Efeitos da Temperatura de Armazenamento no Rendimento de Extração e nas Características Colorimétricas do Amido de Grãos de Milho RESUMO

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1 Efeitos da Temperatura de Armazenamento no Rendimento de Extração e nas Características Colorimétricas do Amido de Grãos de Milho 16 Jean Ávila Schwartz 1 ; Wilner Brod Peres 1 ; Rodrigo Fernandes do Santos 1 ; Jorge Tiago Schwanz Göebel 1 ; Ricardo Tadeu Paraginski 1 ; Moacir Cardoso Elias 1 RESUMO O Brasil é o terceiro maior produtor mundial de milho, e grande parte destes grãos é utilizada para a extração de amido. Do total de amido produzido no mundo, aproximadamente 80% é isolado de grãos de milho, necessitando os grãos ser armazenados para estarem disponíveis durante todo ao ano, e atender a exigência das indústrias. Dentre os fatores que interferem na qualidade de armazenamento, a temperatura é um dos principais, e pode afetar as propriedades do amido isolado. Assim, considerando a importância do amido, e a temperatura como um dos principais fatores que interferem na qualidade de armazenamento, o objetivo no trabalho foi avaliar os efeitos da temperatura de armazenamento no rendimento de extração e parâmetros colorimétricos de amido isolado de grãos de milho armazenados com umidade de 14% durante 12 meses nas temperaturas de 5, 15, 25 e 35 C. Os resultados indicaram que na temperatura de armazenamento de 35 C reduz o rendimento de extração e afeta os parâmetros colorimétricos do amido, aumentando a coloração amarela e reduzindo o brilho do amido, devido ao aumento do teor residual de proteínas, sendo desta forma indicado armazenar grãos de milho destinados a extração de amido em temperaturas inferiores a 35 C. Palavras-chave: Milho, Armazenamento, Amido, Extração, Cor. 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 259

2 INTRODUÇÃO Os grãos de milho tradicionalmente produzidos no país são utilizados na alimentação animal para a fabricação de rações e na alimentação humana, consumidos na forma in natura, ou através da fabricação de derivados, onde o óleo, o amido e a farinha são os principais. Como a safra ocorre em épocas específicas do ano, é fundamental que os grãos permaneçam armazenados por longos períodos de tempo, de forma a atender a demanda das indústrias alimentícias no período da entressafra. A qualidade final dos grãos de milho após o armazenamento está relacionada com a qualidade inicial dos grãos, porém durante esse período vários fatores são fundamentais para manutenção de uma boa 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, sendo a temperatura um dos principais fatores que afeta a qualidade (Aguiar et al., 2012; Perez-Garcia & Gonzalez-Benito, 2006; Santos et al., 2004). Longos períodos de armazenamento dos grãos reduzem o rendimento de extração de amido no processo de moagem úmida, resultado da degradação e das interações entre o amido e outros constituintes do grão (Abera & Sudip, 2004). Setiawan et al. (2010), realizou a secagem dos grãos de milho e armazenou em temperatura de 27 C e umidade relativa do ar de 85-90% durante 6 meses, e verificou alterações nas propriedades de pasta, térmicas, morfológicas e de cristalinidade do amido, entretanto, o mesmo não considerou o efeito da temperatura de armazenamento na qualidade do amido após a extração, apenas condições ambientais locais, sendo que estas mudam de acordo com a região de armazenamento. Assim, considerando a importância da temperatura na qualidade de armazenamento, e a importância da extração de amido de milho, o objetivo no trabalho foi avaliar o efeito da temperatura de armazenamento no rendimento de extração e nas características colorimétricas do amido isolado de grãos de milho armazenados durante 12 meses. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados grãos de milho produzidos no município de Santo Augusto, região norte do Rio Grande do Sul, Brasil, latitude S , longitude W e altitude de 489 metros, colhidos mecanicamente com umidade próxima 260

3 a 18%, e transportados para o Laboratório de Pós-Colheita, Industrialização e Qualidade de Grãos, Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial - DCTA, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel - FAEM, Universidade Federal de Pelotas - UFPel, onde foi realizado e conduzido o experimento. Os grãos foram secados em secador estacionário protótipo do Laboratório de Grãos até a umidade de 14%, com temperatura do ar de secagem de 35 C e fluxo de 9 m³ por tonelada por minuto. Depois da secagem os grãos foram classificados com a utilização de peneira circular de 5,0 e 7,0 mm, sendo utilizados apenas os grãos retidos na peneira de 7,0 mm, para uniformizar o diâmetro das amostras. Os grãos foram submetidos a expurgo com fosfeto de alumínio de forma a evitar a interferência de insetos durante o armazenamento, e posteriormente foram armazenados nas temperaturas de 5, 15, 25 e 35 C durante 12 meses, ao abrigo da luz em sacos de polietileno de 0,2mm de espessura de filme plástico com capacidade de 0,9 Kg. As avaliações foram realizadas no início, aos 4, 8 e 12 meses. A extração foi realizada segundo metodologia adaptada de Sandhu et al. (2005), com 200 gramas de grãos de milho, através do processo de moagem úmida ( wet milling ), utilizando bissulfito de sódio como reagente durante o processo de hidratação para promover o rompimento da estrutura amido-proteica, e facilitar a extração do amido. 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. A cor do amido foi determinada com um colorímetro (Minolta CR 300, Osaka, Japão), utilizando os parâmetros de cor CIELAB. Os parâmetros de cor utilizados foram L* (100 = branco e 0 = preto) e b * (positivo = amarelo e negativo = azul). O teor residual de proteína foi determinado de acordo com metodologia da Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 2006). Os resultados foram submetidos à análise de variância ANOVA, e o efeito da temperatura foram avaliados pelo teste de Tukey (p 0,05) com o programa SAS (SAS, INSTITUTE, 2002). RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Figura 1 são apresentados os rendimentos de extração do amido de grãos de milho armazenados nas temperaturas de 5, 15, 25 e 35 C durante 8 meses. Quando houve um aumento da temperatura de armazenamento, principalmente a 35 C, o rendimento de extração de amido reduziu nos 120 dias de armazenamento, 261

4 devido a interação entre amido e proteína presentes nos grãos. Os menores rendimentos de extração foram observados na temperatura de 35 C, ao final de 12 meses de armazenamento, onde foi observado rendimento de extração de 45,99%. Os rendimentos de extração do amido foram similares aos encontrados por Malumba et al. (2009), que obteve rendimentos de extração entre 43,30% e 64,40% ao avaliar a extração de amido de grãos de milho submetidos a secagem com temperaturas de ar entre 80 e 130 C. 80 Rendimento de extração (%) Figura 1. Rendimento de extração de amido de grãos de milho armazenados durante 360 dias nas temperaturas de 5, 15, 25 e 35 C. O valo L* do perfil colorimétrico diminuiu na temperatura de 35 C (Figura 2) e o valor b* (Figura 3) do perfil colorimétrico apresentou maiores alterações na temperatura de 35 C, sendo que o amido no início do armazenamento apresentava valor b* (de azul a amarelo) de 6,27, chegando a valores de 10,67 ao final de 12 meses de armazenamento, resultando em um amido com coloração mais amarelada devido ao teor de proteína presente no amido. O aumento do valor b* e a redução no valor L* no amido extraído dos grãos armazenados na temperatura de 35 C podem ser atribuídos ao maior teor residual de proteínas (Figura 4) no amido extraído de grãos armazenados, que apresentam coloração amarelada. No início do armazenamento o teor era de 0,23% e chegou a 0,74% ao final de doze meses, resultado das interações do amido com a proteína, devido ao fortalecimento das ligações dissulfídicas durante o armazenamento que dificultam a separação do amido e da proteína durante o processo de wet-milling (Park et al., 2012; Martin & Fitzgerald, 2002). 262

5 Valor L* Figura 2. Valor L* do perfil colorimétrico do amido extraído de grãos de milho armazenados nas temperaturas de 5, 15, 25 e 35 C. Os teores residuais de proteínas estão de acordo com o estudo de Malumba et al. (2009), que relataram valores inferiores a 1,5% ao avaliar temperaturas de secagem entre 80 e 120 C em grãos de milho nas propriedades do amido isolado. 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), 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 reduzindo o rendimento de extração. 16 Valor b* Figura 3. Valor b* do perfil colorimétrico do amido extraído de grãos de milho armazenados durante 360 dias nas temperaturas de 5, 15, 25 e 35 C. 263

6 2,0 Teor residual de proteínas (%) 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5-1,0 Figura 4. Teor residual de proteína no amido extraído de grãos de milho armazenados durante 360 dias nas temperaturas de 5, 15, 25 e 35 C. De acordo com Debet and 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, Tolaba and Suarez (2003) e Altay and Gunasekaran (2006) afirmam 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. Portanto, o armazenamento de grãos de milho na temperatura de 35 C reduz o rendimento de extração e afeta os parâmetros colorimétricos do amido, aumentando a coloração amarela e reduzindo o brilho do amido, devido ao aumento do teor residual de proteína, indicando que grãos de milho destinados à extração de amido necessitam ser armazenados em temperaturas inferiores a 35 C. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABERA, S.; SUDIP, K. R. Effect of dry cassava chip storage on yield and functional properties of extracted starch. Starch/Starke, v. 56, p , AGUIAR, R. W. S.; BRITO, D. R.; OOTANI, M. A.;, FIDELIS, R. R.; PELUZIO, J. N. Efeito do dióxido do carbono, temperatura e armazenamento sobre sementes de soja e micoflora associada. Revista Ciência Agronômica, v. 43, p ,

7 ALTAY, F.; GUNASEKARAN, S. Influence of drying temperature, water content, and heating rate on gelatinization of corn starches. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 54, p , AOAC. Association of Official Analytical Chemists. Official methods of Analysis. 18 ed. Washington DC US, DEBET, M. R.; GIDLEY, M. J. Three classes of starch granule swelling: Influence of surface proteins and lipids. Carbohydrate Polymers, v. 64, p , HAROS, M.; SUAREZ, C. Effect of drying, initial moisture and variety in corn wet-milling. Journal of Food Engineering, v. 34, p , MALUMBA, P.; MASSAUX, C.; DEROANNE, C.; MASIMANGO, T.; BÉRA, F. Influence of drying temperature on functional properties of wet-milled starch granules. Carbohydrate Polymers, v. 75, p , MARTIN, M.; FITZGERALD, M. A. Proteins in rice grains influence cooking properties. Journal of Cereal Science, v. 36, p , PARK, C-E.; KIM, Y-S.; PARK, K-J.; KIM, B-K. Changes in physicochemical characteristics of rice during storage at different temperatures. Journal of Stored Products Research, v. 48, p , PEREZ-GARCIA, F.; GONZALEZ-BENITO M. E. Seed germination of five Helianthemum species: Effect of temperature and presowing treatments. Journal of Arid Environments, v. 65, p , SANDHU, K. S.; SINGH, N.; MALHI, N. S. Physicochemical and thermal properties of starches separated from corn produced from crosses of two germ pools. Food Chemistry, v. 89, p SANTOS, C. M. R.; MENEZES, N. L.; VILLELA, F. A. Alterações fisiológicas e bioquímicas em sementes de feijão envelhecidas artificialmente. Revista Brasileira de Sementes, v. 26, p , 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 , SODHI, N. S.; SINGH, N.; ARORA, M.; SING, J. Changes in physicochemical, thermal, cooking and textural properties of rice during aging. Journal of Food Processing and Preservation, v. 27, p ,