Propriedades do Amido Extraído dos Defeitos de Grãos de Arroz Beneficiado Polido

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1 Propriedades do Amido Extraído dos Defeitos de Grãos de Arroz Beneficiado Polido 07 Ricardo Tadeu Paraginski 1 ; Rosana Colussi 1 ; Jarine Amaral do Evangelho 1 ; Alvaro Renato Guerra Dias 1 ; Elessandra da Rosa Zavareze 1 ; Moacir Cardoso Elias 1 RESUMO O arroz está presente diariamente na mesa dos brasileiros, e a cada dia a população exige um produto de melhor qualidade. Dentre os fatores que reduzem a qualidade do produto, a presença de grãos com defeitos é um dos principais fatores, sendo estes retirados antes do empacotamento dos grãos, tornando-se uma matériaprima de baixo valor de mercado (resíduo do seletron). Assim, o objetivo no trabalho foi extrair amido de arroz de uma amostra obtida do resíduo do seletron, e dos defeitos presentes na amostra isoladamente, e avaliar as propriedades do amido. Os resultados indicaram que houve um aumento no rendimento de extração dos grãos ardidos e mofados e amarelos, quando comparados aos grãos sem defeitos, e uma redução no rendimento de extração dos grãos rajados. Houve redução na cristalinidade, pico de viscosidade, retrogradação e viscosidade final do amido extraído dos grãos rajados. Os amidos dos grãos ardidos e mofados, amarelos e picados e manchados apresentaram comportamento nas propriedades de pasta semelhantes aos das amostras sem defeitos, sendo a utilização de grãos de arroz com defeitos para extração de amido é uma alternativa para as indústrias alimentícias. Palavras-chave: Arroz, Defeitos, Extração, Amido, RVA. 1 Laboratório de pós-colheita, industrialização e qualidade de grãos, departamento de ciência e tecnologia agroindustrial, faculdade de agronomia eliseu maciel, universidade federal de pelotas, campus universitário capão do leão, pelotas, rio grande do sul, cep: , Caixa postal 354, fone: (0xx53) , paraginskiricardo@yahoo.com.br 192

2 INTRODUÇÃO O arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais produzidos e consumidos no mundo, considerado alimento básico para mais de 60% da população mundial, sendo o maior consumo na forma de arroz cozido, e uma pequena quantidade utilizada como ingrediente em alimentos processados. No cenário nacional, o Rio Grande do Sul aparece com uma produção de aproximadamente 63% do total, e a maior parte deste é da classe longo fino (agulhinha), que é industrializado para obtenção principalmente de arroz dos grupos beneficado polido e parboilizado polido. Com a maior exigência da população por alimentos seguros e de melhor qualidade sensorial e nutricional, a presença de defeitos nos grãos fornecidos ao consumidor reduz a aceitação do produto. Conforme descrito por Zhou et al. (2003), a presença de grãos verdes e gessados afeta negativamente a aceitabilidade do consumidor e, em trabalho realizado por Singh et al. (2003), teores superiores a 2% dos grãos causam a rejeição do produto. Desta forma as indústrias alimentícias separam esses grãos durante o processamento, sendo considerado um produto de baixo valor agregado, e similarmente ao que acontecem com os grãos quebrados, esses produtos são destinados ao consumo animal ou para produção de derivados. Uma das formas de agregar valor aos grãos de arroz com defeitos é a extração de amido, pois este pode ser menos afetado comparado com a farinha obtida de grãos com defeitos. O amido de arroz possui propriedades específicas, como o tamanho pequeno dos grânulos, que confere textura suave após o cozimento e sabor brando, além de não ser um produto alergênico, podendo ser consumido por portadores de doença celíaca como substituto do trigo na elaboração de produtos sem glúten (Polanco et al., 1995). Assim, considerando os fatores descritos anteriormente, o objetivo neste trabalho foi avaliar as propriedades do amido isolado de grãos de arroz com defeitos como alternativa para agregar valor a esta matéria prima de baixa qualidade. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados grãos de arroz polidos (amostra original), adquiridos na indústria Tordilho Alimentos, Pelotas, Brasil, proveniente de uma selecionadora eletrônica de defeitos (Sanmak, Digi Sort 1080, Blumenau, Brasil). Os grãos de arroz com defeitos foram separados a partir da amostra original de acordo com o Padrão Codex da FAO para o consumo de arroz, e de acordo com a Instrução Normativa n o 06 de 2009, do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento 193

3 do Brasil, que determina os padrões de comercialização de arroz no mercado interno do país, e os defeitos foram classificados em ardidos e mofados, amarelos, manchados e picados, rajados, verdes e gessados. A separação dos diferentes defeitos das amostras de arroz foi realizada por classificador registrado junto ao Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento do Brasil, Carteira de Classificador EAC 1.867, até a obtenção de 350 gramas de cada defeito. Após a separação dos defeitos, 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) para extração do amido. Extração de amido: A extração de amido dos grãos de arroz foi baseada no método descrito por Wang e Wang (2004), com algumas modificações, e o rendimento de extração de amido foi calculado com base na quantidade inicial de farinha de arroz e a quantidade total de amido extraído. Amilose: O teor de amilose foi determinado por método colorimétrico com iodo, conforme método de McGrane et al. (1998), com modificações sugeridas por Hoover & Ratnayake (2000). Cristalinidade: Os padrões de difração de raio-x foram obtidos com um difractômetro de raios X (XRD-6000, Shimadzu, Brasil), e o índice de cristalinidade relativa (IC) dos grânulos de amido foi quantitativamente estimado de acordo com método proposto por Rabek (1980), pela razão entre a área da região cristalina e a área total coberta pela curva, composta pela área da região cristalina e a área da região amorfa. Propriedades de pasta: 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, e o perfil utilizado foi o Standard Analysis 1. A quantidade de amostra utilizada para os testes foi de 3 gramas corrigidas para 14% de umidade, conforme descrito por Singh et al. (2004). Análise estatística: Determinações analíticas das amostras foram realizadas em triplicata, e a comparação das médias foi realizada pelo teste de Tukey ao nível de 5% de significância, através de uma análise de variância (ANOVA). RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 são apresentados os resultados do teor de defeitos presente na amostra original, o rendimento de extração, o teor de amilose e cristalidade do amido extraído dos grãos sem defeitos, e com os diferentes defeitos presentes na amostra. A amostra original apresentou 26,8% de grãos com defeitos, sendo 194

4 destes 12,6% grãos amarelos, 2,3% de grãos ardidos, 10,0% de grãos manchados e picados, 0,4% de grãos rajados e 1,6% de grãos verdes e gessados. Estes percentuais demonstram uma elevada perda de grãos de boa qualidade que são eliminados juntamente com os grãos com defeitos. Neste trabalho, a maior proporção de grãos com defeitos foram grãos amarelos e manchados e picados, entretanto esta proporção de defeitos pode variar dependendo do estado da matéria-prima inicial e das condições de regulagem da selecionadora eletrônica das indústrias de arroz. Tabela 1. Teor de defeitos, rendimento de extração e parâmetros de cor de amido extraído de amostras com defeitos, sem defeitos e de cada defeito de grãos de arroz polido. Tratamentos a Defeitos (%) b Rendimento de extração (%) Conteúdo de amilose (%) Cristalinidade (%) Amostra original 26,80 62,20 bc 28,90 c 22,10 Amostrasemdefeitos - 60,10 cd 31,90 a 24,90 Tipos de defeitos Amarelos 12,60 65,90 a 28,50 c 26,00 Ardidos e mofados 2,30 65,60 a 31,40 ab 25,20 Picados e manchados 10,00 63,60 ab 31,90 a 24,00 Rajados 0,40 57,00 d 31,90 a 23,70 Verdes e gessados 1,60 65,90 a 30,30 b 18,80 a Médias aritméticas de três repetições seguidas por letras diferentes na mesma coluna são significativamente diferentes (p 0,05). b Conteúdo de cada defeito presente na amostra original obtida em indústria local (Amostra original). O rendimento de extração de amido dos grãos de arroz sem defeitos (60,1%) não diferiu significativamente do rendimento de extração do amido dos grãos da amostra original (62,2%). No entanto, quando os grãos com defeitos foram separados da amostra original e classificados conforme os diferentes tipos de defeitos, houve um aumento no rendimento de extração de amido para os grãos de arroz amarelos, ardidos, verdes e gessados e uma redução para os grãos rajados em comparação aos grãos sem defeitos e da amostra original, porém essa variação não compromete a utilização do produto como alternativa para extração 195

5 de amido. O rendimento de extração de amido dos grãos amarelos foi superior ao encontrado por Wang et al. (2002), que encontraram 38,8% de rendimento de extração para amido de grãos amarelos, e foi inferior ao encontrado por Wang e Wang (2001) que estudaram extração de amido de arroz e encontraram 72,2% de rendimento de extração, utilizando o método de extração alcalina. A presença de defeitos alterou o teor de amilose do amido dos grãos de arroz. O amido dos grãos amarelos apresentou menor teor de amilose (28,5%) comparado ao amido dos grãos sem defeitos (31,9%). Este resultado é devido a maior atividade enzimática dos grãos amarelos, resultando na hidrólise das moléculas de amilose. Essa redução no teor de amilose também foi observada no amido extraído dos grãos da amostra original, devido a maior proporção de grãos amarelos, e o amido dos grãos verdes e gessados também apresentou menor teor de amilose, comparado ao amido dos grãos sem defeitos. A cristalinidade relativa do amido variou de 18,8% para os grãos verdes e gessados a 26,0% para os grãos amarelos (Tabela 1). A redução de cristalinidade relativa no amido dos grãos verdes e gessados pode ser resultado de uma menor quantidade de cadeias longas de amilopectina, que são responsáveis pela cristalinidade. Este comportamento difere de Sodhi e Singh (2003), que relataram que os grãos gessados possuem menor região amorfa e maior região cristalina, e com isso aumenta a temperatura de gelatinização e a entalpia do processo endotérmico. No amido extraído dos grãos amarelos houve um aumento da cristalinidade relativa quando comparado aos grãos sem defeitos, diferindo dos resultados encontrados por Wang et al. (2002), que não encontrou diferenças no amido extraído de grãos amarelos. Segundo Setiawan et al. (2010) ao avaliar o armazenamento de grãos de milho, o aumento da cristalinidade pode ser resultado do aumento dos cristais de amido, pois os grãos amarelos podem sofrer o ataque de enzimas endógenas durante o armazenamento, que alteram as regiões amorfas, hidrolisando as cadeias de amido e reduzindo o peso molecular, o que acelera a cristalização devido a presença de moléculas menores, e assim aumentando a cristalinidade relativa. A presença de defeitos nos grãos de arroz afetou as propriedades de pasta dos amidos isolados dos grãos de arroz beneficiado polido (Tabela 2 e Figura 1). Os amidos isolados dos grãos com defeitos apresentaram maior temperatura de pasta, pico de viscosidade e viscosidade final comparados com o amido isolado dos grãos sem defeitos, com exceção do amido dos grãos rajados, em que houve uma redução no pico de viscosidade e na viscosidade final, e um aumento na viscosidade de quebra. O maior valor do pico de viscosidade observado nos grãos gessados e verdes pode ser resultado de falhas na formação dos grânulos de amido, que podem resultar em uma maior velocidade de absorção de água. De acordo com Singh et al. (2003), a presença de espaços com ar e a estrutura 196

6 desorganizada dos grânulos de amido, favorecem uma difusão rápida de água, o que provoca uma redução no tempo de cocção destes grãos, que quando cozidos juntamente com grãos sem defeitos, acabam reduzindo a qualidade sensorial após a cocção. Tabela 2. Propriedade de pasta do amido extraído de amostras com defeitos, sem defeitos e de cada defeito de grãos de arroz polido. Tratamentos a/ Temperatura de pasta ( C) Pico de viscosidade (RVU) Quebra de viscosidade (RVU) Retrogradação (RVU) Viscosidade final (RVU) Amostra original 83,55 cd 264,92 bc 45,42 bc 420,13 b 200,63 b Amostra sem defeitos 80,80 e 254,54 c 34,95 d 375,46 d 155,88 c Tipo de defeitos Amarelos 87,80 a 267,33 b 42,25 bcd 440,86 a 213,64 ab Ardidos e mofados 85,03 bc 273,28 b 50,28 b 452,28 a 226,11 a Picados e manchados 86,05 ab 272,42 b 45,47 bc 436,28 ab 225,83 a Rajados 81,50 de 200,08 d 64,91 a 300,18 e 160,38 c Verdes e gessados 83,55 cd 290,50 a 38,29 cd 399,42 ab 147,21 c a Médias aritméticas de três repetições seguidas por letras diferentes na mesma coluna são significativamente diferentes (p 0,05). A maior temperatura de pasta e menor viscosidade observada no amido extraído de grãos de arroz amarelos está de acordo com Wang et al. (2002), que encontraram resultados semelhantes, e afirmaram que as diferenças nas propriedades observadas no amido extraído eram menos intensas que as observadas nas propriedades da farinha. Segundo Wang et al. (2002), ao avaliar amido extraído de grãos amarelos, grãos quebrados e grãos sem defeitos, sugerem que a maior fração de amido danificado e de baixo conteúdo de amilose é removido durante o processo de isolamento do amido. O mesmo autor afirma que a interação entre o amido e a orizeína, principal proteína de constituição do grão de arroz, podem retardar o intumescimento e proteger o amido do cisalhamento mecânico, resultando em uma temperatura de pasta mais elevada, além de preservar os grânulos de amido mais intactos durante o cozimento, resultando em arroz com textura mais firme. 197

7 450 Viscosity RVU Viscosity (RVU) (c) Rice starch Time (min) Newport Scientific Pty Ltd Figura 1. Propriedade de pasta do amido extraído de arroz polido de amostra original (1), sem defeitos (2) e de cada defeito: amarelos (3), ardidos e mofados (4), picados e manchados (5), rajados (6) e verdes e gessados (7). Portanto, este estudo demonstrou que existem diferenças nas propriedades do amido para os diferentes tipos de defeitos dos grãos de arroz comparados com grãos sem defeitos, assim como no rendimento de extração de amido. Grãos amarelos, ardidos, verdes e gessados apresentaram um aumento em torno de 10% no rendimento de extração, sendo resultados importantes para a indústria de beneficiamento de arroz, pois permite agregar valor a um produto que tradicionalmente não seria destinado ao consumo humano, realizando-se a extração de amido, pois a presença de grãos amarelos é frequente no interior das indústrias, principalmente por deficiência na armazenagem. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS HOOVER, R.; RATNAYAKE, W. Determination of total amylose content of starch. In: R. E. Wrolstad, Current protocols of food analytical chemistry. Unit E2.3. John Wiley and Sons, USA,

8 KAMINSKI, T. A.; BRACKMANN, A.; PICOLLI, L. S.; NICOLETTI, A. M.; ROBERTO, B. S. Changes in culinary, viscoamylographic and sensory characteristics during rice storage at different temperatures. Journal of Stored Products Research, v. 53, p , MCGRANCE, S. J.; CORNELL, H. J.; RIX, C. J. A simple and rapid colorimetric method for the determination of amylose in starch products. Starch/Stärke, v. 50, p , POLANCO, I.; MOLINA, M.; PIETRO, G.; CARRACO, S.; LAMA, R. Dieta y enfermedad celíaca. Alimentaria, v. 33, p , 1995, RABEK, J. F. Applications of wide-angle X-ray diffraction (WAXD) to the study of the structure of polymers. Experimental methods in polymer chemistry, 1 ed., p , Chichester: Wiley-Interscience, SETIAWAN, S.; WIDJAJA, H.; RAKPHONGPHAIROJ, V.; JANE, J-L. Effects of Drying Conditions of Corn Kernels and Storage at an Elevated Humidity on Starch Structures and Properties. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 58, p , SINGH, N.; SODHI, N. S.; KAUR, M.; SAXENA, S. K. Physico-chemical, morphological, thermal, cooking and textural properties of chalky and translucent rice kernels. Food Chemistry, v. 82, p , SINGH, N.; SANDHU, K. S.; KAUR, M. Characterization of starches separated from Indian chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars Journal of Food Engineering, v. 63, p , SODHI, N.; SINGH, N. Morphological, thermal and rheological properties of starches separated from rice cultivars grown in India. Food Chemistry, v. 80, p , WANG, L.; WANG, Y. J. Rice starch isolation by neutral protease and high-intensity ultrasound. Journal of Cereal Science, v. 39, p , WANG, Y-J.; WANG, L.; SHEPHARD, D.; WANG, F.; PATINDOL, J. Properties and structures of flours and starches from whole, broken, and yellowed rice kernels in a model study. American Association of Cereal Chemists, v. 79, WANG, L.; WANG, Y. J. Comparison of protease digestion at neutral ph with alkaline steeping method for rice starch isolation. Cereal Chemists, v. 78, p , ZHOU, Z.; ROBARDS, K.; HELLIWELL, S.; BLANCHARD, C. Effect or rice storage on pasting properties of rice flour. Food Research International, v. 36, p ,