UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CAMPO MOURÃO COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

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1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CAMPO MOURÃO COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR MARESA CUSTODIO MOLINARI PROF. DR. MIGUEL APARICIO RODRIGUEZ Autorizo para encaminhamento à banca examinadora, Prof. Dr. Miguel Aparício Rodriguez CAMPO MOURÃO 2014

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3 RESUMO O setor agroindustrial representa uma parte importante da economia paranaense. A Coamo Agroindustrial Cooperativa é a maior cooperativa do país e possui um parque industrial composto por várias indústrias: esmagamento de soja, refinaria de óleo de soja, fiação de algodão, gordura e margarina, torrefação e moagem de café e moinho de trigo. O estágio foi realizado no laboratório de trigo onde são realizadas análises reológicas e físico-químicas em farinhas determinando, assim, sua qualidade. Estas características são de interesse da garantia da qualidade, pois tem por objetivo permitir que os alimentos cheguem ao consumidor de acordo com as padrões estabelecidos pela mesma. Análises reológicas como a alveografia que simula o comportamento da massa durante a fermentação, farinografia que permite saber a quantidade de água que uma farinha pode absorver e sua estabilidade, falling number que indica a quantidade de alfa-amilase presente nos grãos são de extrema importância para determinar o valor comercial e aplicações para do trigo e farinha, seja para bolos, biscoitos, pães e até mesmo para fabricação de cerveja. O estágio foi muito importante para o crescimento e amadurecimento profissional, proporcionou relacionamento direto com a indústria de alimentos e também ganho de experiência.

4 2 INTRODUÇÃO O setor agroindustrial representa uma parte importante da economia paranaense. A cidade de Campo Mourão conta com a maior cooperativa do Brasil: a Coamo Agroindustrial Cooperativa que também possui um parque industrial composto por indústria de esmagamento de soja, refinaria de óleo de soja, fábrica de gordura hidrogenada, indústria de margarina, fiação de algodão, torrefação e moagem de café e, por fim, um moinho de trigo com capacidade para 200 toneladas de grãos/dia. Os alimentos Coamo são produzidos de acordo com os padrões de controle de produção como a ISO 9000, Boas Práticas de Fabricação (BPF) e Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle (APPCC) para garantir a segurança alimentar. A garantia da qualidade tem por objetivo permitir que os alimentos cheguem ao consumidor de acordo com estes padrões. O estágio foi realizado no laboratório de trigo da Coamo Agroindustrial Cooperativa, onde são realizadas análises reológicas e físico-químicas em amostras de trigo e em amostras de farinhas da produção do moinho. Uma grande variedade de características com diferentes significados determinam a qualidade dos grãos de trigo e da farinha. Estas características são definidas a partir de análises reológicas como número de queda (falling number - FN), teor de glúten úmido e seco, alveografia (teste que determina tenacidade, extensibilidade, equilíbrio, índice de elasticidade e energia de deformação ou força de glúten), farinografia (que determina a quantidade de água que a farinha pode absorver e propriedades de mistura) e análises físicoquímicas como peso do hectolitro, cinzas, cor e umidade (MÓDENES et al, 2009). Segundo a Instrução Normativa n 8 de 02 de junho de 2005 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Desenvolvimento, as farinhas são classificadas em Tipo 1, Tipo 2, Integral ou Fora de Tipo de acordo com seu teor de cinzas, granulometria, umidade, acidez e teor de proteínas (MAPA, 2005). As farinhas podem ser destinadas a várias aplicações que são determinadas, principalmente, pelas suas características reológicas, sendo que o controle de qualidade nestas garante a capacidade de produzir um produto final atrativo, a custo competitivo que atenda as condições impostas pela unidade processadora e o tipo de trigo utilizado. Já em relação às amostras de trigo, as

5 3 análises determinam a sua qualidade e destino, seja para utilização no moinho ou a vendas no Brasil e exportação. Este trabalho tem por objetivo apresentar as atividades desenvolvidas durante o estágio obrigatório bem como os conhecimentos adquiridos neste período.

6 4 DESCRIÇÃO DO LOCAL O laboratório de trigo é situado no parque industrial da Coamo Agroindustrial Cooperativa, localizado na rodovia BR 487, km 197, sem número na cidade de Campo Mourão, Paraná. Para a realização das análises em farinhas de trigo, o laboratório dispõe de dois alveógrafos Chopin, dois misturadores MR10L Chopin, dois falling number Perten instruments FN 1500 e FN 1900 e um Spollet para limpeza dos tubos de falling number, um farinógrafo Brabender, um glutomatic 2200 Petern Instruments, uma centrífuga 2015, um Glutork 2020, um colorímetro Konica Minolta, uma balança analítica e uma semi-analítica, mufla e medidor de umidade por infravermelho. A sala de moagem possui um moinho de rolos Chopin, um Brabender e um moinho para farinha integral Petern Instruments. Nos meses de janeiro a julho, onde há apenas amostras da produção do moinho de trigo, localizado na Estrada Três Lagoas, km 01, s/n em Mamborê, Paraná, o laboratório conta com duas colaboradoras permanentes, as quais são responsáveis pelas análises das farinhas e pelos testes de panificação. Durante o período da safra de trigo (de agosto a dezembro), no qual a quantidade de amostras é bastante elevada, foram contratadas quatro estagiárias, sendo duas no período matutino e duas no vespertino. Durante a safra de 2013, foram analisadas 565 amostras de trigo provenientes de vários locais do Paraná, pertencentes aos cooperados da Coamo. A produção do moinho de trigo compreende as farinhas Coamo Doméstica Tipo 1, Coamo Panificação Tipo 1, Coamo Tipo 2, Coamo Tipo 2 para Cliente Específico, Coamo Fora de Tipo, Anniela Doméstica Tipo 1, Anniela Panificação Tipo 1, Anniela Industrial, Anniela Tipo 2 Biscoito e Farelo de Trigo.

7 5 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS Durante a época da safra, ao receber amostras de trigo, estas foram escolhidas de modo que o mínimo de impurezas ficasse presente. Se a umidade dos grãos estivesse menor que 13%, os mesmos eram submetidos à umidificação para que ficassem com aproximadamente 14% de umidade e, posteriormente (após pelo menos 12 horas para absorção da água) moídos. Esse percentual de umidade é desejado pois torna o farelo mais resistente que o endosperma do grão, reduzindo assim, a fragmentação deste na moagem. A moagem experimental das amostras de trigo foi realizada nos moinhos Brabender e Chopin (Figura 1). De acordo com o Peso Hectolitro (PH) massa de cem litros de trigo expresso em kg (MAPA, 2010) do trigo era definido a quantidade de amostra a ser moída para análise. Amostras com PH acima de 70 têm maior rendimento em extração (acima de 50%), assim, era necessário moer 2,0 kg de trigo para proceder às análises, por outro lado, amostras com PH abaixo de 70 têm menor rendimento, sendo assim, necessário moer pelo menos 2,2 kg de trigo para ter amostra suficiente para realização das análises. Além da moagem experimental, aproximadamente 300 gramas de trigo eram moídos no moinho Petern Instruments (Figura 2) para ser realizado o falling number integral, o qual mede a habilidade da enzima alfa-amilase presente nos grãos hidrolisar o gel de amido. Figura 1. Moinhos para moagem experimental de trigo Brabender (esquerda) e Chopin (direita).

8 6 Figura 2. Moinho para farinha integral (falling number integral) Petern Instruments. Após a moagem, as farinhas permaneciam em repouso pelo menos duas horas antes de iniciar as análises para que suas características elásticas fossem conservadas. Todas as farinhas (safra e produção) eram submetidas às mesmas análises, as quais serão citadas a seguir. Primeiramente era determinada a porcentagem de umidade da farinha para dar início às análises. Todas as análises exceto referentes a glúten úmido e glúten seco exigiam a determinação da porcentagem de água presente na amostra. O ensaio falling number ou número de queda, realizado no Falling Number Petern Instruments (Figura 3) a qual indica a habilidade da enzima alfa-amilase presente na farinha de trigo hidrolisar o gel de amido (semelhante ao falling number integral). A atividade da enzima é definida como o tempo em segundos contando a partir da imersão de um tubo viscosimétrico em banho-maria necessário para acionar um agitador viscosimétrico e permitir a ele atravessar uma distância, caindo em gel aquoso de farinha que está sofrendo liquefação. A atividade da alfa amilase está associada com a germinação da semente e inversamente correlacionada com o valor do falling number. Esta análise é realizada tanto para farinha integral (falling number integral) como para farinha branca. Trigo com alto teor de alfa-amilase (falling number baixo) é desejado para fabricação de cervejas, por exemplo, pois a quantidade da enzima presente auxilia na hidrólise do amido e por outro lado,

9 7 indesejado em panificação pois o miolo tende a se apresentar escuro e pegajoso (MÓDENES et al., 2009). Uma farinha para uso em panificação, biscoitos e bolos deve possuir menor quantidade da enzima. Figura 3. Falling Number Petern Instruments para número de queda em farinha branca e integral. A alveografia segundo Módenes et al. (2009) simula o comportamento da massa durante a fermentação, mede a extensibilidade, resistência e a extensão da massa que é expandida por uma pressão de ar até sua ruptura que é graficamente registrada por um manômetro ou registrador automático (alveolink). Ao final da análise, o alveógrafo fornece cinco curvas alveográficas (figura 4) com os resultados de tenacidade (P) que é a média da altura máxima das ordenadas e mede a sobrepressão máxima exercida na expansão da massa; extensibilidade (L) indica previamente o volume do pão e, em conjunto com o teor de proteína representa a capacidade de extensão da massa, é a média das abcissas medida no momento da ruptura da bolha; relação tenacidade e extensibilidade (P/L) que determina o equilíbrio da massa; índice de crescimento (G) que compreende a raiz quadrada do volume de ar necessário para inflar a bolha até sua ruptura e a força do glúten ou energia de deformação da massa (W) expressa em 10-4 J representa a energia de deformação da massa e indica a qualidade da farinha para a panificação e corresponde ao trabalho mecânico necessário para expandir a bolha até a ruptura.

10 8 De acordo com a Instrução Normativa nº 38 de 2010, o valor mínimo para a força do glúten de um trigo destinado à panificação é de 220 x 10-4 J e para uso doméstico é de 160 x 10-4 J (MAPA, 2010). Figura 4. Alveógrafo Chopin: ao centro registrador automático (Alveolink). A farinografia era realizada no Brabender Farinograph (Figura 5), o qual mistura a farinha com água a 30ºC com agitação formando uma massa. O equipamento registra os resultados em forma de gráfico (Figura 6) e determina a quantidade de água que a farinha absorve para atingir a consistência de 500 unidades farinográficas, propriedades de mistura da massa como o tempo de desenvolvimento da massa, tempo de queda, índice de tolerância a mistura e a estabilidade da massa (expresso em minutos). Figura 5. Farinógrafo Brabender.

11 9 Figura 6. Farinografia de farinha de trigo. Fonte: Pereira et al. (2009). O teor de glúten presente na farinha foi determinado no aparelho Glutomatic (Figura 7) a partir da lavagem da farinha com solução salina 2,0% seguida de centrifugação (glúten úmido) e secagem (glúten seco). O glúten é constituído por uma massa viscoelástica tridimensional que confere características como plasticidade, viscosidade e elasticidade que são essenciais para a massa (WIESIR, 2007). O glúten é formado basicamente quando a farinha de trigo e a água são submetidos à trabalho mecânico onde as proteínas insolúveis (gliadina e glutenina) incham-se e formam a rede protéica denominada glúten (GONZÁLEZ, 2002). Figura 7. Glutomatic para lavagem de farinha e obtenção do glúten úmido.

12 10 A determinação de cinzas é realizada pelo método gravimétrico, a partir da incineração da farinha em mufla a 600ºC até a obtenção de cinza branca (aproximadamente duas horas). As cinzas correspondem ao percentual de matéria mineral presente no produto e esta característica é determinante ao valor comercial da farinha, já que a classifica em tipo 1, tipo 2 ou farinha integral com teor de cinzas máximo de 0,8%, 1,4% e 2,5% respectivamente (MAPA, 2005). Uma farinha é considerada Fora de Tipo quando a mesma não se enquadra nestes limites. A colorimetria era realizada com objetivo de avaliar a cor da farinha, expressa em números onde, a claridade da amostra L varia de 0 a 100 (preto total e branco total, respectivamente) e as coordenadas a+ mede a tendência da cor para vermelho, a- para o verde, b+ para o amarelo e, por fim, n a tendência da cor para azul. A claridade das farinhas geralmente estava entre 88,00, para uma Fora de Tipo e 92,50 a 93,00 para uma farinha Tipo 1. O colorímetro Konica Minolta (Figura 8) era utilizado para esta análise. Figura 8. Colorímetro Konika Minolta (esquerda) e display para visualização de resultados. Contudo, as análises realizadas em farinhas de trigo são de extrema importância para determinar seu uso e aplicações.

13 11 CONCLUSÕES A partir do estágio realizado na Coamo Agroindustrial Cooperativa foi possível adquirir muitos conhecimentos em um setor que está em constante desenvolvimento, pode-se verificar de perto a importância da garantia da qualidade nos produtos. Foi possível perceber uma melhora significativa nas habilidades para as análises, já que no início das atividades o rendimento era menor. A equipe do laboratório foi de extrema importância na transmissão de conhecimentos, treinamento e compreensão. A partir do estágio foi possível adquirir experiência, amadurecimento e ter maior preparo para próximos desafios na vida profissional.

14 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GONZÁLEZ, M. J. C. Industrias de Cereales y Derivados. Madrid: Amv Ediciones, p. MAPA. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Instrução Normativa nº 38, de 30 de novembro de 2010: Regulamento Técnico do Trigo, MAPA. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Instrução Normativa nº 8 de 2 de junho de 2005: Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade da Farinha de Trigo, MÓDENES, A. N.; SILVA, A. M.; TRIGUEROS, D. E. G. Avaliação das propriedades reológicas do trigo armazenado. Ciencia e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 29, n.3, p , PEREIRA, E. P. R.; AMORIM, E. O. C.; AMBIEL, H. C. I.; CHANG, Y. K.; STEEL, C. J. Influência de agentes oxidantes sobre as propriedades reológicas de massas de farinha de trigo branca e de grão inteiro e sobre o volume específico de pão francês. Brazilian Journal of Food Technology, v. 12, n. 3, p , jul.-set WIESIR, H. Química das proteínas do glúten. Food Microbiology, v. 24, n.2, p , 2007.