os
resultados de temperatura de pasta da análise de RVA, onde os valores mais
elevados foram observados na farinha e amido dos grãos chochos e imaturos,
84
confirmando a hipótese de Malumba et al. (2010), que afirmaram que esses
dois parâmetros possuem relação.
DSC
mW
1
2
3
4
5
6
7
8
50.00
60.00
70.00
T emp [C] (°C)
Temperatura
80.00
90.00
Figura 17 - Propriedades térmicas dos amidos extraídos de grãos de milho sem defeitos (1), e
de grãos quebrados (2), fermentados (3), ardidos (4), mofados (5), germinados (6),
carunchados (7) e chochos e imaturos (8).
Tabela 14. Propriedades térmicas dos amidos extraídos de grãos de milho sem defeitos, e de
grãos quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e
imaturos.
a
Temperatura de transição (°C)
Entalpia
Grãos de milho
-1
(J.g )
To
Tp
Tf
ΔT
Sem Defeitos
65,61
70,12
75,19
9,58
8,41
Quebrados
67,09
71,29
76,21
9,12
8,85
Fermentados
66,49
70,78
75,05
8,56
7,41
Ardidos
65,84
70,06
75,06
9,22
9,06
Mofados
65,77
70,21
75,15
9,38
8,92
Germinados
66,56
70,46
74,67
8,11
8,41
Carunchados
66,62
71,06
75,28
8,66
7,51
Chochos e Imaturos
66,47
71,98
77,75
11,28
13,53
a
To= temperatura inicial de pico, Tp=temperatura de pico máximo, Tf= temperatura final de
gelatinização, ∆T= diferença entre temperatura inicial e temperatura de conclusão, ∆H=
entalpia de gelatinização.
85
De acordo com Barichello et al. (1990), altas temperaturas de transição
de gelatinização são indicativos de um elevado grau de cristalinidade, o que
proporciona maior estabilidade estrutural e torna a gelatinização do amido
difícil. Os resultados de variação entre a temperatura inicial e final de pico,
indicam a estrutura do amido (Paraginski et al., 2014) sendo que o maior valor
observado no amido dos grãos chochos e imaturos quando comparado ao
amido dos grãos sem defeitos, indicaram uma menor estrutura organizacional
das cadeias de amilose e amilopectina, indicando que a formação do amido
nestes grãos é incompleta, como descrito anteriormente no que refere-se a
fatores que interferem na qualidade deste amido. Ji et al. (2004), sugeriram que
a temperatura inicial de gelatinização seria uma medida da perfeição dos
cristais de amido, onde cristais menos estruturados mostram baixas
temperaturas iniciais de gelatinização.
O valor de entalpia, calculado a partir do gráfico de DSC, indica a
energia necessária para que ocorra a gelatinização do amido, sendo que
quanto maiores estes valores, maior é a energia necessária para que ocorra
uma gelatinização mais elevada. O maior valor observado no amido isolado
dos grãos chochos e imaturos, indicam que o amido apresenta uma maior
estrutura morfólogica, o que dificulta a gelatinização, sendo exigida uma maior
quantidade de energia. Alvani et al. (2011), afirmaram que a entalpia de
gelatinização é um indicativo de perda da organização molecular ou do
rompimentos das pontes de hidrogênio no interior dos grânulos.
Na figura 18 e tabela 15 são apresentados os resultados de raio-X do
amido extraído dos grãos com e sem defeitos. Os padrões de cristalinidade são
definidos com base nos espaços interplanares e na intensidade relativa das
linhas de difração dos raios-x, sendo que todas as amostras de amido
mostraram o padrão de difração típico do tipo A, com maiores picos 2θ em 15º,
17º, 18º, e 23º, (Zobel, 1964).
Os resultados indicam que houve uma redução na cristalinidade do
amido isolado dos grãos ardidos e quebrados, onde os valores reduziram de
21,79% dos grãos sem defeitos, para 17,59% e 18,06%, respectivamente. No
amido dos grãos chochos e imaturos houve um aumento na cristalinidade
(23,51%), e estes resultados estão de acordo com os resultados de DSC e
86
RVA, indicando que a formação dos grãos é incompleta, e afeta as
Intensidade
propriedades do amido.
1
2
3
4
5
6
7
8
0
10
20
30
40
50
Ângulo de difração (2)
Figura 18 - Gráficos de raio-X dos amidos isolados de grãos de milho sem defeitos (1), e de
grãos quebrados (2), fermentados (3), ardidos (4), mofados (5), germinados (6), carunchados
(7) e chochos e imaturos (8).
Tabela 15. Cristalinidade dos amidos isolados de grãos de milho sem defeitos, e de grãos
quebrados, fermentados, ardidos, mofados, germinados, carunchados e chochos e imaturos.
Intensidade dos picos (CPS*)
Cristalinidade
Amostras
relativa (%)
15
17
18
20
23
Sem Defeitos
1020
1090
1178
758
1004
21,79
Quebrados
1032
1198
1176
828
994
18,06
Fermentados
1026
1182
1092
826
990
19,01
Ardidos
1004
1058
1136
804
912
17,59
Mofados
998
1100
1092
802
984
20,41
Germinados
1008
1168
1140
820
970
22,00
Carunchados
1014
1152
1106
848
1018
20,56
Chochos e imaturos
984
1034
1136
764
982
23,51
* CPS - counts por segundo
Segundo Setiawan et al. (2010), a alfa-amilase ataca a região amorfa da
amilopectina, principalmente as cadeias longas, hidrolisando para cadeias de
comprimentos intermédios, o que reduz o peso molecular da amilopectina,
entretanto estes resultados não foram observados nos grãos germinados. Em
trabalhos realizados com arroz, os autores Dhaliwal et al. (1991) e Awazuhara
87
et al. (2000), atribuíram mudanças no comprimento da cadeia ramificada de
amilopectina do amido à hidrólise enzimática, onde a alfa-amilase ataca a
região amorfa da amilopectina, composta por cadeias longas, hidrolisando as
cadeias intermediárias e reduz o peso molecular da amilopectina.
4.4 Conclusões
A presença de defeitos afetaram as propriedades de pasta e
colorimétricas da farinha dos grãos de milho com defeitos, principalmente nos
grãos ardidos e germinados, sendo a extração de amido uma alternativa para
esses grãos, pois a presença dos defeitos avaliados (quebrados, fermentados,
ardidos, mofados, germinados, carunchados, chochos e imaturos), provocou
alterações no rendimento apenas nos grãos chochos e imaturos, onde houve
uma redução, não comprometendo totalmente a qualidade para utilização deste
amido. As propriedades de pasta foram afetadas, sendo as alterações menos
intensas quando comparado às alterações observadas nas farinhas, entretanto
as maiores alterações foram observadas no amido extraído dos grãos ardidos e
germinados, quando comparado aos demais defeitos.
88
5. Capítulo 3 - Efeitos da presença de óleo nas propriedades do amido
durante o processo de expansão de grãos de milho pipoca em microondas
5.1 Introdução
O milho pipoca (Zea mays L.) é um tipo de milho que tem como
característica principal, grãos duros e pequenos que tem a capacidade de
estourar devido a uma pressão de 135 psi formada dentro do grão quando
aquecidos em torno de 177°C (HOSENEY et al., 1983). Os grãos de milho
pipoca podem ser expandidos para o consumo de diferentes formas, sendo que
as principais são em micro-ondas, panela e também em equipamentos próprios
para a expansão, sendo que poucos trabalhos foram realizados até o momento
para avaliação deste na qualidade dos produtos.
A utilização de micro-ondas é observada em diversas operações de
processamento de alimentos, como o aquecimento, descongelamento,
cozimento, pasteurização, secagem e expansão (DECAREAU & PETERSON,
1986). O funcionamento de micro-ondas ocorre com ondas eletromagnéticas
na faixa de frequência de 300-300.000 MHz. Moléculas polares, como água ou
íons, absorvem a energia de micro-ondas e tentam orientar-se com respeito ao
campo elétrico. A rápida mudança na sua orientação gera calor pela fricção
molecular causada por rompimento de fracas ligações de hidrogênio (SUMNU,
2001).
A utilização de óleo durante o processamento é uma característica
utilizada por muitos consumidores, para melhorar as características sensoriais
dos produtos alimentícios e também a acelerar o processo, porém nenhum
trabalho foi realizado até o momento para avaliar as alterações que ocorrem
nas propriedades do amido durante este processamento, em presença e
ausência de óleo em micro-ondas. Assim, considerando a grande utilização de
micro-ondas e a falta de informações sobre as alterações no amido durante o
processo de expansão de grãos de milho pipoca, o objetivo no trabalho foi
avaliar o efeito da presença e ausência de óleo sobre as propriedades físicoquímicas, viscoamilográficas, térmicas e de cristalinidade do amido isolado
89
durante e após o processo de expansão de grãos de milho pipoca amarela em
micro-ondas.
5.2 Material e Métodos
5.2.1 Material
Foram utilizados grãos de milho pipoca da classe amarela obtidos no
comércio local do munícipio de Pelotas, Brasil. A expansão foi realizada com
auxílio de micro-ondas (Modelo Electrolux Ponto Certo MEP 41, Brasil). Foram
colocados 50 gramas de grãos de milho pipoca no interior de sacos elaborados
com papel “mata-borão”, e os grãos foram colocados em micro-ondas durante
os tempos de 30, 60 e 90 segundos. Nos tempos de 0 segundo (sem
tratamento), 30 segundos e 60 segundos, os grãos de milho pipocas não
expandiram, sendo que alguns grãos expandidos foram retirados da amostra
de trabalho. No tratamento de 90 segundos houve a expansão da pipoca,
sendo retirados os grãos não expandidos para extração de amido dos grãos de
milho pipoca não expandidas.
Para avaliação dos parâmetros químicos, os grãos foram moídos em
moinho Perten 3100 (Perten knife grinder, modelo Laboratory Mill 3100,
Huddinge, Sweden) com peneira de 60 mesh para uniformização da
granulometria das amostras.
5.2.2 Métodos
5.2.2.1 Extração de amido
A extração de amido dos grãos de milho pipoca foi realizada de acordo
com método adaptado de Shandu et al. (2005), com 200 gramas de grãos de
milho, adicionando 500 mL de solução de bissulfito de sódio (NaHSO3) 0,1%, e
mantidos na temperatura de 50°C durante 20 horas. A água foi drenada e os
grãos triturados em moedor até a menor fração possível (moagem úmida). A
amostra triturada foi filtrada em peneira de 100 mesh, e o filtrado foi coletado e
passado em peneira de 270 mesh, coletando-se novamente o material filtrado.
O filtrado amido-proteico foi deixado em repouso durante 4 horas para
decantação. O sobrenadante foi removido e a camada de amido sedimentado
foi ressuspensa com água destilada. O material foi centrifugado a 5000 g por
90
20 minutos, removendo a camada proteica, e novamente suspendeu-se o
amido com água, centrifugando e coletando no final apenas o amido
precipitado da centrifugação. O amido foi seco em estufa a 40°C durante 12
horas com circulação de ar até umidade de 11%. Depois de seco, o amido foi
moído em moinho Perten 3100 (Perten knife grinder, modelo Laboratory Mill
3100, Huddinge, Sweden) com peneira de 60 mesh para uniformização da
granulometria das amostras.
5.2.2.2 Parâmetros de cor
Os parâmetros de cor dos grãos e dos amidos foram realizados em
colorímetro Minolta modelo CR-300, com 10 determinações, onde o parâmetro
“L” é uma medida do brilho de preto (0) ao branco (100). Parâmetro “a”
descreve cores de vermelho a verde, com valores positivos que indicam
vermelhidão e valores negativos indicando verdura. Parâmetro “b” descreve as
cores amarelo a azul, valores positivos indicam amarelo e valores negativos
indicam cor azul.
5.2.2.3 Composição química
Os teores de proteína bruta e lipídios foram determinados de acordo
com metodologia da Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 2006).
5.2.2.4 Propriedades de pasta dos grãos e do amido
As características viscoamilográficas dos amidos foram avaliadas com o
analisador rápido de viscosidade (RVA- Rapid Visco Analyser), usando
programa Thermocline for Windows versão 1.10. O perfil utilizado foi o
Standard Analysis 1. A quantidade de amostra utilizada para os testes foi de 5
gramas corrigidas para 14% de umidade, conforme descrito por Singh et al.
(2004).
5.2.2.5 Poder de inchamento e solubilidade
O poder de inchamento e a solubilidade dos amidos de milho pipoca
foram determinados de acordo com o método descrito por Leach et al. (1959).
A determinação ocorreu mediante suspensão de 1 grama de amido (base
91
úmida) em 50 mL de água destilada em tubos de falcon previamente tarados. A
suspensão foi agitada e levada a banho-maria com agitação constante por 30
minutos nas temperaturas de 60, 70, 80 e 90°C. Após os tubos foram resfriados
à temperatura ambiente e centrifugados a 1000 g por 20 minutos. O
sobrenadante foi coletado e levado à estufa a 105°C até peso constante para a
quantificação do amido solubilizado. O amido sedimentado no tubo de
centrifuga foi pesado para determinação do poder de inchamento. Calculou-se
a solubilidade através da relação entre a massa solúvel e a massa inicial de
amido, expressa em porcentagem, sendo o poder de inchamento obtido pela
relação entre a massa intumescida e a massa inicial do amido.
5.2.2.6 Propriedades térmicas
As propriedades térmicas das amostras foram estudadas utilizando um
calorímetro diferencial de varredura (DSC, TA Instruments, modelo 2010, New
Castle, USA). Foram pesados ± 2,5 mg de amido em recipientes de alumínio e
adicionado água destilada (1:3 p/p). As amostras foram aquecidas em
atmosfera de nitrogênio de 20 a 100°C com uma rampa de aquecimento de
10°C por minuto. A entalpia de gelatinização (ΔH), temperatura inicial (To), pico
de temperatura (Tp), temperatura final (Tc) de gelatinização foram computados
automaticamente e foi calculada a diferença de temperaturas (Tc - To).
5.2.2.7 Índice de cristalinidade relativa (Raio-X)
Os padrões de difração de raio-X foram obtidos com um difractômetro de
raios X (XRD-6000, Shimadzu, Brasil). A região de varredura da difração variou
de 5 a 30°, com uma tensão de 30 Kv, uma corrente de 30 mA e uma
velocidade de digitalização de 1° por minuto. O índice de cristalinidade relativa
(IC) dos grânulos de amido foi quantitativamente estimado de acordo com
método proposto por Rabek (1980). O IC é definido como a razão entre a área
da região cristalina (Ac) e a área total coberta pela curva (Ac + Aa), composta
pela área da região cristalina (Ac) e a área da região amorfa (Aa), a partir da
equação abaixo.
92
IC (%) 
Ac x 100
Ac  Aa
5.2.2.9 Análise estatística
Os resultados foram submetidos à análise de variância ANOVA, e o
efeito do tempo de expansão e da presença do óleo foram avaliados pelo teste
de Tukey (p≤0,05) com o programa SAS (SAS, INSTITUTE, 2002).
5.3 Resultados e Discussão
5.3.1 Propriedades dos grãos
Na tabela 16 e figura 19 são apresentadas as propriedades de pasta da
farinha dos grãos de milho pipoca. Os resultados indicam que o aumento do
tempo de tratamento provocou uma redução na temperatura de pasta apenas
aos 90 segundos. A viscosidade máxima no tratamento com óleo reduziu
apenas no tempo de 60 segundos, entretanto no tratamento sem óleo reduziu
de 48,29 RVU (sem tratamento), para 28,42 RVU (30 segundos) e 12,50 RVU
(60 segundos), resultado de uma gelatinização parcial que começa a ocorrer no
amido, entretanto no tratamento com óleo, estes afetam a análise de RVA.
A quebra de viscosidade no tratamento com óleo aumentou apenas no
tempo de 90 segundos, não diferindo nos grãos sem tratamento, 30 e 60
segundos. Nos grãos sem óleo, a viscosidade de quebra mais elevada foi
observada no tratamento 30 segundos. A redução da viscosidade de quebra
pode ser atribuída á uma interação entre as cadeias de amilose com os demais
constituintes dos grãos durante o aquecimento, principalmente com proteínas e
lipídios, que dificultam a gelatinização total do amido. De acordo com Zhou et
al. (2003), a redução no valor de quebra de viscosidade é o índice que melhor
explica as alterações entre os constituintes dos grãos, valores que indicam uma
menor capacidade de rompimento dos grânulos de amido, resultado da
complexação da amilose, estrutura linear da molécula do amido, com outros
constituintes dos grãos, principalmente com proteínas, fortalecendo essas
interações.
93
94
Nd*
90 segundos
a
b
b
a
b
46,13±0,80
12,50±0,00
28,42±0,25
a
c
b
48,29±2,10 ª
171,04±9,29
146,96±6,38
175,13±7,71 ª
185,83±3,25 ª
b
b
b
b
3,80±0,13
2,54±0,04
c
d
5,67±0,09 ª
4,88±0,46
34,00±2,83 ª
12,38±1,80
16,71±1,63
12,21±0,29
d
c
58,54±0,71
21,96±0,29
52,00±0,33
b
d
c
100,21±2,21 ª
228,29±8,04
296,25±9,50
404,92±8,42
b
501,09±7,16 ª
d
c
b
16,21±0,21
12,00±0,33
29,25±0,17
c
d
b
55,71±1,71 ª
91,25±6,08
161,68±9,92
246,50±9,33
327,46±3,63 ª
94
* Valor não determinados.
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo, não
diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
Nd*
95,00±0,00
30 segundos
60 segundos
88,90±0,00
Sem tratamento
Sem óleo
70,65±4,45
81,63±0,72 ª
60 segundos
90 segundos
80,70±0,85 ª
30 segundos
a
79,38±0,42
Sem tratamento
Com óleo
Tabela 16. Propriedades viscoamilográficas dos grãos de milho pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do processo de expansão.
Temperatura de pasta
Viscosidade máxima
Quebra de viscosidade
Viscosidade final
Retrogradação
a
Processo de expansão
(°C)
(RVU)
(RVU)
(RVU)
(RVU)
Figura 19 - Gráficos de RVA dos grãos de milho pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo
do processo de expansão.
A viscosidade final reduziu com o aumento do tempo nos grãos com a
presença de óleo, reduzindo de 501,09 RVU nos grãos sem tratamento para
228,19 RVU no tratamento de 90 segundos. Nos grãos sem a presença de
óleo, os valores de viscosidade final reduziram de 100,21 RVU nos grãos sem
95
tratamento, para 52,00, 21,96 e 58,54 RVU nos tratamentos de 30, 60 e 90
segundos. Os resultados encontrados estão de acordo com Arns et al. (2014),
que ao avaliar o tratamento térmico em arroz casca antes da parboilização, nos
tempos de 10, 30 e 60 minutos, encontraram alterações nas propriedades de
pasta, ocorrendo redução no pico de viscosidade, na viscosidade de quebra,
viscosidade final e na retrogradação.
A retrogradação reduziu com o aumento do tempo de tratamento, em
ambos os tratamentos, com óleo e sem óleo. Estes resultados estão de acordo
com Arns et al. (2014), que encontraram redução na retrogradação de grãos de
arroz em casca submetidos a diferentes tempos de tratamento antes da
parboilização. Além disso, alterações na estrutura das proteínas podem reduzir
a fragilidade dos grânulos de amido intumescidos, estando os grânulos
inchados menos suscetíveis à desagregação (HAMAKER & GRIFFIN, 1993),
aumentando o valor de retrogradação. De acordo com Cereda (2001), a quebra
de viscosidade é função da fragilidade dos grânulos intumescidos, por ação do
calor e agitação mecanica, sendo que segundo Cereda (2003), quanto maior o
valor de quebra, maior a retrogradação.
Na tabela 17 são apresentados os resultados de índice de absorção e
solubilidade em água, e capacidade de absorção de óleo. Os resultados
indicaram que houve um aumento do índice de absorção de água com o
aumento do tempo de tratamento, de 30 para 60 segundos, nos tratamentos
com óleo e sem óleo. O aumento da capacidade de absorção de água com o
aumento do tempo de expansão pode ser resultado da maior danificação da
estrutura granular, pois de acordo com Gutkoski et al. (2007), a absorção de
água aumenta com a intensidade de danificação dos grânulos de amido.
O índice de solubilidade mais elevado foi observado no tempo de 90
segundos para os tratamentos com e sem óleo (Tabela 17). No tratamento sem
óleo não houve diferença nos grãos sem tratamento, 30 segundos e 90
segundos. Os resultados estão de acordo com Fernandes et al. (2002), que
descreve que o aumento do índice de solubilidade em água se deve,
principalmente a maior fragmentação do amido, aumentando a quantidade de
sólidos solúveis presentes.
A capacidade de absorção de óleo mais elevada foi observada nos
grãos submetidos a tratamento de 90 segundos nos tratamentos com e sem
96
óleo. Nos grãos sem tratamento, 30 segundos e 60 segundos, com e sem a
presença de óleo, não houve diferença.
Tabela 17. Índice de absorção de água, solubilidade em água e capacidade de absorção de
óleo dos grãos de milho pipoca amarela avaliadas com óleo e sem óleo ao longo do processo
de expansão.
Índice de absorção
Índice de
Capacidade de
Processo de expansão
a
de água
solubilidade em água
absorção de óleo
(%)
(%)
(%)
Com óleo
Sem tratamento
240,71±6,12
d
5,47±0,20
b
216,59±18,63
b
30 segundos
294,82±4,89
c
4,13±0,21
c
238,75±33,73
b
60 segundos
370,88±7,34
b
4,00±0,16
c
249,26±05,43
b
90 segundos
520,50±4,63 ª
12,65±0,43 ª
617,05±14,08 ª
Sem óleo
Sem tratamento
249,46±6,72
d
3,75±0,02
b
213,51±14,34
b
30 segundos
263,78±2,65
c
3,87±0,03
b
207,58±12,04
b
60 segundos
321,00±6,53
b
3,61±0,05
b
218,09±06,87
b
90 segundos
508,46±4,77 ª
11,40±0,41
a
1068,08±38,86
a
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma
coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo, não diferem entre si pelo teste de Tukey
(p≤0,05).
Na tabela 18 são apresentados os resultados dos parâmetros
colorimétricos da farinha. O aumento do tempo de tratamento com óleo e sem
óleo provocou um aumento no valor L* e uma redução no valor b*, aumentando
os valores de 75,51 para 91,81 e reduzindo de 57,83 para 19,55,
respectivamente nos grãos com óleo. Nos grãos sem óleo, houve um aumento
de 86,42 para 90,82 no valor L*, nos grãos sem tratamento e com 90
segundos. O valor b* reduziu de 41,64 nos grãos sem tratamentos para 16,15
nos grãos com 90 segundos de tratamento.
Ao avaliar o perfil colorimétrico, considerando todos os valores, houve
uma redução de 95,30 para 93,87 nos grãos com óleo, e de 95,98 para 92,22
nos grãos sem óleo, ao comparar os grãos sem tratamento com 90 segundos.
De acordo com Zilic et al. (2012), as reduções de pigmentação amarela podem
ser resultado da oxidação dos carotenoides presentes nos grãos, responsáveis
pela coloração amarelada, que são degradados em temperaturas mais
97
elevadas, resultando em menor valor b*. Nonier et al. (2004), ao estudarem
efeitos da temperatura e da luz na degradação de carotenoides, concluíram
que em temperatura ambiente e na ausência da luz, a velocidade de
degradação é lenta, porém à medida em que se eleva a temperatura, ocorre
aumento da velocidade de degradação, reduzindo o teor total de carotenoides
presentes nos grãos, o que pode ter resultado na alteração do valor b* do perfil
colorimétrico
Tabela 18. Parâmetros colorimétricos de grãos de milho pipoca amarela avaliados com óleo e
sem óleo ao longo do processo de expansão.
b
Parâmetros colorimétricos
a
Tratamentos
L*
a*
b*
∆E
Com óleo
75,71±1,20
d
0,80±0,23 ª
57,83±1,47 ª
95,30±1,64 ª
85,92±0,70
c
-1,85±0,14
b
41,20±1,37
b
94,31±0,95 ª
60 segundos
86,75±0,28
b
-1,79±0,11
b
37,97±0,93
c
94,71±0,31
ab
90 segundos
91,81±0,53 ª
-2,08±0,10
c
19,55±0,29
d
93,56±0,50
b
86,42±1,07
c
-2,30±0,13
b
41,64±2,26 ª
30 segundos
87,64±1,38
b
-2,54±0,12
c
34,97±0,87
b
93,85±1,10
b
60 segundos
87,74±0,61
b
-2,29±0,40
b
34,04±0,44
b
94,33±0,55
b
90 segundos
90,82±0,38
a
-0,95±0,03
a
16,15±0,66
c
92,06±0,38
c
Sem tratamento
30 segundos
Sem óleo
Sem tratamento
95,25±0,76 ª
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma
coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo, não diferem entre si pelo teste de Tukey
(p≤0,05).
b
L* (100= branco; e 0= preto), a* (positivo = vermelho; e negativo = verde), e b* (positivo=
amarelo; e negativo = azul).
5.3.2 Propriedades do amido isolado
Na tabela 19 são apresentados os rendimentos de extração de amido, e
teor residual de proteína e lipídios. Os resultados indicaram que o aumento do
tratamento provocou uma redução no rendimento da extração de amido, sendo
que estes reduziram de 46,79% (sem tratamento) para 28,09% e 25,67% nos
tempos de 30 e 60 segundos. O rendimento de extração de amido dos grãos
sem tratamento reduziu de 42,32% nos grãos sem tratamentos, para 34,92%
(30 segundos), 21,41% (60 segundos) e 23,57% (90 segundos). Os resultados
de rendimento de extração do amido foram inferiores aos encontrados por
Malumba et al. (2009), que encontraram rendimentos de extração entre 43,30%
98
e 64,40% ao avaliar a secagem de grãos de milho com temperaturas de ar
entre 80 e 130°C, provavelmente devido a estrutura mais compacta dos grãos
de milho pipoca, que apresentam maior quantidade de endosperma vítreo, e
um pericarpo mais espesso, o que pode ter dificultado a extração de amido,
principalmente com o aumento do tempo de expansão.
Tabela 19. Rendimento de extração, teor residual de proteína bruta e lipídios dos amidos
extraídos de grãos de milho pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do processo de
expansão.
Rendimento de
Resíduo de proteína
Lipídios
a
Processo de expansão
extração (%)
(%)
(%)
Com óleo
Sem tratamento
46,79±1,00
a
1,05±0,23
c
0,78±0,01
c
30 segundos
28,09±0,20
b
2,66±0,15
c
0,52±0,01
c
60 segundos
25,67±1,60
b
5,03±0,68
b
1,39±0,01
b
90 segundos
38,82±0,40
ab
8,22±0,72 ª
6,65±0,29 ª
Sem óleo
0,59±0,16
b
0,12±0,01
c
ab
0,73±0,14
b
0,13±0,00
c
21,41±0,90
b
0,69±0,14
b
0,16±0,00
b
23,57±0,10
b
7,51±0,34
a
0,76±0,01
a
Sem tratamento
42,32±1,40 ª
30 segundos
34,92±1,10
60 segundos
90 segundos
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma
coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo, não diferem entre si pelo teste de Tukey
(p≤0,05).
Os teores de proteína e lipídios são utilizados para determinar a pureza
do amido extraído. Os resultados indicaram que o aumento do tempo de
tratamento provocou um aumento no teor residual de proteína no amido, sendo
que nos tempos de 60 e 90 segundos dos grãos submetidos a expansão com a
presença de óleo, os teores de proteína foram superiores a 5,00%, resultado
da forte interação que a ocorre devido a presença de óleo no aquecimento. Nos
grãos submetidos a expansão sem a presença de óleo, o teor residual de
proteína foi elevado apenas aos 90 segundos da expansão, sendo o valor de
7,51%, quando comparado aos grãos sem tratamento, que foi de 0,59%.
O teor residual de lipídios, foi inferior a 0,80% em todos os tratamentos,
exceto para os grãos submetidos a expansão no tempo de 90 segundos com a
presença de óleo, onde o valor encontrado foi de 6,65%. Nos grãos submetidos
99
a tratamento, sem a presença de óleo, houve um incremento no teor residual
de lipídios no amido a partir dos 60 segundos, indicando que as interações
entre estes constituintes e o amido aumentam, com o aumento da intensidade
do tratamento. De acordo com Haros e Suarez (1997), ao avaliar o rendimento
de extração de amido, encontraram teor residual de proteína no amido superior
a 0,74%, variando entre 0,90 e 5,72%, e atribuíram ao método de extração
utilizado. Segundo Sodhi et al. (2003), podem ocorrer interações entre
proteínas, ácidos graxos e amido, principalmente com as cadeias de amilose,
que de acordo com Salman e Les (2007), formam complexos helicoidais,
alterando as propriedades do amido e reduzindo o rendimento de extração.
De acordo com Debet e Gidley (2006), o teor residual de proteínas e a
presença de lipídos nos grânulos de amido podem provocar restrição do poder
de inchamento durante a gelatinização do amido. Haros et al. (2003), e Altay e
Gunasekaran (2006) afirmaram que as proteínas que permanecem no amido
de milho, podem, possivelmente, reduzir a entrada de água para dentro dos
grânulos durante a gelatinização, limitando as interações entre a água e os
componentes de amido e provocando aumento nas temperaturas de
gelatinização.
Os parâmetros colorimétricos do amido são apresentados na Tabela 20.
Os resultados indicam que no amido extraído dos grãos de milho pipoca
expandidos com óleo, houve uma redução no valor L* nos tempos 60 e 90
segundos. O valor a* reduziu principalmente no tempo de 90 segundos, e no
valor b*, o aumento do tempo de tratamento provocou um aumento de 9,36
(sem tratamento), para 12,82 (30 segundos), 15,58 (60 segundos) e 40,36 (90
segundos).
No amido extraído dos grãos de milho pipoca submetidos a expansão
sem a presença de óleo, houve uma redução no valor L* apenas no tempo de
90 segundos, sendo que o amido não apresentou diferença no sem tratamento,
30 e 90 segundos. O valor a* e o valor b* apresentaram diferença, sendo que
as maiores diferenças foram observadas no tratamento 90 segundos quando
comparado ao amido extraído dos grãos sem tratamento. As maiores valores
observados no valor b* estão de acordo com os observados na tabela 19, pois
o maior teor de proteína residual provoca um aumento da coloração amarela do
amido, pois a proteína predominante nos grãos de milho, denominada de
100
zeaxantina, apresenta coloração amarela. Conforme descrito por Paraginski et
al. (2014), ao avaliar a qualidade do amido extraído de grãos de milho
armazenados em diferentes temperatura, o aumento do valor b* está
relacionado com o maior teor residual de proteína, devido a dificuldades que
ocorrem durante o processo de extração, sendo que de acordo com trabalhos
realizados, este é resultado do fortalecimento das ligações dissulfídicas durante
o armazenamento que dificultam a separação do amido e da proteína durante o
processo de “wet-milling” ou “moagem úmida” (PARK et al., 2012; ZHOU et al.,
2003; MARTIN & FITZGERALD, 2002).
Tabela 20. Parâmetros colorimétricos dos amidos extraídos de grãos de milho pipoca amarela
com óleo e sem óleo ao longo do processo de expansão.
b
Parâmetros colorimétricos
a
Processo de expansão
L*
a*
b*
∆E
Com óleo
Sem tratamento
9,36±0,33
d
98,31±0,56 ª
12,82±0,28
c
98,21±0,36 ª
15,58±0,72
b
95,89±0,66
b
c
40,36±0,94 ª
94,90±0,38
c
-1,21±0,09
b
5,98±0,56
d
98,61±1,27 ª
-1,57±0,10
c
6,95±0,54
c
99,08±0,50 ª
-1,77±0,07
d
9,56±0,37
b
98,49±1,22 ª
0,23±0,05
a
34,01±0,66
a
87,40±1,01
97,85±0,57 ª
-1,53±0,11 ª
30 segundos
97,36±0,38 ª
b
60 segundos
94,60±0,73
b
-1,60±0,09 ª
90 segundos
85,83±0,61
c
-3,11±0,06
98,56±1,35 ª
-1,75±0,10
Sem óleo
Sem tratamento
30 segundos
98,83±0,51 ª
60 segundos
98,01±1,22 ª
90 segundos
b
80,35±1,23
b
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma
coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo, não diferem entre si pelo teste de Tukey
(p≤0,05).
b
L* (100= branco; e 0= preto), a* (positivo = vermelho; e negativo = verde), e b* (positivo=
amarelo; e negativo = azul).
Os resultados de propriedades de pasta (Figura 20 e Tabela 21)
indicaram que o aumento do tempo de expansão provocou um aumento na
temperatura de pasta. No amido dos grãos expandidos com a presença de
óleo, o valor aumentou no tempo de 60 segundos, e o valor variou de 74,68°C
(sem tratamento) para 83,55°C. No amido dos grãos sem óleo, houve um
aumento no tempo de 60 e 90 segundos, onde os valores aumentaram de
74,33°C (sem tratamento) para 75,55°C (60 segundos) e 95,43°C (90
segundos).
101
102
74,30±0,00
75,55±0,45
95,43±0,13
30 segundos
60 segundos
90 segundos
a
b
c
c
d
c
92,92±3,75
200,88±3,88
272,59±0,34
d
c
b
297,29±1,29 ª
35,29±2,29
76,84±5,34
237,17±4,67
b
271,08±5,33 ª
c
c
24,83±0,75
81,04±3,04
129,96±2,71
d
c
b
143,54±1,79 ª
7,30±0,13
6,75±0,42
105,00±2,50
b
112,80±2,54 ª
d
c
138,38±3,71
180,84±3,09
243,63±0,46
d
c
b
270,13±1,63 ª
57,75±2,08
87,42±5,34
229,92±7,00
b
261,17±3,84 ª
b
c
70,29±0,71
61,00±2,24
101,00±2,83
c
d
b
116,38±1,46 ª
29,75±0,08
17,34±0,42
97,75±4,83 ª
102,21±1,04 ª
102
* Valor não determinados.
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo, não
diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
74,33±0,08
Sem tratamento
Sem óleo
Nd*
83,55±0,45 ª
60 segundos
90 segundos
74,68±0,38
b
30 segundos
b
74,68±0,42
Sem tratamento
Com óleo
Tabela 21. Propriedades de pasta dos amidos de grãos de milho pipoca amarela com óleo e sem óleo ao longo do processo de expansão.
Temperatura de pasta
Viscosidade máxima
Quebra de viscosidade
Viscosidade final
Retrogradação
a
Tratamentos
(°C)
(RVU)
(RVU)
(RVU)
(RVU)
Figura 20 – Curvas de RVA do amido extraído dos grãos de milho pipoca amarela com óleo e
sem óleo, ao longo do processo de expansão.
A viscosidade máxima reduziu com o aumento do tempo de expansão
para os grãos de milho pipoca com óleo e sem óleo. A redução foi mais
103
elevada no amido extraído dos grãos de milho pipoca expandido com óleo,
onde houve uma redução de 271,08 para 35,29 RVU, quando comparado ao
processamento sem óleo, onde houve uma redução de 297,29 para 92,92
RVU. Os resultados estão de acordo com Hormdok e Noomhorm (2007), que
ao realizar tratamento térmico em amido de arroz, com 27% de umidade,
também encontrou redução no pico de viscosidade.
A quebra de viscosidade do amido reduziu com o aumento do tempo de
expansão, não diferindo apenas ao comparar os tratamentos com óleo nos
tempos de 60 e 90 segundos, onde os valores foram de 6,75 e 7,30 RVU,
respectivamente. A redução do valor da viscosidade de quebra indica que o
amido sofreu alterações com o aumento do tempo de expansão, sendo
resultado de perda da estrutura morfológica dos grânulos, tornando-se estes
mais estáveis durante o aquecimento e a agitação mecânica, estando de
acordo com Hormdok e Noomhorm (2007), Olayinka et al. (2008) e
Watcharatewinkul et al. (2009).
A viscosidade final do amido reduziu com o aumento do tempo de
expansão para os grãos expandidos com e sem a presença de óleo, sendo que
maiores reduções foram observadas nos grãos expandidos com a presença de
óleo, onde os valores reduziram de 261,17 RVU (sem tratamento), para 229,92
RVU (30 segundos), 87,42 RVU (60 segundos) e 57,75 RVU (90 segundos). A
retrogradação do amido diminuiu com o aumento do tempo de expansão, para
os grãos expandidos com e sem a presença de óleo. Lan et al. (2008)
afirmaram que a capacidade de retrogradação é influenciada pela quantidade
de amilose lixiviada, pelo tamanho dos grânulos e pela presença de grânulos
inchados desfragmentados e rígidos na rede de amilose lixiviada.
De acordo com Watcharatewinkul et al. (2009), mudanças ocorridas nas
propriedades de pasta dos amidos tratados com calor e baixa umidade, são
devido às associações entre as cadeias dentro da região amorfa do grânulo e
às alterações na cristalinidade durante este tratamento. Singh et al. (2011),
relataram que a diminuição do pico de viscosidade pode ser atribuída ao
aumento da ligação de hidrogênio inter e intra-molecular nas ligações de
cadeias do amido.
Na tabela 22 e figura 21 são apresentados os resultados de poder de
inchamento do amido. Os resultados do poder de inchamento mostraram que o
104
aumento da temperature no decorrer da análise (60°C a 90°C) provocou um
aumento no intumescimento dos grânulos de amido, conforme esperado.
-1
Tabela 22. Poder de inchamento (g.g ) dos amidos isolados de grãos de milho pipoca amarela
com óleo e sem óleo ao longo do processo de expansão.
Temperaturas
a
Tratamentos
60 °C
70 °C
80 °C
90 °C
Com óleo
Sem tratamento
4,54±0,07
d
9,81±0,03 ª
11,90±0,00
a
12,49±1,46
b
30 segundos
5,05±0,01
b
9,19±0,01
b
11,35±0,09
b
14,59±0,35 ª
60 segundos
4,85±0,09
c
7,05±0,09
c
6,78±0,05
c
8,16±0,04
c
90 segundos
6,49±0,00
a
6,39±0,00
d
5,53±0,01
d
6,23±0,03
c
4,95±0,04
d
9,53±0,03 ª
12,15±0,03 ª
15,20±0,29 ª
5,46±0,00
c
9,43±0,03
b
12,27±0,07 ª
15,07±0,04 ª
60 segundos
5,61±0,04
b
8,90±0,02
c
9,95±0,05
b
11,82±0,26
b
90 segundos
7,98±0,05
a
7,07±0,01
d
6,07±0,05
c
6,85±0,01
c
Sem óleo
Sem tratamento
30 segundos
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma
coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo não diferem entre si pelo teste de Tukey
(p≤0,05).
Quando a temperatura de uma suspensão de amido supera o limite de
gelatinização, as pontes de hidrogênio são rompidas, as moléculas de água se
ligam aos grupos hidroxilas liberados e os grânulos continuam intumescendo
(LIMBERGER et al., 2008). De acordo com Lawal et al. (2005), o aumento do
poder de inchamento com a temperatura é resultado do aumento na mobilidade
das moléculas de amido, que facilitam a entrada de água e consequentemente
aumentam o intumescimento e a solubilidade. O aumento do tempo de
tratamento na temperatura de 60°C provocou um aumento no poder de
inchamento no tempo de 90 segundos com e sem a presence de óleo durante
a expansão dos grãos. Na temperatura de 80 e 90°C houve uma redução no
poder de inchamento do amido.
Os resultados estão de acordo com Sandhu e Singh (2007) que
relataram valores de poder de inchamento entre 13,0 e 20, 7 gramas de água
por grama de amido seco em nove variedades de milho do Estado de Iowa
(EUA). Debet and Gidley (2006) associam um aumento do residual de
proteínas e de lípidios no grânulo de amido à restrição da sua capacidade de
105
inchamento durante a gelatinização. Segundo Leach et al. (1959), a força de
ligação dentro dos grânulos de amido influencia o poder de inchamento, sendo
que um amido altamente associado deve ser relativamente resistente ao
aumento de volume, consequentemente, deve apresentar menor poder de
inchamento.
18
(a)
Sem tratamento
30 segundos
60 segundos
90 segundos
Poder de Inchamento (g.g-1)
16
14
12
10
8
6
4
2
50
60
70
80
90
100
Temperatura (°C)
18
16
Poder de inchamento (g.g-1)
(b)
Sem tratamento
30 segundos
60 segundos
90 segundos
14
12
10
8
6
4
50
60
70
80
90
100
Temperatura (°C)
Figura 21 - Poder de inchamento dos amidos isolados de grãos de milho pipoca amarela com
óleo (a) e sem óleo (b) ao longo do processo de expansão.
106
Vários autores têm encontrado a redução do poder de inchamento pelo
tratamento térmico em baixa umidade em amido de batata, mandioca
(NAKAZAWA e WANG, 2004; GUNARATE e HOOVER, 2002), trigo (TESTER
et al., 1998), arroz (HORMDOK e NOOMHORM, 2007), sorgo (OLAYINKA et
al., 2008) e milho (NAKAZAWA e WANG, 2004; QI et al., 2005; CHUNG et al.,
2009).
Na tabela 22 e figura 21 são apresentados os resultados de solubilidade
dos amidos isolados dos grãos de milho pipoca submetidos ao processo de
expansão com óleo e sem óleo.
Tabela 23. Solubilidade (%) dos amidos isolados de grãos de milho pipoca amarela com óleo e
sem óleo ao longo do processo de expansão.
Temperaturas
a
Tratamentos
60 °C
70 °C
80 °C
90 °C
Com óleo
1,73±0,31
c
30 segundos
1,63±0,01
c
60 segundos
2,14±0,01
90 segundos
Sem tratamento
6,49±0,11 ª
11,36±0,08 ª
22,22±0,98 ª
5,86±0,28
ab
11,01±0,19 ª
15,45±0,16
b
b
5,21±0,47
b
8,01±0,12
b
9,91±0,05
d
3,85±0,03
c
6,20±0,06
a
8,09±0,22
b
11,94±0,26
c
1,47±0,08
c
5,26±0,89 ª
10,30±1,60 ª
24,23±0,24 ª
30 segundos
1,80±0,04
bc
5,90±0,02 ª
12,40±0,30 ª
18,44±0,01
b
60 segundos
1,85±0,08
b
5,96±0,18 ª
10,68±1,07 ª
14,32±1,27
c
90 segundos
4,34±0,25
a
4,86±0,05
b
7,86±1,96
d
Sem óleo
Sem tratamento
a
6,63±0,20
a
Médias aritméticas simples ± desvio padrão, seguidas por letras minúsculas iguais na mesma
coluna, para os tratamentos com óleo e sem óleo não diferem entre si pelo teste de Tukey
(p≤0,05).
O aumento do tempo de expansão provocou um aumento da
solubilidade, sendo que maiores valores de solubilidade foram encontrados nas
temperaturas elevadas, como já era esperado. O maior valor de solubilidade
pode ser atribuído á uma estrutura menos rígida dos grânulos de amido,
permitindo a lixiviação de compostos durante o aquecimento. Na temperatura
de 80 e 90°C, o aumento do tempo de expansão provocou uma redução na
solubilidade, resultado das maiores alterações que ocorrem na estrutura dos
grânulos de amido. A solubilidade, de acordo com Nayouf, Loisel e Doublier
107
(2003) é resultado de grânulos inchados sem água intersticial entre as
partículas, obtido após o arrefecimento e centrifugação.
30
(a)
Sem tratamento
30 segundos
60 segundos
90 segundos
25
Solubilidade (%)
20
15
10
5
0
50
60
70
80
90
100
Temperatura (°C)
30
25
Solubilidade (%)
(b)
Sem tratamento
30 segundos
60 segundos
90 segundos
20
15
10
5
0
50
60
70
80
90
100
Temperatura (°C)
Figura 22 - Solubilidade (%) dos amidos isolados de grãos de milho pipoca amarela com óleo
(a) e sem óleo (b) ao longo do processo de expansão.
A solubilidade é consequência do lixiviamento da amilose. A redução da
solubilidade dos amido indica que houve um fortalecimento das ligações, com o
108
aumento nas interações entre as moléculas de amilose e amilopectina e entre
as moléculas de amilopectina formando uma estrutura mais estável e reduzindo
o lixiviamento das moléculas de amilose (Gomes et al., 2005). Olayinka et al.
(2008) e Tester e Morrison (1990) sugeriram que a redução do poder de
inchamento e da solubilidade do amido tratado em TTBU poderia ser atribuída
a formação de complexos de amilose-lipídios dentro dos grânulos.
Na figura 23 e tabela 24 são apresentados os gráficos e os resultados de
calorimetria diferencial de varredura (DSC).
Tabela 24. Propriedades térmicas dos amidos extraídos de grãos de milho pipoca amarela com
óleo e sem óleo ao longo do processo de expansão.
To
Tp
Tf
∆T
Entalpia
Tratamentos
-1
(Tc – To)
(ºC)
(ºC)
(ºC)
(J.g )
Com óleo
Sem tratamento
67,30
70,91
75,25
7,95
22,73
30 segundos
67,03
70,88
76,00
8,97
28,75
60 segundos
69,24
73,86
80,55
11,31
8,01
90 segundos
65,51
67,02
71,34
5,83
0,02
Sem tratamento
67,19
70,81
75,68
8,49
32,70
30 segundos
66,68
69,99
74,43
7,75
99,12
60 segundos
67,96
71,54
75,70
7,74
11,19
90 segundos
56,74
64,48
73,22
16,48
0,14
Sem óleo
a
To= temperatura inicial de pico, Tp= temperatura de pico máximo, Tf= temperatura final do
pico, ∆T= diferença entre temperatura inicial e temperatura final, ∆H= entalpia de gelatinização.
Os resultados indicaram que o aumento do tempo de expansão provoca
uma redução nas temperaturas de pico, sendo maiores reduções observadas
nos grãos expandidos sem a presença de óleo. O pico de viscosidade reduziu
no amido dos grãos de milho pipoca expandido sem a presença do óleo de
70,81 para 64,48°C. Esta redução é resultado da gelatinização do amido, pois
de acordo com Zavareze e Dias (2011), temperatura inicial, de pico e final de
gelatinização aumentam os valores com o aumento do calor e umidade
aplicados durante uma modificação.
109
Com óleo
DSC
mW/mg
Sem tratamento
30 segundos
60 segundos
90 segundos
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
80.00
90.00
100.00
Temp [C]
Temperatura
(°C)
Sem óleo
DSC
mW/mg
Sem tratamento
30 segundos
60 segundos
90 segundos
50.00
60.00
70.00
Temp [C] (°C)
Temperatura
Figura 23 – Curvas de DSC dos amidos dos grãos de milho pipoca amarela com óleo e sem
óleo ao longo do processo de expansão.
Ji et al. (2004), sugeriram que a temperatura inicial de gelatinização
seria uma medida da perfeição dos cristais de amido, onde cristais menos
110
estruturados mostram baixas temperaturas iniciais de gelatinização, entretanto
não foram observadas diferenças no trabalho, indicando que poucas alterações
ocorrem na morfologia dos grânulos de amido durante o armazenamento. O
aumento da temperatura inicial de gelatinização, pode ser comparado ao
aumento da temperatura de pasta observada na análise em RVA, estando de
acordo com os resultados de Malumba et al. (2010).
A variação entre a temperatura inicial e final de gelatinização sugere o
grau de heterogeneidade dos cristalitos dentro dos grânulos de amido
(Paraginski et al., 2014), sendo que quanto mais elevada essa variação, maior
a desorganização dos grânulos. O aumento do tempo de tratamento nos grãos
expandidos sem a presença de óleo aumentou a variação de temperatura,
variando de 8,49°C no amido dos grãos sem tratamento, para 16,48°C no
tempo de 90 segundos.
A entalpia do amido dos grãos de milho pipoca reduziu com o aumento
do tempo de expansão, sendo que nos grãos expandidos com óleo o valor
reduziu de 32,70 mJ (sem tratamento) para 0,14 mJ (90 segundos). Nos grãos
expandidos sem óleo o valor reduziu de 22,73 mJ (sem tratamento) para 0,02
mJ (90 segundos). Esta redução dos valores para próximas a 0,00 mJ,
indicaram que ocorrem uma elevada gelatinização no tempo de 90 segundos.
Para ocorrer a gelatinização do amido são necessários temperatura e umidade,
sendo que quanto mais elevadas as temperatura, menor é o tempo necessário
para que ocorra a gelatinização do amido. Alvani et al. (2011) afirmam que a
entalpia de gelatinização (ΔH) é um indicativo de perda da organização
molecular ou do rompimentos das pontes de hidrogênio no interior dos
grânulos, confirmando os resultados de que o aumento do tempo de expansão
afeta as propriedades do amido isolado.
Na tabela 25 são apresentadas as intensidades de pico e a cristalinidade
dos amidos obtidas dos gráficos de raio-X apresentados na figura 24. Os
padrões de cristalinidade são definidos com base nos espaços interplanares e
na intensidade relativa das linhas de difração dos raios-x, sendo que todas as
amostras de amido mostraram o padrão de difração típico do tipo A, com
maiores picos 2θ em 15°, 17°, 18°, e 23°, (Zobel, 1964).
Os picos observados nos gráficos de raio-X estão de acordo com
Setiawan et al. (2010), que ao avaliar amido de milho, relataram que este
111
amido apresenta tipo A, que é típico de cereais. A redução observada na
cristalinidade relativa é resultado de uma pré-gelatinização que ocorre no
amido, que altera a estrutura tridimensional das cadeias de amilopectina, que
são responsáveis pela cristalinidade do amido. Os resultados indicaram que a
cristalinidade do amido reduziu com o aumento do tempo de expansão para os
grãos expandidos com e sem a presença de óleo, sendo que maiores reduções
foram observadas nos grãos com a presença de óleo, estando de acordo com
os resultados observados nas propriedades térmicas e de pasta.
A redução deve-se ao aumento da intensidade dos picos, principalmente
nos picos 17°, 18° e 20° (Tabela 25), que é resultado de um rearranjo que
deixou os cristais mais organizados, como foram observados nos resultados de
DSC. Mudanças no comprimento da cadeia ramificada de amilopectina do
amido à hidrólise enzimática, onde a alfa-amilase ataca a região amorfa da
amilopectina,
composta
por
cadeias
longas,
hidrolisando
as
cadeias
intermediárias e reduz o peso molecular da amilopectina (DHALIWAL et al.,
1991; AWAZUHARA et al., 2000).
Tabela 25. Cristalinidade dos amidos isolados de grãos de milho pipoca amarela com óleo e
sem óleo ao longo do processo de expansão.
Intensidade dos picos (CPS*)
Cristalinidade
Tratamentos
relativa (%)
15
17
18
20
23
Com óleo
Sem tratamento
1686
1916
1977
1202
1503
28,20
30 segundos
1576
1725
1706
1241
1439
18,45
60 segundos
1787
2088
2163
2028
1875
18,15
90 segundos
1488
1746
1900
1952
1482
4,50
Sem tratamento
1522
1612
1588
1124
1332
27,37
30 segundos
1498
1635
1613
1156
1345
27,35
60 segundos
1456
1568
1571
1191
1317
23,66
90 segundos
1389
1854
1793
2106
1586
6,99
Sem óleo
* CPS - counts por segundo
112
Intensidade
(a)
8
7
6
5
5
10
15
20
25
30
Ângulo de difração (2)
Intensidade
(b)
4
3
2
1
5
10
15
20
25
30
Ângulo de difração (2)
Figura 24 - Cristalinidade dos amidos isolados de grãos de milho pipoca amarela com óleo (a)
e sem óleo (b) ao longo do processo de expansão: (1 – 5) sem tratamento; (2 – 6) 30
segundos; (3 – 7) 60 segundos; (4 – 8) 90 segundos.
5.4 Conclusões
O aumento do tempo de expansão altera as propriedades do amido,
sendo intensificado com a presença de óleo durante o processo. As
propriedades térmicas e de pasta são fortemente intensificadas pelo tratamento
113
térmico, ocorrendo uma redução da viscosidade de quebra, pico de
viscosidade, viscosidade final, e redução nas temperaturas de pico, da entalpia
e da cristalinidade do amido, indicando que alterações ocorrem na estrutura
granular do amido durante o processo de expansão, sendo intensificada com a
presença de óleo vegetal, muitas vezes utilizado para melhorar a qualidade
sensorial do alimento antes do consumo.
114
6. Capítulo 4 - Efeitos da cor do pericarpo e do processo de expansão na
qualidade nutricional e sensorial de grãos de milho pipoca
6.1 Introdução
A pipoca é um prato elaborado a partir de uma variedade especial
de milho, que estoura quando aquecido, pois ao aquecermos os grãos desse
milho de maneira rápida, sua umidade interna é convertida em vapor. Em um
determinado ponto, a pressão estoura a casca externa, transformando a parte
interna numa massa pouco consistente de amidos e fibras, maior do que
o grão original.
No Brasil, existem poucas informações sobre área de cultivo, bem como
a produção e a quantidade importada de milho pipoca. Atualmente nota-se o
aumento da produção e do consumo, em decorrência do advento ao comércio
nacional do milho pipoca importado dos Estados Unidos da América, para uso
em forno de micro-ondas. Segundo estimativas do Grupo Mega-agro (2004), o
consumo nacional de milho pipoca, para o ano de 2003, foi em torno de 65 a 70
mil toneladas, sendo que aproximadamente 15 a 20 mil toneladas são
importadas, onde nota-se que ocorreu um decréscimo no consumo em relação
ao ano de 2000, que foi de 80 mil toneladas.
O consumo de alimentos com pigmentação tem sido incentivado a cada
ano devido à importância destes compostos considerados precursores de
vitamina A, compostos retinóicos essenciais, atividade anticarcinogênica, com
a inibição dos cânceres de cólon, esôfago, pulmão, fígado, mama e pele
(CROZIER et al., 2009; GALLAGHER, 2004; RODRIGUEZ-AMAYA, 2001), e
como grãos de milho pipoca apresentam grande variabilidade genética, onde
alguns acessos possuem essas características, novos estudos devem ser
realizados para avaliação do comportamento destes durante o processamento.
A pipoca, embora seja um produto consumido em horas de lazer, possui
boa qualidade nutricional. Primeiro pelo seu teor de fibra na dieta, em média
17,79%, e também pelo seu baixo teor calórico, se for preparada sem óleo ou
gordura, possuindo de 25 a 55 calorias em 250 mL. Os tipos de maior
aceitação comercial são os de grãos redondos, tipo pérola, e com endosperma
alaranjado. Para consumo doméstico os grãos geralmente são pequenos (76 a
105 grãos em 100 gramas) e amarelos, e a pipoca é do tipo borboleta, que é a
115
mais macia, porém existem poucas informações sobre as alterações das
pipocas devido as diferentes formas de processamento que são utilizadas
pelos consumidores. Assim, considerando o crescimento no consumo de
pipoca, e a busca dos consumidores por um alimento com maior qualidade
nutricional, sem entretanto perder a qualidade sensorial, o objetivo no trabalho
é avaliar os efeitos da cor do pericarpo e do processo de expansão nos
parâmetros físicos, e na qualidade nutricional e sensorial de grãos de milho
pipoca.
6.2 Material e Métodos
6.2.1 Material
Foram utilizados grãos de milho pipoca com pericarpo amarelo,
vermelho e branco produzidos no município de Passo Fundo, Brasil. Os grãos
foram submetidos a 5 métodos de expansão: panela com óleo (1), micro-ondas
com óleo (2), micro-ondas sem óleo (3), pipoqueira elétrica com óleo (4) e
pipoqueira elétrica sem óleo (5), para avaliar os efeitos do processamento na
qualidade sensorial e nutricional (Figura 25).
Para avaliação dos parâmetros nutricionais, os grãos expandidos foram
moídos em moinho Perten 3100 (Perten knife grinder, model Laboratory Mill
3100, Huddinge, Sweden) com peneira de 60 mesh para uniformização da
granulometria das amostras.
6.2.2 Métodos
6.2.2.1 Avaliação sensorial
A avaliação sensorial das pipocas foi realizada conforme descrito por
Minim (2006), que descreve diferentes formas de avaliação sensorial para
estudo com consumidores. Foram utilizados 50 avaliadores não treinados,
entre funcionários, alunos e visitantes da Universidade Federal de Pelotas, com
base no interesse e na disponibilidade de participar dos testes sensoriais,
sendo estes avaliadores não treinados, de ambos os sexos, com idade entre 15
e 45 anos, para avaliação em um painel contendo as amostras logo após o
preparo, conforme apresentado na figura 26.
Os parâmetros de forma e tamanho dos grãos de milho pipoca
expandida com pericarpo amarelo, branco e vermelho foram avaliados em
116
escala sensorial. A forma de processamento foi avaliada com teste de
aceitação global para os grãos de pipoca com pericarpo amarelo, branco e
vermelho. Os resultados foram tratados pela determinação dos valores críticos
de diferença de soma de ordens para comparação de tratamentos entre si
(p<0,05) baseado no teste de Friedman.
117
118
14
13
15
9
3
16
10
4
17
11
5
18
12
6
118
Figura 25 - Grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidos por diferentes formas de processamento: (1) Integral com pericarpo
vermelho; (2) Panela com óleo - pericarpo vermelho; (3) Micro-ondas com óleo - pericarpo vermelho; (4) Micro-ondas sem óleo - pericarpo vermelho; (5)
Pipoqueira com óleo - pericarpo vermelho; (6) Pipoqueira sem óleo - pericarpo vermelho; (7) Integral com pericarpo branco; (8) Panela com óleo - pericarpo
branco; (9) Micro-ondas com óleo - pericarpo branco; (10) Micro-ondas sem óleo - pericarpo branco; (11) Pipoqueira com óleo - pericarpo branco; (12)
Pipoqueira sem óleo - pericarpo branco; (13) Integral com pericarpo amarelo; (14) Panela com óleo - pericarpo amarelo; (15) Micro-ondas com óleo pericarpo amarelo; (16) Micro-ondas sem óleo - pericarpo amarelo; (17) Pipoqueira com óleo - pericarpo amarelo; (18) Pipoqueira sem óleo - pericarpo
amarelo.
8
2
7
1
Figura 26 - Tabela utilizada para avaliação sensorial dos grãos de milho pipoca de pericarpo
amarelo, vermelho e branco expandidas de diferentes formas.
6.2.2.2 Parâmetros físicos e nutricionais
6.2.2.2.1 Tempo de expansão
O tempo de expansão foi determinado nos diferentes equipamentos e
formas de preparo, adotando-se o tempo de 5 segundos entre a expansão de
um grão e outro, para determinação do tempo final de expansão.
6.2.2.2.2 Peso das pipocas após expansão
O peso das pipocas após a expansão foi determinado com auxílio de
balança analítica, realizando-se a pesagem das pipocas após a expansão.
119
6.2.2.2.3 Índice de expansão
O índice de expansão dos grãos de milho pipoca foi obtido pela relação
entre o volume da flor de pipoca obtido com determinado volume de grãos
baseada em trabalhos de Sawasaki et al. (1986). Os grãos foram expandidos
nos diferentes equipamentos, sendo utilizados 30 gramas de pipoca, onde foi
medido o volume antes e após a expansão no interior de provetas,
considerando o tempo de expansão determinado.
6.2.2.2.4 Resíduo de expansão
O teor de piruá após a expansão das pipocas foi calculado pelo número
de grãos não expandidos em relação ao número total de grãos submetidos ao
processo de expansão.
6.2.2.2.5 Textura das pipocas
A dureza e o número de picos foram determinados em programa
específico para avaliação de pipocas de texturômetro TPA (Texture Analyser
TA.XTplus, Stable Micro Systemn, 2007), com adaptações.
6.2.2.2.6 Parâmetros viscoamilográficos
As características viscoamilográficas foram avaliadas com o analisador
rápido de viscosidade (RVA- Rapid Visco Analyser), usando programa
Thermocline for Windows versão 1.10. O perfil utilizado foi o Standard Analysis
1. A quantidade de amostra utilizada para os testes foi de 5 gramas corrigidas
para 14% de umidade, conforme descrito por conforme descrito por Singh et al.
(2004).
6.2.2.2.7 Parâmetros colorimétricos das pipocas
A cor das pipocas após a expansão foi determinada com colorímetro
Minolta modelo CR-300, onde foi determinada a cor da “flor” de dez pipocas
escolhidas aleatoriamente após a expansão, e da farinha obtida após a
moagem das pipocas expandidas.
120
6.2.2.2.8 Composição química e valor energético
A umidade foi determinada segundo normas da ASAE (2000), durante
24 horas a 105°C. Os teores de proteína bruta, cinzas, extrato etéreo foram
determinados de acordo com metodologia da Association of Official Analytical
Chemists - AOAC (2006). O teor de fibra bruta total foi realizado utilizando
método químico, determinando o resíduo orgânico insolúvel da amostra, após
digestão ácida e alcalina, sendo descontados destes os valores de cinzas
(BRASIL, 1991). O cálculo do valor energético foi determinado considerando o
valor energético de 4 kcal.g-1 (proteína bruta), 9 kcal.g-1 (lipídios), 2 kcal.g-1
(fibra bruta) e 4 kcal.g-1 (carboidratos).
6.2.2.2.9 Acidez
A acidez do óleo foi determinada seguindo o procedimento de titulação
descrito no método AACC 02-01A (AACC, 2000). A acidez titulável foi expressa
como o mg de hidróxido de sódio necessária para neutralizar os ácidos em 100
gramas de amostra, utilizando uma solução de fenolftaleína como indicador.
6.2.2.2.10 Proteína solúvel
A solubilidade de proteínas em água foi determinada de acordo com o
método descrito por Liu et al. (1992), com modificações. Um grama de amostra
foi homogeneizado em 50 mL de água destilada por agitação constante durante
1 hora. O material foi centrifugado a 5300 x g por 20 minutos e coletado 2 mL
do sobrenadante. O teor de proteína foi determinado pelo método Kjeldahl e os
resultados determinados utilizando-se o fator de conversão 6,25. A solubilidade
de proteínas foi calculada conforme a equação abaixo:
PS (%) 
Psob
x100
Pamostra
onde: PS (%) = Teor de proteína solúvel; Psob = Teor de proteína do
sobrenadante; Pamostra = Teor de proteína bruta dos grãos.
121
6.2.2.2.11 pH
O pH foi determinado segundo método proposto por Rehman et
al.(2002). Um filtrado de 2 gramas de amostra moída (80 mesh tamanho) em
20 mL de água destilada, utilizando um eletrodo de vidro pH metro (Pye
Unicam, Inglaterra).
6.2.2.2.12 Antocianinas
O teor de antocianinas totais foi determinado de acordo com método
proposto por Abdel-Aal e Hucl (2003). A extração foi realizada com 500 mg de
amostra extraída por mistura com 10 mL de metanol acidificado com 1N HCl
(85:15, v / v) e agitado durante 30 minutos à temperatura ambiente. O extrato
bruto foi centrifugado a 8000 g durante 20 minutos a temperatura ambiente, e
absorbâncias do sobrenadante em 535 nm foram medidas para detectar
antocianinas. Níveis de antocianinas foram expressos em mg de cianidina 3glicosídeo equivalentes (CGE) por kg em base seca, usando o coeficiente de
extinção molar de 25.965 Abs / M × cm e um peso molecular de 449,2 g.mol-1.
6.2.2.2.13 Teor de carotenoides totais
O teor de carotenoides totais foi determinado segundo método proposto
por Rodriguez-Amaya (2001), com adaptações. Foram pesados 3 gramas de
amostra moída em tubo de falcon (ao abrigo da luz), adicionados 20 mL de
água destilada e agitados em vortex durante 60 segundos. Os tubos foram
colocados em banho à temperatura de 85°C durante 5 minutos, removidos,
agitados novamente durante 60 segundos e colocados no banho por mais 5
minutos. Os tubos foram removidos e acrescentou-se 30 mL de acetona
refrigerada com antioxidante (0,01%), e agitou-se durante 60 segundos. O
material foi filtrado em papel para o interior de becker de 200 mL, sendo o
resíduo sólido novamente suspenso em 30 mL de acetona e agitado durante 60
segundos mais 2 vezes. O extrato obtido foi colocado em funis de separação,
com 20 mL de éter de petróleo, separado durante 3 vezes, onde em cada uma
delas procedeu-se a separação com 300 mL de água destilada, durante 15
minutos, descartando-se a parte inferior. Ao final do processo, quando todo o
extrato foi adicionado, o conteúdo de carotenoides estava dissolvido em éter de
petróleo, e este volume foi aferido em balões volumétricos de 25 mL com 1
122
grama de sulfato de sódio anidro. Os balões foram agitados, e a leitura foi
realizada em espectrofotômetro com comprimento de onda de 450 nm. O
cálculo do teor de carotenoides totais foi realizado conforme fórmula abaixo:
Carotenóides totais ( g.g -1 ) 
ABS x volume de extrato (mL) x10 6
2500 x100 x pesa da amostra
6.2.2.2.14 Teor de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante
6.2.2.2.14.1 Obtenção de extrato
A obtenção do extrato foi realizada segundo metodologia proposta por
Shen et al. (2009) com adaptações. Foram pesados 5 gramas de amostra em
tubos de falcon e adicionado 20 mL de metanol – ácido clorídrico 1%. A
solução foi agitada a cada 2 horas durante 24 horas a 25°C (temperatura
ambiente). Os extratos metanólicos foram centrifugados a 6000 rpm durante 20
minutos na temperatura de 25°C em centrífuga (Eppendorf Centrifuge 5430R) e
o sobrenadante armazenado a 4°C para realização das análises de compostos
fenólicos totais e atividade antioxidante pelos radiais ABTS (2,2-azino-bis (3
etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico) sal diamônio) conforme descrito por Re, et.
al. (1999), e DPPH (1,1-difenil-2-picrilhidrazil) conforme descrito por BrandWillians et al. (1995).
6.2.2.2.14.2 Compostos fenólicos totais
O teor de compostos fenólicos totais foi determinado pelo método de
Folin-Ciocalteau, conforme citado por Zielinski e Kozlowska (2000). Foi
adicionado 20 µL de extrato em tubo de falcon de 15 mL e completado o
volume para 500 µL com água destilada. Adicionou-se 250 µL de reagente
Folin-Ciocalteau 1N e aguardou-se 8 minutos para redução dos compostos
fenólicos com o reagente Folin-Ciocalteau. Após, foi adicionado 1,25mL da
solução de carbonato de sódio (20%) ao tubo de falcon, agitado e colocado em
ambiente ao abrigo da luz. A leitura foi realizada após 2 horas em
espectrofotômetro a 725 nm.
6.2.2.2.14.3 Atividade antioxidante – radical DPPH*
A atividade antioxidante pelo método do radical DPPH foi determinada
123
com 10 µL de extrato e 90 µL de metanol p.a., adicionando-se posteriormete
3,9 mL de solução de DPPH com absorbância entre 1,080 e 1,120 nm. A
mistura foi agitada em vortex e realizou-se a leitura em espectrofotômetro a
515 nm após 2 horas e 30 minutos, com aparelho zerado com metanol. A
atividade antioxidante foi expressa em µM trolox.Kg de amostra-1.
6.2.2.2.14.4 Atividade antioxidante – radical ABTS*
A atividade antioxidante pelo método do radical ABTS foi determinada
com 0,1 mL (100µL) do extrato em tubo de falcon de 15 mL misturando-se 3,9
mL (3900 µL) da solução diluída de ABTS com absorbância de 0,700±0,05 nm.
A mistura foi agitada em vortex, e após 6 minutos foi realizada a leitura em
espectrofotômetro a 734 nm, com aparelho zerado com álcool etílico. A
atividade antioxidante foi expressa em µg de equivalente trolox.g de amostra-1.
6.2.2.2.15 Análise estatística
Os resultados foram submetidos à análise de variância ANOVA, e os
efeitos do processamento para cada cor de pericarpo (vermelho, branco e
amarelo) foram avaliados pelo teste de Tukey (p≤0,05) com o programa SAS
(SAS, INSTITUTE, 2002), exceto a avaliação sensorial dos grãos de milho
pipoca expandidos.
6.3 Resultados e Discussão
6.3.1 Parâmetros sensoriais
Na figura 27 são apresentados os resultados da avaliação sensorial de
preferência referente a cor dos grãos de milho pipoca com pericarpo vermelho,
branco e amarelo expandidos com diferentes métodos de processamento. Os
resultados do somatório dos avaliadores indicaram que a preferência para os
grãos das três cores foi para o processamento na pipoqueira elétrica com e
sem óleo, não diferindo estatisticamente entre eles. Para os grãos de pericarpo
branco e amarelo, o processamento em panela com óleo não diferiu da
pipoqueira. Nos grãos de milho pipoca com pericarpo vermelho, a menor
aceitação foi no processamento em micro-ondas com óleo.
124
a
Figura 27 - Parâmetros de cor avaliados por escala sensorial dos grãos de milho pipoca de
pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas por diferentes processos (p≤0,01).
Na figura 28 são apresentados os resultados da avaliação sensorial de
preferência referente a forma e tamanho dos grãos de milho pipoca com
pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidos com diferentes métodos de
processamento. Os resultados indicaram que a maior preferência pelo
somatório foi no processamento realizado em panela com óleo para as três
classes de pipoca, seguida pelo processamento em pipoqueira elétrica com e
sem óleo nos grãos de pericarpo vermelho e branco. Nos grãos de pericarpo
amarelo, a menor aceitação foi no processamento realizado em micro-ondas
com óleo, estando de acordo com os resultados da figura 27, onde a menor
aceitação também ocorreu para a cor. A presença de óleo como foi observado
pelos resultados de preferência, aumenta a aceitação dos grãos de milho
pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo após a expansão.
125
Figura 28 - Parâmetros de forma e tamanho avaliados por escala sensorial dos grãos de milho
pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas por diferentes processos (p≤0,01).
Na avaliação global realizada nos grãos de milho pipoca de pericarpo
vermelho (Figura 29), os resultados indicaram que os grãos expandidos na
pipoqueira elétrica sem óleo foram os que tiveram a maior aceitação, onde
mais de 55% dos avaliadores “com certeza compraria”. A forma de
processamento em panela com óleo também teve boa aceitabilidade, seguido
da pipoqueira elétrica com óleo. A forma de processamento que teve menor
aceitação foi micro-ondas sem óleo, onde 0,00% dos avaliadores “com certeza
compraria”. Esta baixa aceitabilidade dos grãos processados em micro-ondas
sem óleo está de acordo com os resultados de cor e formato e tamanho
(Figuras 27 e 28, respectivamente), onde estes aspectos tiveram qualidade
inferior na avaliação.
126
100
Intenção de compra (%)
80
60
40
20
0
eo
Ól
eo
Ól
eo
Ól
eo
Ól
m
m
m
m
Se
Se
Co
Co
s
a
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r
ro
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M
M
u
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q
q
po
po
Pi
Pi
Com certeza compraria
Provavelmente compraria
Talvez comprasse
Provavelmente não compraria
Com certeza não compraria
m
Co
a
l
ne
Pa
eo
Ól
Figura 29 - Avaliação global dos grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho expandidos com
diferentes formas de processamento.
Na figura 30 são apresentados os resultados da avaliação global dos
grãos de milho pipoca de pericarpo branco, expandidos nas diferentes formas
de processamento. Os resultados indicam que mais de 60% dos avaliadores
“com certeza compraria” os grãos de milho pipoca processados em panela com
óleo, pipoqueira elétrica com óleo e sem óleo. Os grãos processados em microondas com e sem óleo foram as que tiveram a menos aceitação pelos
avaliadores. A maior aceitação foi observada nos grãos expandidos em
pipoqueira elétrica sem óleo, como ocorreu nos grãos de milho pipoca de
pericarpo vermelho.
127
100
Intenção de compra (%)
80
60
40
20
0
m
Co
le a
n
Pa
o
o
o
o
le
le
le
le
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M
M
qu
qu
po
po
i
i
P
P
o
le
Ó
Com certeza compraria
Provavelmente compraria
Talvez comprasse
Provavelmente não compraria
Com certeza não compraria
Figura 30 - Avaliação global dos grãos de milho pipoca de pericarpo branco expandidos com
diferentes formas de processamento.
Na figura 31 são apresentados os resultados da avaliação global dos
grãos de milho pipoca de pericarpo amarelo processados de diferentes formas.
Os resultados indicam que a maior aceitação foi observada nos grãos
expandidos em panela com óleo, pipoqueira elétrica com e sem óleo, onde
mais de 45% dos avaliadores “com certeza compraria”. A menor aceitação,
como ocorreu nos grãos de pericarpo vermelho e branco foi nos grãos
processados em micro-ondas, com e sem a presença de óleo.
128
100
Intenção de compra (%)
80
60
40
20
0
m
Co
le a
n
Pa
o
le
Ó
o
le
Ó
o
le
Ó
o
le
Ó
em
em
om
om
sS
aS
sC
aC
a
c
a
c
d
d
ri
tri
ét
on
on
lé
El
oE
or
r
a
r
ic
ra
ic
ei
ei
M
M
qu
qu
o
o
p
p
Pi
Pi
o
le
Ó
Com certeza compraria
Provavelmente compraria
Talvez comprasse
Provavelmente não compraria
Com certeza não compraria
Figura 31 - Avaliação global dos grãos de milho pipoca de pericarpo amarelo expandidos com
diferentes formas de processamento.
6.3.2 Parâmetros físicos
Na tabela 26 são apresentadas as propriedades físicas dos grãos de
milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo após a expansão. O
maior tempo necessário para expansão foi observado no processamento em
panela com óleo para todas as cores de pericarpo. Para as demais formas de
processamento não houve diferença para grãos de pericarpo branco e
vermelho.
O peso das pipocas expandidas variou de 11,51 a 17,15 gramas nas
pipocas de pericarpo vermelho, de 13,90 a 18,54 gramas nas de pericarpo
branco e de 13,28 a 18,63 gramas nas de pericarpo amarela. O maior peso
após o processamento foi observado nas processadas em panela com óleo,
resultado da adição de óleo durante o processamento.
129
130
136,00±4,00
122,00±10,00
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
170,00±5,00
Pipoqueira Elétrica sem óleo
133,00±8,00
163,00±10,00
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
131,00±8,00
Micro-ondas sem óleo
b
b
124,00±1,00
b
185,00±10,00
a
a
ab
bc
cd
Micro-ondas com óleo
Panela com óleo
-
152,00±6,00
Pipoqueira Elétrica com óleo
Integral
141,00±8,00
123,00±2,00
d
a
b
ab
182,00±13,00
Micro-ondas sem óleo
Micro-ondas com óleo
Panela com óleo
-
127,00±6,00
Micro-ondas sem óleo
b
132,00±1,00
Micro-ondas com óleo
Integral
a
ab
157,00±17,00
-
d
cd
ab
b
b
b
14,86±1,37
16,42±0,44
13,28±0,91
13,58±2,34
b
ab
b
b
18,63±0,69 ª
-
13,90±1,06
15,77±0,39
14,24±0,50
15,70±1,51
b
18,54±1,16 ª
-
14,59±0,62
bc
17,15±0,10 ª
11,51±1,79
13,01±0,06
15,95±0,78
-
b
b
c
ab
ab
b
28,21±2,22
26,28±1,11
19,23±1,92
23,06±0,04
21,87±2,20
-
a
ab
c
bc
bc
20,87±1,52 ª
21,36±0,93 ª
18,78±2,25
18,21±2,34
15,13±1,86
-
13,89±0,68 ª
14,52±0,41 ª
10,91±0,20
12,14±0,62
9,01±0,98
-
b
b
ab
ab
ab
14,02±1,32 ª
12,05±0,90 ª
19,88±1,89 ª
18,13±1,21 ª
10,94±1,78 ª
-
18,99±0,59 ª
20,10±1,80 ª
13,26±2,26 ª
13,26±4,06 ª
10,94±1,56 ª
-
13,31±3,13
13,70±0,66
29,79±1,68
20,44±0,78
24,51±1,92
-
112,29±49,02 ª
111,24±50,04 ª
116,26±50,07 ª
106,22±69,69 ª
119,54±42,86 ª
-
150,92±106,16 ª
159,38±118,58 ª
149,86±109,93 ª
123,00±97,97 ª
111,66±106,12 ª
-
107,34±50,11 ª
183,47±129,85 ª
168,93±102,99 ª
132,47±86,13 ª
119,36±125,28 ª
-
0,60±0,67
a
0,82±0,95 ª
0,71±0,69 ª
1,50±1,53 ª
0,87±0,94 ª
-
1,63±1,67 ª
1,37±1,03 ª
2,07±1,64 ª
2,61±2,01 ª
2,46±1,40 ª
-
1,80±1,27 ª
1,50±1,55 ª
2,03±1,61 ª
1,42±1,25 ª
1,30±0,91 ª
-
130
* Médias aritméticas de três repetições ± o desvio padrão para cada cor do pericarpo de grãos de milho pipoca com letras diferentes, diferem entre si pelo
Teste de Tukey (p≤0,05).
Amarelo
Branco
Vermelho
Panela com óleo
Integral
Tabela 26. Propriedades físicas de grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com diferentes formas de processamento.
Tempo de
Peso das pipocas Volume das pipocas
Resíduo de
Cor do
Formas de
Dureza
Número
expansão
expandidas
expandidas
expansão
pericarpo
processamento
(N)
de picos
-1
(s)
(g)
(mL.mL )
(%)
O volume das pipocas após a expansão foi maior nas pipocas de
pericarpo amarela, onde os valores variaram de 19,23 a 28,21 mL.mL -1, sendo
o valor mais elevado observado na pipoqueira elétrica sem óleo, estando de
acordo com os resultados observados na análise sensorial. Os menores
volumes de expansão foram observados nos grãos pericarpo vermelhos, onde
os valores variaram de 9,01 a 14,52 mL.mL-1, sendo que os maiores volumes
de expansão foram observados nos grãos expandidos em pipoqueira elétrica
com e sem óleo.
O resíduo de expansão (piruá) apresentou diferença para os grãos de
pericarpo vermelho, onde os menores valores foram observados nos grãos
expandidos em pipoqueira elétrica com e sem óleo. Nos grãos de pericarpo
branco e amarelo não houve diferença entre as formas de expansão.
As propriedades texturométricas dos grãos de milho pipoca expandidas
avaliadas não apresentaram diferença entre as diferentes formas de
processamento, indicando que apesar do aspecto apresentar diferença e
preferência entre os consumidores, não houve diferença nas texturas do grão
de milho pipoca expandidas.
6.3.3 Parâmetros viscoamilográficos
Os parâmetros viscoamilográficos dos grãos de milho pipoca com
pericarpo vermelho, branco e amarelo antes e após as diferentes formas de
processamento são apresentados na tabela 27 e figura 32. Os resultados
indicaram que a forma de processamento altera os parâmetros em todas as
diferentes colorações de pericarpo.
A temperatura de pasta aumentou com o processamento, quando
comparado aos grãos não expandidos. Valores não foram observados nos
processamentos em panela com óleo e micro-ondas com óleo, resultado da
presença de óleo, que afeta a análise de RVA. O aumento da temperatura de
pasta com a expansão das pipocas é resultado de alterações na estrutura
molecular do amido, dificultando a absorção de água para intumescimento,
exigindo temperaturas mais elevadas.
O pico de viscosidade mais elevado foi observado nos grãos sem
expansão de pericarpo vermelho e branco, e nos grãos de pericarpo amarelo
foi observado maior valor na pipoqueira elétrica sem óleo. Os menores valores
131
de pico de viscosidade foram observados no processamento em panela com
óleo. Os resultados indicam que todos os processos de expansão utilizados
provocam alterações na estrutura do amido e dos demais constituintes dos
grãos que afetam suas características.
A quebra de viscosidade mais elevada foi observada nos grãos sem
processamento, exceto para os de pericarpo amarelo, onde como houve no
pico de viscosidade, valores mais elevados foram observados nos grãos
expandidos em pipoqueira elétrica sem óleo. Os menores valores de
viscosidade de quebra foram observados nos grãos de pericarpo vermelho,
expandidos em panela com óleo e micro-ondas com e sem óleo. Nos grãos de
pericarpo amarelo, o menor valor foi observado no processamento em panela
com óleo, e nos grãos de pericarpo amarelo, o menor valor foi observado em
micro-ondas com óleo, indicando que a presença de óleo durante o processo
de expansão aumenta as alterações na estrutura do amido, principalmente,
intensificando as alterações nas propriedades de pasta.
Os valores de retrogradação mais elevados foram observados nos grãos
não expandidos para todas as cores de pericarpo. O menor valor foi observado
para os grãos expandidos em panela com óleo e micro-ondas sem óleo para os
grãos de pericarpo vermelho e branco. Nos grãos de pericarpo vermelho, além
dos dois processamentos descritos anteriormente (panela com óleo e microondas sem óleo), menores valores de retrogradação foram observados nos
processados em micro-ondas com óleo.
Os valores de viscosidade final mais elevado foram observados nos
grãos sem expansão, e os menores para os grãos expandidos em panela com
óleo nas diferentes colorações de pericarpo. Os resultados estão de acordo
com os demais parâmetros de RVA avaliados, onde alterações mais elevadas
foram observadas no processamento em panela com óleo, quando comparado
as demais formas de processamento, indicando que este processamento afeta
as propriedades, e consequentemente resulta em uma pipoca com maior grau
de expansão, resultando em características sensoriais mais desejadas pelos
consumidores, como foram observados nos resultados da avaliação sensorial.
132
Graphical Analysis Results - 15/04/14
200
(a)
Integral
Viscosity RVU
160
RVU
120
80
Pipoqueira com óleo
Pipoqueira sem óleo
Microondas com óleo
Microondas sem óleo
40
Panela com óleo
Newport Scientific Pty Ltd
0
0
4
8
12
16
20
Time(minutos)
mins
Graphical Analysis
Results - 15/04/14
Tempo
250
(b)
)
Integral
Viscosity RVU
RVU
200
150
100
Pipoqueira sem óleo
Microondas com óleo
Microondas sem óleo
Pipoqueira com óleo
50
Panela com óleo
Newport Scientific Pty Ltd
0
0
4
8
12
16
20
Time mins
Graphical Analysis
Results - 15/04/14
Tempo (minutos)
150
(c)
Integral
90
RVU
Viscosity RVU
120
Pipoqueira sem óleo
60
Microondas sem óleo
Pipoqueira com óleo
Microondas com óleo
Panela com óleo
30
Newport Scientific Pty Ltd
0
0
4
8
12
16
20
Time
mins
Tempo (minutos)
Figura 32. Parâmetros viscoamilográficos da farinha das pipocas de grãos de milho de
pericarpo vermelho (a), pericarpo branco (b) e pericarpo amarelo (c).
133
134
92,40±3,96 ª
Pipoqueira Elétrica com óleo
a
93,78±1,31 ª
Micro-ondas sem óleo
93,13±0,53
-
Micro-ondas com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
-
b
Panela com óleo
88,75±0,07
Integral
c
95,08±0,11 ª
Pipoqueira Elétrica com óleo
91,20±2,30
92,38±0,60
Micro-ondas sem óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
-
Micro-ondas com óleo
bc
-
Panela com óleo
d
94,68±0,18 ª
Pipoqueira Elétrica sem óleo
88,00±0,00
95,43±0,32 ª
Pipoqueira Elétrica com óleo
Integral
95,34±0,34 ª
Micro-ondas sem óleo
c
c
d
e
b
b
d
c
c
59,17±0,35 ª
46,42±1,41
46,00±0,47
42,88±1,24
38,13±0,29
52,29±0,65
58,60±1,10
44,09±0,94
50,08±0,00
50,42±0,35
12,88±0,06
b
b
c
5,25±0,00
2,91±0,13
2,21±0,30
1,88±0,06
2,33±0,00
3,25±0,24
a
c
d
e
d
b
2,70±0,10 ª
1,84±0,23
1,71±0,18
1,25±0,11
0,63±0,18
d
b
b
c
bc
2,79±0,30 ª
3,09±0,12
2,92±0,12
1,55±0,18
2,30±0,18
e
b
bc
d
c
64,46±0,18 ª
44,58±0,71
42,09±2,71
29,25±1,30
38,92±0,47
1,04±0,06
c
e
17,75±0,59
6,21±1,59 ª
51,58±4,24 ª
b
bc
d
c
b
c
d
c
10,08±0,71
11,00±0,11
9,42±0,23
8,54±0,30
9,21±0,18
bc
b
cd
d
cd
89,50±1,41 ª
13,50±1,00
11,21±0,06
9,79±0,65
11,04±0,30
5,30±0,18
e
149,09±0,23 ª
11,84±0,12
10,84±0,23
8,05±0,18
10,34±0,23
7,21±0,18
d
115,75±1,30 ª
b
bc
d
c
e
b
e
d
c
f
64,00±0,35
54,50±1,41
53,21±0,41
49,54±1,47
45,00±0,11
b
c
c
d
e
138,55±2,30 ª
69,40±2,20
53,46±0,65
58,17±0,83
60,21±0,76
17,54±0,30
210,75±0,11 ª
53,34±0,47
50,00±3,07
35,75±1,30
46,96±0,06
23,92±0,47
161,13±3,95 ª
134
* Médias aritméticas de três repetições ± o desvio padrão para cada cor do pericarpo de grãos de milho pipoca com letras diferentes na coluna, diferem entre
si pelo Teste de Tukey (p≤0,05).
Amarelo
Branco
Vermelho
-
Micro-ondas com óleo
b
-
90,15±0,71
Panela com óleo
Integral
Tabela 27. Parâmetros viscoamilográficos (RVA) de grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com diferentes formas de
processamento.
Cor do
Temperatura de
Pico de viscosidade
Quebra de
Retrogradação
Viscosidade final
Formas de processamento
pericarpo
pasta (°C)
(RVU)
viscosidade (RVU)
(RVU)
(RVU)
6.3.3 Parâmetros colorimétricos
Na tabela 28 são apresentados os resultados dos parâmetros
colorimétricos de cor da flor e da farinha obtida da flor dos grãos de milho
pipoca com pericarpo vermelho, branco e amarelo expandido nas diferentes
formas de processamento. Os resultados indicaram que a cor da flor
apresentou diferença no valor L*, sendo que nos grãos de pericarpo vermelho
os maiores valores foram observados para o processamento em micro-ondas
sem óleo. Nos grãos expandidos de pericarpo branco os menores valores
foram observados na panela com óleo, e na de pericarpo amarelo, e os
menores valores foram observados no processamento em panela com óleo e
micro-ondas com óleo. Estes resultados indicaram que a pipoca apresenta uma
coloração mais escura, pois o valor de L* varia de 0 (preto) a 100 (branco),
indicando que o processamento afeta na coloração dos grãos de milho pipoca
expandidos.
O valor a* da flor também apresentou diferença, onde para os grãos de
pericarpo vermelho os menores valores foram observados no processamento
em panela com óleo, e para os grãos de pericarpo amarelo os menores valores
foram observados para processamento em pipoqueira elétrica sem óleo. Nos
grãos de pericarpo branco, o maior valor a* foi observado nos grãos de
pericarpo branco.
O valor b* da flor também diferiu entre os tratamentos, sendo que para
os grãos de pericarpo vermelho, o maior valor foi observado no processamento
em panela com óleo. Nos grãos de pericarpo branco, o maior valor foi
observado em micro-ondas sem óleo. Nos grãos de pericarpo amarelo, os
maiores valores foram observados em panela com óleo e micro-ondas sem
óleo. Os maiores valores observados no valor b*, indicam uma coloração mais
amarela, característica que é desejada por alguns consumidores, sendo que a
presença de óleo durante o processamento auxilia na formação de coloração
mais amarela.
O valor L* da farinha diferiu com as formas de processamento, sendo
que para os grãos de pericarpo vermelho, o menor valor foi observado nos
grãos sem processamento, nos grãos de pericarpo branco foi em panela com
óleo, e nos grãos de pericarpo amarelo foi observado no processamento em
micro-ondas sem óleo. O valor a* mais elevado nos grãos de pericarpo
135
vermelho foi observado nos grãos sem processamento, diferentemente dos
grãos de pericarpo branco e amarelo, onde os menores valores foram
observados para os grãos não expandidos. Os resultados encontrados são
resultado da coloração vermelha do pericarpo, que é parcialmente reduzida
durante o processamento, porém como o parâmetro a* do perfil colorimétrico
determina a coloração vermelha, assim, quanto mais elevados os valores,
maior a coloração vermelha.
O valor b* mais elevado nos grãos de pericarpo vermelho foi observado
nos grãos não expandidos, seguidos dos grãos processados em panela com
óleo, como foi observado nos grãos com pericarpo de cor amarelo. Nos grãos
de pericarpo branco, o maior valor foi observado nos grãos expandidos em
micro-ondas com óleo, seguido dos grãos não expandidos, sendo que os
menores valores foram observados em pipoqueira elétrica sem óleo.
136
137
91,29±1,65 ª
90,43±1,20 ª
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
84,47±3,24
88,52±2,30 ª
88,90±1,54 ª
89,02±0,26 ª
Micro-ondas com óleo
Micro-ondas sem óleo
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
b
82,58±3,28
Panela com óleo
b
90,33±3,50 ª
Micro-ondas sem óleo
-
91,68±1,74 ª
Micro-ondas com óleo
Integral
87,98±2,26
b
ab
c
Panela com óleo
-
89,10±1,73
Pipoqueira Elétrica sem óleo
Integral
86,88±2,88
Pipoqueira Elétrica com óleo
90,53±1,85 ª
Micro-ondas sem óleo
d
b
b
b
b
b
c
ab
-2,90±0,26
-2,76±0,19
-2,78±0,41
b
ab
ab
-2,63±0,27 ª
-2,82±0,18
-
-0,32±0,10 ª
-0,63±0,12
-0,66±0,08
-0,70±0,10
-0,66±0,08
-
-3,00±0,70
-1,82±0,46 ª
-2,46±0,52
-1,74±0,48 ª
-3,44±0,34
-
c
c
b
bc
cd
d
c
b
ab
14,17±1,10
13,04±1,34
ab
b
14,27±1,98 ª
13,65±1,46
14,26±0,77 ª
-
1,68±0,30
2,70±0,61
3,37±0,58 ª
1,48±0,23
1,60±0,59
-
13,99±2,90
12,36±1,92
11,66±2,95
10,15±2,37
17,02±2,04 ª
-
b
c
c
d
b
c
d
c
b
c
d
91,43±0,97
a
91,43±2,37 ª
84,44±0,87
90,61±0,47 ª
88,95±0,90
86,02±0,71
91,69±0,88 ª
91,07±0,67 ª
89,44±1,71
88,39±1,45
83,90±1,16
88,24±1,00
87,86±0,96 ª
87,85±1,04 ª
86,25±0,67
85,29±1,56
84,97±0,58
71,22±0,51
e
e
d
c
b
c
b
f
d
c
c
-2,14±0,16
-2,00±0,12
e
d
-0,58±0,05 ª
-1,49±0,10
-1,10±0,14
-2,51±0,07
0,23±0,16
0,58±0,18
0,62±0,17
1,32±0,24
b
1,91±0,21 ª
-0,30±0,09
0,41±0,11
0,51±0,12
1,05±0,04
1,45±0,17
1,35±0,16
b
5,47±0,27 ª
b
c
cd
cd
d
b
e
d
d
c
20,65±0,92
19,27±0,49
20,14±0,89
19,51±0,60
22,82±0,49
c
e
cd
de
b
40,63±0,80 ª
9,83±0,45
11,40±0,97
11,53±0,81
12,27±0,82
15,12±0,67 ª
13,65±0,65
17,99±0,41
17,53±0,83
17,66±0,86
17,35±0,55
19,17±0,79
28,60±0,64 ª
137
* Médias aritméticas de três repetições ± o desvio padrão para cada cor do pericarpo de grãos de milho pipoca com letras diferentes na coluna, diferem entre
si pelo Teste de Tukey (p≤0,05).
Amarelo
Branco
Vermelho
c
86,23±3,67
Micro-ondas com óleo
bc
88,25±3,06
-
Panela com óleo
Integral
Tabela 28. Parâmetros colorimétricos da flor e da flor moída de grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com diferentes
formas de processamento.
Flor
Farinha
Cor do
Formas de processamento
pericarpo
L*
a*
b*
L*
a*
b*
6.3.4 Parâmetros nutricionais
Os resultados de composição nutricional e valor energético dos grãos de
milho pipoca de pericarpo amarelo, branco e vermelho após diferentes formas
de processamento são apresentados na tabela 29. A umidade dos grãos
reduziu com o processamento nos grãos de pericarpo vermelho, branco e
amarelo. O teor de proteína bruta não diferiu nos grãos de pericarpo vermelho,
reduzindo nos grãos de pericarpo branco nos processamentos em panela com
óleo e pipoqueira elétrica com óleo, e reduzindo também nos grãos de
pericarpo amarelo nos processamentos em micro-ondas sem óleo e em
pipoqueira elétrica sem óleo.
O teor de minerais não diferiu nos grãos de pericarpo vermelho
expandidos de diferentes formas de processamento. Nos grãos de pericarpo
branco, os valores mais elevados de minerais foram observados nos grãos em
micro-ondas sem óleo e pipoqueira elétrica sem óleo. Nos grãos de pericarpo
amarelo o maior valor no teor de minerais foi observado em panela com óleo.
O teor de lipídios variou nos grãos após o processamento, sendo que os
maiores valores foram observados nos grãos processados com a presença de
óleo, como já era esperado, pois o acréscimo de óleo durante o processamento
resultou em acréscimos finais para os grãos das três cores de pericarpo
(vermelho, branco e amarelo).
O teor de fibra bruta nos grãos de pericarpo branco e amarelo aumentou
para todas as formas de processamento quando comparado aos grãos sem
processamento, não diferindo entre as diferentes formas de processamento.
Nos grãos de pericarpo vermelho, os maiores valores de fibra bruta foram
observados no processamento em micro-ondas sem óleo, e os menores em
pipoqueira elétrica sem óleo.
O
teor
de
carboidratos
calculado
pela
diferença
dos
demais
constituintes, os valores mais elevados nos grãos de pericarpo vermelho foram
observados no processamento em micro-ondas sem óleo e pipoqueira elétrica
sem óleo. Nos grãos de pericarpo branco, o maior valor foi observado nos
grãos processados em micro-ondas sem óleo, e os menores valores foram
observados nos grãos sem processamento e no processamento em panela
com óleo. Nos grãos de pericarpo amarelo, o maior valor de carboidratos foi
observado nos grãos processados em pipoqueira elétrica sem óleo.
138
O valor energético das pipocas diferiu com as diferentes formas de
processamento. Nos grãos de pericarpo vermelho o maior valor energético foi
observado nos grãos processados em panela com óleo, seguido da pipoqueira
elétrica com óleo, resultado do acréscimo de óleo utilizado durante o
processamento.
O menor valor energético
foi observado nos grãos
processados em pipoqueira elétrica sem óleo. Nos grãos de pericarpo branco,
não houve diferença no valor energético entre as formas de processamento,
sendo estes valores superiores aos grãos observados nos grãos sem
processamento. Nos grãos de pericarpo amarelo, o maior valor energético foi
observado nos grãos processados em panela com óleo, seguido dos grãos
processados em micro-ondas com óleo e em pipoqueira elétrica com óleo, e os
menores valores foram observados nos grãos processados em micro-ondas
sem óleo.
Os resultados observados na composição nutricional e valor energético
indicam que a adição de óleo aumentou o valor energético dos grãos após a
expansão, sendo que a presença de óleo não afeta a qualidade e quantidade
dos demais constituintes dos grãos.
139
140
4,46±0,13
5,32±0,48
5,23±0,30
Micro-ondas sem óleo
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
5,96±0,24
3,45±0,82
5,05±0,57
3,92±0,46
Micro-ondas com óleo
Micro-ondas sem óleo
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
cd
bc
d
b
b
4,22±0,11
4,31±0,49
4,90±0,44
4,50±0,60
3,63±0,46
Panela com óleo
Micro-ondas com óleo
Micro-ondas sem óleo
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
c
bc
b
bc
bc
10,46±0,13 ª
5,44±0,08
Panela com óleo
Integral
c
c
c
b
c
10,62±0,37 ª
6,50±0,20
Micro-ondas com óleo
Integral
5,18±0,66
10,76±0,06 ª
(%)
Panela com óleo
Integral
processamento
b
ab
b
ab
ab
ab
ab
b
8,24±0,88
b
10,96±1,51 ª
7,94±0,76
10,10±0,22
9,48±0,30
9,76±0,13
11,55±0,29
11,29±0,27
11,73±0,30
ab
12,12±0,29 ª
11,16±0,04
11,82±0,42
13,42±0,12 ª
12,93±0,05 ª
13,42±0,23 ª
13,18±0,09 ª
12,88±0,08 ª
13,40±0,63 ª
(%)
c
bc
c
ab
0,89±0,12
0,81±0,06
0,92±0,06
0,95±0,07
ab
b
ab
ab
1,01±0,02 ª
0,88±0,05
1,33±0,03 ª
1,24±0,02
ab
1,30±0,12 ª
1,02±0,06
1,07±0,03
1,02±0,12
1,47±0,13 ª
1,50±0,02 ª
1,45±0,02 ª
1,40±0,02 ª
1,39±0,02 ª
1,37±0,02 ª
(%)
c
b
c
ab
bc
b
b
4,67±0,91
7,13±0,91
4,69±0,82
7,20±0,59
b
ab
b
ab
10,78±0,11 ª
4,64±0,29
4,46±0,08
b
9,14±0,71 ª
4,30±0,15
5,53±0,34
b
9,61±0,72 ª
4,49±0,41
4,87±0,01
8,86±0,04
4,86±0,05
6,82±0,30
bc
11,09±0,86 ª
5,53±0,97
(%)
ab
abc
bc
b
c
ab
b
3,35±0,38 ª
3,32±0,31 ª
3,18±0,07 ª
3,33±0,11 ª
3,07±0,05 ª
2,26±0,15
4,01±0,08 ª
4,18±0,03 ª
4,12±0,11 ª
3,97±0,08
ab
4,05±0,05 ª
3,73±0,17
3,34±0,11
3,73±0,26
3,86±0,11 ª
3,75±0,08
3,63±0,07
3,42±0,08
(%)
b
b
b
b
c
de
e
b
b
b
b
79,22±0,22
73,28±0,19
a
b
78,37±0,34 ª
74,11±0,48
71,44±0,32
72,00±0,14
74,33±0,15
69,10±0,04
d
75,10±0,17 ª
71,40±0,23
68,67±0,40
68,32±0,31
71,67±0,18 ª
67,66±0,07
71,95±0,30 ª
68,35±0,72
65,83±0,47
65,52±0,51
(%)
e
b
d
b
cd
c
e
398,57±0,67
407,77±0,65
393,81±0,55
408,30±0,34
c
b
d
b
426,84±0,34 ª
373,32±0,54
391,68±0,81 ª
412,18±0,98 ª
394,26±0,72 ª
391,79±0,33 ª
413,91±0,23 ª
368,43±0,67
390,87±0,46
409,56±0,44
392,94±0,23
395,00±0,51
421,91±0,41 ª
372,29±0,51
(kcal)
140
* Médias aritméticas de três repetições ± o desvio padrão para cada cor do pericarpo de grãos de milho pipoca com letras diferentes na coluna, diferem entre
si pelo Teste de Tukey (p≤0,05).
Amarelo
Branco
Vermelho
pericarpo
Tabela 29. Composição nutricional de grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com diferentes formas de processamento.
Cor do
Formas de
Umidade
Proteína bruta
Minerais
Lipídios
Fibra Bruta
Carboidratos Valor energético
Na tabela 30 são apresentados os resultados de acidez do óleo, pH e
proteína solúvel. Os resultados indicam que na acidez do óleo não houve
diferença nos valores dentre as formas de processamento utilizadas, sendo
observada uma redução no valor quando comparados aos grãos sem
processamento.
O valor do pH não diferiu nos grãos de pericarpo vermelho expandidos e
não expandidos. Nos grãos de pericarpo branco o maior valor de pH foi
observado nos grãos sem processamento (Integral), e os menores valores
foram observados nos grãos processados em pipoqueira elétrica sem óleo. Nos
grãos de milho pipoca de pericarpo amarelo o maior valor de pH foi observado
nos grãos sem processamento, seguido dos grãos processados em panela
com óleo. Nas demais formas de processamento, micro-ondas com e sem óleo,
e pipoqueira elétrica com e sem óleo, não houve diferença nos valores de pH.
O valor de proteína solúvel variou com as diferentes formas de
processamento, nos grãos de milho pipoca com pericarpo vermelho, branco e
amarelo expandidos nas diferentes formas. Nos grãos de pericarpo vermelho, o
maior valor foi observado nos grãos processados em micro-ondas com óleo, e
os menores valores foram observados em micro-ondas sem óleo e em
pipoqueira sem óleo. Nos grãos de pericarpo branco, o maior valor foi
observado nos grãos processados em panela com óleo, e os menores no
processamento em micro-ondas com óleo. Nos grãos de pericarpo amarelo, o
maior valor foi observado nos grãos processados em micro-ondas sem óleo, e
os menores valores foram observados em micro-ondas com óleo e nos grãos
sem o processamento.
141
142
5,66±0,02 ª
0,29±0,13
0,40±0,08
0,26±0,05
0,46±0,06
Micro-ondas sem óleo
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
Integral
Micro-ondas com óleo
b
2,71±0,91 ª
b
0,37±0,06
Pipoqueira Elétrica sem óleo
0,19±0,02
0,22±0,01
Pipoqueira Elétrica com óleo
Panela com óleo
6,19±0,03 ª
0,41±0,06
Micro-ondas sem óleo
b
b
b
b
b
b
b
6,06±0,08
6,06±0,01
6,06±0,01
6,09±0,03
6,14±0,01
5,56±0,21
5,61±0,04
5,65±0,04
5,71±0,02
0,31±0,06
c
c
c
c
d
cd
bc
b
Micro-ondas com óleo
b
0,16±0,04
Panela com óleo
5,58±0,06
cd
b
5,72±0,04 ª
b
0,54±0,05
Pipoqueira Elétrica sem óleo
b
5,96±0,48 ª
5,55±0,05 ª
5,94±0,18 ª
0,35±0,03
Pipoqueira Elétrica com óleo
b
b
5,67±0,06 ª
6,99±1,32 ª
0,59±0,15
Micro-ondas sem óleo
Integral
0,51±0,05
Micro-ondas com óleo
b
5,94±0,16 ª
d
c
c
e
b
f
d
c
d
b
b
bc
d
18,58±0,30
19,47±0,08
b
b
21,66±0,57 ª
15,29±0,25
16,44±0,00
14,46±0,46
15,15±0,24
15,76±0,18
14,77±0,20
11,06±0,83
23,01±0,69 ª
13,38±0,45
11,61±0,15
16,20±0,21
10,42±0,00
20,69±0,43 ª
12,25±0,06
13,98±0,00
142
* Médias aritméticas de três repetições ± o desvio padrão para cada cor do pericarpo de grãos de milho pipoca com letras diferentes na coluna, diferem entre
si pelo Teste de Tukey (p≤0,05).
Amarelo
Branco
Vermelho
0,30±0,05
4,35±0,24 ª
Panela com óleo
Integral
Tabela 30. Parâmetros tecnológicos de qualidade de grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com diferentes formas de
processamento.
Acidez do óleo
Proteína solúvel
Cor do pericarpo
Formas de processamento
pH
-1
(mg de NaOH. 100g )
(%)
6.3.5 Compostos com potencial antioxidante
Os resultados de antocianinas, carotenoides, compostos fenólicos e
atividade antioxidante dos radicais ABTS* e DPPH* são apresentados na
tabela 31. O teor de antocianinas nos grãos de pericarpo vermelho, que
apresentaram os maiores valores reduziu com as diferentes formas de
processamento, sendo que as maiores reduções foram observadas nos grãos
processados em panela com óleo e pipoqueira elétrica com óleo. As menores
reduções foram observadas em micro-ondas com óleo. Nos grãos de pericarpo
branco a amarelo, houve um aumento do teor de antocianinas com o
processamento, principalmente no processamento em panela com óleo nos
grãos de pericarpo branco, e no processamento em micro-ondas sem óleo e
pipoqueira elétrica com óleo, indicando que o método colorimétrico utilizado
para quantificação não pode ser utilizado para grãos de milho pipoca
expandidos, apesar de ser o utilizado para avaliação destes valores em uma
grande quantidade de alimentos.
Os resultados de carotenoides totais indicaram que nos grãos de
pericarpo vermelho o processamento interfere na quantidade destes. O maior
valor foi observado nos grãos processados em panela com óleo e em
pipoqueira com óleo, e os menores valores foram observados em micro-ondas
sem óleo. Nos grãos de pericarpo branco, os teores de carotenoides foram
baixos, quando comparados aos grãos de pericarpo amarelo e vermelho,
sendo que os maiores valores foram observados nos grãos processados em
panela com óleo, e os menores em micro-ondas sem óleo e pipoqueira com
óleo. Nos grãos de pericarpo amarelo, que apresentam os maiores valores de
carotenoides, devido a coloração amarela, os maiores valores foram
observados nos grãos expandidos em panela com óleo, não apresentando
diferença dos grãos não expandidos. As demais formas de processamento,
micro-ondas com e sem óleo, pipoqueira elétrica com e sem óleo, não
apresentaram diferença no teor de carotenoides.
O
teor
de
compostos
fenólicos
totais
variou
nas
formas
de
processamento apenas nos grãos de pericarpo vermelho e branco, onde nos
grãos de pericarpo vermelho os valores mais elevados foram observados nos
grãos processados em panela com óleo, e os menores em micro-ondas sem
óleo e pipoqueira sem óleo. Nos grãos de pericarpo branco, o maior valor de
143
compostos fenólicos foi observado nos grãos expandidos em panela com óleo.
Nos grãos de pericarpo amarelo não houve diferença entre as formas de
processamento.
A atividade antioxidante determinada pelos métodos dos radicais ABTS*
e DPPH* apresentou mais diferença no processamento através do método de
ABTS*. Nos grãos de pericarpo vermelho, os maiores valores de atividade
antioxidante do radical ABTS* foram observados nos grãos processados em
panela com óleo, seguido dos processados em micro-ondas com e sem óleo.
Nos grãos de pericarpo branco a maior atividade antioxidante foi observada
nos grãos expandidos em panela com a presença de óleo, sendo todos os
valores encontrados após o processamento superiores aos encontrados nos
grãos não expandidos (integral), sendo que ao comparar a interferência da
presença de óleo em micro-ondas e em pipoqueira elétrica, não houve
diferença. Nos grãos de pericarpo amarelo, os maiores valores de atividade
antioxidante foram observados no processamento em micro-ondas sem óleo, e
os menores valores foram observados no processamento em pipoqueira
elétrica com óleo.
A atividade antioxidante pelo método do radical DPPH* apresentou
diferença apenas nos grãos de milho pipoca com pericarpo vermelho, não
apresentando diferença nos grãos de pericarpo branco e amarelo ao comparar
grãos expandidos e não expandidos. Nos grãos de pericarpo vermelho, os
maiores valores foram observados nos grãos processados em panela com óleo
e em pipoqueira elétrica com óleo, e os menores valores foram observados nos
grãos processados em pipoqueira elétrica sem óleo.
144
145
2,04±0,12
1,18±0,15
2,00±0,18
1,48±0,35
2,06±0,12 ª
2,18±0,09 ª
Pipoqueira Elétrica sem óleo
Integral
Panela com óleo
Micro-ondas com óleo
Micro-ondas sem óleo
Pipoqueira Elétrica com óleo
1,45±0,23
2,56±0,22
Pipoqueira Elétrica com óleo
Pipoqueira Elétrica sem óleo
3,74±0,03
Micro-ondas sem óleo
bc
bc
ab
c
d
c
ab
3,26±0,23
Micro-ondas com óleo
ab
b
c
c
11,71±0,99
11,79±0,49
8,21±1,15
11,94±1,71
b
b
b
b
19,60±0,65 ª
15,01±0,50
3,15±0,45
0,73±0,11
0,48±0,26
1,72±0,17
bc
bc
ab
b
1,06±0,79
15,54±2,72
3,75±0,86 ª
e
de
17,37±1,54 ª
c
3,99±0,30 ª
5,24±0,26
Pipoqueira Elétrica sem óleo
d
12,80±0,73
abc
Panela com óleo
5,51±0,18
Pipoqueira Elétrica com óleo
c
15,46±0,08
0,98±0,06
6,07±0,06
Micro-ondas sem óleo
b
17,04±0,68 ª
bc
Integral
6,78±0,18
Micro-ondas com óleo
e
14,14±1,90
bc
ab
c
ab
c
bc
ab
ab
ab
b
1,43±0,07 ª
1,40±0,07 ª
1,40±0,11 ª
1,12±0,57 ª
1,52±0,89 ª
1,02±0,07 ª
1,39±0,09
1,27±0,85
1,19±0,59
0,95±0,74
1,97±0,19 ª
1,33±0,56
1,34±0,78
1,72±0,73
1,30±0,76
1,50±0,06
1,83±0,78 ª
1,45±0,10
c
d
c
c
b
b
c
bc
ab
c
c
b
ab
4,36±0,72
3,25±0,74
c
d
6,52±0,60 ª
4,34±0,64
5,00±0,58
5,86±0,09
8,22±0,89
8,25±0,25
9,97±0,69
10,88±0,92
11,19±0,52 ª
4,90±1,20
14,17±0,21
13,59±0,57
16,42±0,29
15,93±0,62
17,30±0,52 ª
13,99±0,69
b
a
ab
ab
a
ab
a
a
a
a
0,42±0,20
a
0,33±0,25 ª
0,49±0,00
0,33±0,25 ª
0,40±0,20 ª
0,40±0,20 ª
0,41±0,20 ª
0,41±0,20 ª
0,50±0,00
0,50±0,00
0,49±0,00
0,41±0,20 ª
0,10±0,06
0,13±0,00
0,13±0,00
0,11±0,05
0,13±0,00
0,11±0,05
145
* Médias aritméticas de três repetições ± o desvio padrão para cada cor do pericarpo de grãos de milho pipoca com letras diferentes, diferem entre si pelo
Teste de Tukey (p≤0,05).
Amarelo
Branco
Vermelho
4,78±0,15
8,94±0,20 ª
Panela com óleo
Integral
Tabela 31. Compostos com potencial antioxidante de grãos de milho pipoca de pericarpo vermelho, branco e amarelo expandidas com diferentes formas.
Atividade antioxidante
Antocianinas
Carotenoides
Compostos fenólicos totais
Cor do
-1
(µM trolox.Kg de amostra )
Formas de processamento
(mg cianidina-3(μg de β-caroteno
(mg ácido tânico.Kg de
pericarpo
-1
-1
glicosídeo.Kg )
equivalents g-1)
amostra
ABTS*
DPPH*
6.4 Conclusões
A cor do pericarpo e a forma de processamento afetam principalmente a
qualidade sensorial dos grãos de milho pipoca após a expansão. A maior
intenção de compra foi observada nos grãos de milho pipoca expandidos em
panela com a presença de óleo, onde ocorrem as maiores alterações nos
grãos, principalmente nas propriedades viscoamilográficas, indicando que
nesta forma de processamento o amido sofre uma maior expansão, entretanto,
o maior valor nutricional também ocorre nessa forma de processamento onde
se obteve o maior valor calórico quando comparado as demais formas de
processamento, sem comprometer a quantidade de compostos com potencial
antioxidante presente nos grãos.
146
Referências Bibliográficas
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