IX Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria
09 a 12 de novembro de 2014 – Serra Negra – SP - Brasil
Batata como fonte de amido: avaliação dos teores de fósforo, amilose e propriedades térmicas
Garcia, E. L.I; Leonel, M.I; Carmo, E. L. doIII; Franco, C. M. L.II; Santos, T. P. R. dosI
RESUMO
O amido apresenta algumas propriedades importantes para o processamento industrial que são
dependentes de sua fonte botânica e de suas características estruturais. A gelatinização e retrogradação
são algumas das mais importantes características dos amidos, podendo ser explicadas pelo conteúdo de
amilose e fósforo no amido. No presente trabalho objetivou-se avaliar as propriedades térmicas de
gelatinização e retrogradação, conteúdo de fósforo e amilose de oito cultivares de batata. As
propriedades térmicas das diversas cultivares foram influenciadas pelo conteúdo de fósforo e amilose.
As cultivares Marlen, Pirassu e BRS Ana apresentaram as menores entalpias de gelatinização dentre as
cultivares. O conteúdo de amilose foi elevado em todas as variedades, afetando as temperaturas iniciais e
de pico durante a gelatinização, entretanto, as cultivares Marcy e Harley Beckhell apresentaram os
maiores teores de fósforo, contribuindo para baixa tendência a retrogradação dos grânulos de amido.
Palavra-chave: Solanum tuberosum L., propriedades reológicas, batata, fósforo, amilose.
ABSTRACT
Starch has some important properties to processing industrial that are dependent on its botanical source
and structural characteristics. Gelatinization and retrogradation are some of the most important
characteristics of starches and can be explained by the content of amylose and phosphorus. This work
aimed to evaluate the thermal properties of gelatinization and retrogradation and the content of amylose
and phosphorus of eight potato cultivars. The thermal properties of the different cultivars were
influenced by the phosphorus and amylose contents. The cultivars Marlen, Pirassu and BRS Ana showed
the lowest enthalpy of gelatinization among the cultivars. The amylose content was high in all varieties
and it affected the initial and peak temperatures during gelatinization., However, the cultivars Marcy and
Harley Beckhell showed higher content of phosphorus, what can has contributed to low retrogradation of
the starches granule.
Key words: Solanum tuberosum L., rheological properties, potato, phosphorus, amylose.
INTRODUÇÃO
O cultivo da batata (Solanum tuberosum L.) vem ganhando destaque principalmente nos países
em desenvolvimento. Em busca de agilidade e praticidade no preparo dos alimentos, a batata processada
tem despertado grande interesse ao mercado consumidor [1]. A industrialização da batata vem crescendo
em todo o mundo, principalmente para produtos que podem ser consumidos diretamente (“ready to eat”),
como chips e batata palha, ou, prontos para serem consumidos (“ready to use”), como batatas congeladas
ou cortadas em palitos resfriados e pré-fritos congelados [2].
Tubérculos de batata têm como principal carboidrato de reserva o amido. O amido é um dos
polissacarídeos mais abundantes na natureza e é formado por polímeros lineares (amilose) e ramificados
(amilopectina) de α-D-glucose [3]. As características físico-químicas e funcionais dos grânulos de amido
são influenciadas pela proporção de amilose e amilopectina, comprimento de cadeia da amilopectina,
tamanho e distribuição do grânulo e, conteúdo de fósforo, sendo que estes parâmetros irão prédeterminar as possíveis aplicações industriais desses materiais [4].
I Centro de Raízes e Amidos Tropicais (CERAT) – Universidade Estadual Paulista – Botucatu/SP.
II Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE) – Universidade Estadual Paulista – São José do Rio Preto/SP.
III Instituto Federal do Mato Grosso (IFMT) – Campo Novo do Parecis – Mato Grosso/MT.
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O amido é amplamente empregado pela indústria alimentícia como melhorador em diversas
propriedades, tais como: textura, estabilizante de colóides, agente ligante, agente de retenção com a água
e agente adesivo [5, 6].
O comportamento térmico dos amidos durante a gelatinização e retrogradação tem sido avaliado
utilizando-se o Calorímetro Diferencial de Varredura, o qual mede a quebra das ligações de hidrogênio
entre as estruturas granulares além de mensurar a energia envolvida (entalpia) na transição de um
grânulo semi-cristalino para um gel amorfo [7].
Devido às restrições a amidos modificados, impostas principalmente pelos consumidores, as
empresas produtoras de amido no mundo vêm mostrando um interesse cada vez maior em amidos
naturais com características desejáveis que atendam ao mercado consumidor. Frente a esta demanda, o
setor agroindustrial está interessado em identificar e desenvolver espécies que produzam amidos nativos
com características únicas, podendo estes amidos substituir os modificados quimicamente ou abrir novos
mercados [8].
Visto a carência e necessidade do segmento alimentício por matéria prima com qualidades
diferenciadas e, sendo a batata uma importante fonte de amido, este trabalho objetivou caracterizar
diferentes cultivares de batata quanto as propriedades térmicas, conteúdo de fósforo e amilose, visando
fornecer informações para a aplicabilidade industrial dessas cultivares.
MATERIAL E MÉTODOS
Foram processados para a extração de amido oito cultivares de batata: Snowden, Harley
Beckhell, Marlen, Colorado, BRS Ana, Pirassu, Beacon Chipper e Marcy, cultivados no município de
Pouso Alegre - Minas Gerais. Após 5 meses do plantio, os cultivares foram colhidos e encaminhados ao
Centro de Raízes e Amidos Tropicais da Unesp (CERAT) – Botucatu/SP, onde os tubérculos foram
processados para a extração do amido, com posterior determinação das propriedades térmicas, conteúdo
de fósforo e amilose.
Para extração do amido, os tubérculos foram higienizados em água potável e desintegrados em
liquidificador industrial. A suspensão obtida foi passada por peneiras de aberturas variáveis para a
purificação e, a suspensão obtida foi decantada a temperatura de 5ºC por 4 horas. Após a decantação, o
sobrenadante foi descartado e o amido foi re-suspenso em água para nova purificação. Posteriormente, o
amido foi seco em estufa de circulação de ar forçado à temperatura de 40ºC, sendo acondicionado em
recipiente de polietileno com tampa.
As propriedades térmicas foram analisadas utilizando um Calorímetro Diferencial de Varredura,
equipado com um intracooler e um software de análise térmica (Pyris 1) para a determinação das
temperaturas de gelatinização, retrogradação e variação de entalpia (ΔH). Aproximadamente 2 mg de
amido foram pesados em cápsulas de alumínio e 6 μL de água deionizada foram adicionados. Em
seguida as cápsulas foram seladas. As suspensões de amido foram mantidas em repouso para atingir o
equilíbrio (overnight). Após, as amostras foram aquecidas de 25 a 100ºC a uma taxa de 10ºC min-1. As
análises de retrogradação foram realizadas após armazenamento dos recipientes padrões contendo as
amostras gelatinizadas a 4ºC por 14 dias e novamente analisadas usando as mesmas condições. A
percentagem de retrogradação dos amidos foi calculada através da relação: (ΔH retrogradação/ΔH
gelatinização) x 100.
O conteúdo de fósforo foi determinado após digestão nitro perclórica. Uma alíquota de 1 mL do
extrato foi separada e foram adicionados 4 mL de água destilada, 2 mL da mistura Molibdato de Amônio
+ Metavanadato de Amônio e deixado em repouso por 5 minutos. A absorbância foi medida em
espectrofotômetro a 420 nm [9]. Os resultados de fósforo foram expressos em mg 100g-1.
Para a análise do conteúdo de amilose aparente, foram utilizados 150 mg de amostra previamente
desengordurada. Após o processo de extração e reação da amilose com a solução de iodo, as amostras
foram deixadas em repouso durante 20 minutos ao abrigo da luz e as absorbâncias medidas em
espectrofotômetro a 620 nm, sendo os resultados expressos em g 100g-1 de amilose [10].
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A comparação dos cultivares quanto às características dos amidos foram realizadas através da
análise de variância e a comparação das médias através do teste Tukey ao nível de significância de 5%.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O conteúdo de amilose aparente nos diferentes amidos de batata variaram entre 28,51 e 36,10%,
respectivamente para os cultivares Beacon Chipper e BRS Ana. Resultados inferiores foram obtidos por
Kaur et al. [6], que encontraram teores de amilose variando entre 15 e 23% em diferentes cultivares de
batatas cultivadas em diferentes localidades. O conteúdo de amilose pode afetar as propriedades térmicas
de gelatinização e retrogradação, assim como, a aplicação do amido na indústria alimentícia,
comprometendo a qualidade do produto processado.
Os teores de fósforo variaram entre 30 e 70 mg 100g-1, os maiores teores foram observados para
os cultivares Harley Beckhell e Marcy, não diferindo estatisticamente do cultivar Snowden, e os
menores teores foram observados para os cultivares Pirassu e BRS Ana. O fósforo ligado
covalentemente as cadeias laterais da amilopectina, majoritariamente localizado no C6 sob a forma de
monoéster, contribuem para viscosidade, claridade, consistência e estabilidade de pasta, sendo uma
vantagem para muitas aplicações industriais.
Para as propriedades térmicas de gelatinização os resultados mostraram que as temperaturas
iniciais de gelatinização variaram entre 63,35 e 65,88°C, respectivamente, para os cultivares Pirassu e
Marcy, indicando que não há amilose complexada a lipídios, caso contrário, uma segunda endoterma
seria observada entre 91 e 100°C. As temperaturas de pico (Tp), de conclusão (Tc) e variação de entalpia
(ΔH) para os amidos em estudo variaram de 63,38 a 68,85 °C; 70,27 a 73,56 °C e 14,59 a 17,81J/g,
respectivamente. As menores variações de temperatura (ΔT(Tc-T0)) foram observadas para os cultivares
Snowden e Marlen, respectivamente, 6,85 e 6,81ºC (Tabela 2), indicando maior homogeneidade dos
cristais desses amidos [11].
A perfeição da cristalinidade do amido pode ser refletida nas temperaturas de gelatinização,
sendo que, a temperatura de pico fornece uma medida da qualidade do grânulo, correlacionando-se ao
comprimento das duplas hélices [7]. As elevadas temperaturas de gelatinização observadas para os
amidos em estudo demonstram elevado grau de homogeneidade, podendo, correlacionar-se com a
proporção de cadeias de GP e a proporção da distribuição das cadeias longas de amilopectina [12].
Entretanto, a literatura também preconiza que o comportamento durante a gelatinização está
intimamente correlacionado com o tamanho do grânulo, conteúdo de fósforo e amilose, podendo ser
observadas diferenças durante a gelatinização dentre espécies de mesmo gênero, como em fontes
botânicas distintas [13].
A entalpia de gelatinização é um indicativo da cristalinidade do grânulo e da perda de ordem
molecular [7]. As maiores entalpias (ΔH) foram obtidas para os cultivares Snowden, Harley Beckhell e
Marcy, 17,81, 17,32 e 17,33 J/g, respectivamente, podendo correlacionar-se à maior proporção de
cadeias longas de amilopectina, formando duplas hélices maiores. Portanto, sendo as regiões cristalinas
controladas pelas cadeias de amilopectina [14], e estas sendo responsáveis pela formação de duplas
hélices, os elevados valores de entalpia para os cultivares Snowden, Harley Beckhell e Marcy, sugerem
maior cristalinidade em seus amidos. Em contrapartida, os baixos valores atingidos pelos cultivares
Marlen, BRS Ana e Pirassu (14,96, 14,59 e 14,96 J/g, respectivamente), indicam poucas duplas hélices
sendo desfeitas, o que pode estar relacionado ao elevado teor de amilose nestes amidos, uma vez que
maiores proporções de regiões amorfas estariam presentes, ocasionando diminuição do ponto de fusão
das regiões cristalinas [7]. Contudo, o comportamento do amido durante a gelatinização é definido pelas
condições do meio em que ocorre a síntese do amido, principalmente pela temperatura durante o
desenvolvimento do grânulo [15].
Avaliando-se as temperaturas iniciais, pico e conclusão durante a retrogradação verificou-se que
as temperaturas foram inferiores quando correlacionadas as temperaturas de gelatinização,
corroborando com os resultados obtidos por outros autores [16]. Os cultivares Harley Beckhell e BRS
Ana apresentaram as menores variações de entalpia (4,93 e 4,85 J/g, respectivamente) e, a maior
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entalpia foi observada para o cultivar Pirassu (7,01 J/g).
Após a gelatinização do amido, o armazenamento em baixas temperaturas, favorece a
reorganização das moléculas de amilose, entre 40 e 70 unidades de glucose, em uma estrutura mais
amorfa [17, 18]. Essa reorganização desuniforme promove perda de cristalinidade do grânulo pela
diminuição das ligações em duplas hélices, impactando em menor gasto energético para os amidos
retrogradados quando comparados com as entalpias de gelatinização.
Portanto, a retrogradação pode ser considerada basicamente como um processo de
recristalização, podendo ser explicada pela tendência dos grânulos em efetuar ligações de hidrogênio
durante este processo [19]. Dos cultivares em estudo, o cultivar Pirassu apresentou a maior tendência em
retrogradar (46,87%), podendo este comportamento, ser devido à elevada proporção de cadeias lineares
da amilose e ao baixo conteúdo de fósforo presente neste amido, favorecendo sua reorganização
estrutural. Já os cultivares Harley Beckhell e Marcy apresentaram as menores tendências em retrogradar
(28,45 e 29,74%, respectivamente) e, elevados teores de fósforo. Correlacionando o conteúdo de fósforo
com a tendência em retrogradar e a variação de entalpia, verifica-se que, à medida que o teor de fósforo
aumenta menor é a tendência em retrogradar e menor é o gasto energético (r = -0,74 e r = 0,55).
CONCLUSÃO
O amido do cultivar BRS Ana apresentou o maior conteúdo de amilose aparente refletindo em
sua elevada temperatura inicial de retrogradação. Os elevados teores de fósforo para os cultivares Harley
Beckhell e Marcy, contribuíram para a estabilidade do grânulo e controlou a taxa de retrogradação dos
amidos gelatinizados. Já os cultivares Snowden e Marlen apresentaram maior padrão homogêneo de
cristalinidade, enquanto, a maior heterogeneidade foi observada para o cultivar Colorado.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a CAPES e CNPq pela concessão das bolsas de estudos.
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