BIOQUÍMICA NA PANIFICAÇÃO. Prof. Dr. Tiago André Kaminski

Transcrição

1 BIOQUÍMICA NA PANIFICAÇÃO Prof. Dr. Tiago André Kaminski

2 MASSAS DE PANIFICAÇÃO Importância nutricional e econômica São formadas a partir de diversas TRANSFORMAÇÕES que ocorrem na preparação ASSOCIADAS AOS COMPONENTES DOS INGREDIENTES DAS MASSAS

3 COMPONENTES ESSENCIAIS DAS MASSAS: Ainda podem conter ingredientes como: Fermento Sal Açúcares Lipídios Leite O tipo e a quantidade dos ingredientes definem a diversidade dos produtos de panificação e Conservantes Alimentos para leveduras Malte (fonte enzimática) Emulsificantes Melhoradores de glúten Ovos outros,...

4 FASES DE TRANSFORMAÇÃO DAS MASSAS DE PANIFICAÇÃO (FARINHA + ÁGUA + OUTROS INGREDIENTES) 1ª FASE: PROCESSAMENTO MECÂNICO 2ª FASE: PROCESSAMENTO TÉRMICO 3ª FASE: RESFRIAMENTO

5 1ª FASE: PROCESSAMENTO MECÂNICO Hidratação das proteínas Incorporação de ar Dissolução de sais e açúcares Atividade enzimática Formação de glúten Formação de emulsões (água, lipídios e proteínas) Formação de CO 2 Crescimento da massa (a frio)

6 2ª FASE: PROCESSAMENTO TÉRMICO Maior formação de CO 2 Aumento da pressão (CO 2, ar e vapor de água) Inativação enzimática Reações de Maillard e caramelização Desnaturação de proteínas e gelificação do amido Crescimento da massa (a quente) Formação de crosta

7 3ª FASE: RESFRIAMENTO Retrogradação de amido Envelhecimento da massa (amolecimento superficial com posterior endurecimento do produto) AÇÚCARES E GOMAS RETARDAM O ENVELHECIMENTO DA MASSA!

8 FARINHA DE TRIGO Produto da moagem controlada do grão de trigo, com separação granulométrica do amido e proteínas dos demais componentes Composição varia para tipo, origem e época do plantio do trigo

9 A cor natural da farinha de trigo é, devido à presença de carotenoides Pequenas quantidades de antoxantinas (flavonóides) pouco contribuem na cor das farinhas A cor branca é resultado da maturação da farinha no armazenamento (envelhecimento) Branqueamento envolve, principalmente, a oxidação de carotenoides Rompimento de duplas ligações

10 Branqueadores de farinha: ENZIMA LIPOXIGENASE (soja) PERÓXIDO DE BENZOILA (C 6 H 5 CO) 2 O 2 GÁS CLORO Cl 2 DIÓXIDO DE CLORO ClO 2 CLORETO DE NITROSILA NOCl DIÓXIDO DE NITROGÊNIO NO 2 TETRÓXIDO DE NITROGÊNIO N 2 O 4 AZODICARBONAMIDA Ação sinérgica: branqueadores e melhoradores de massa

11 As proteínas, mesmo não sendo o principal componente em quantidade no trigo, determinam a utilização deste cereal na elaboração de massas (macarrões, pães, folhados, bolachas, bolos,...)

12 Macarrões, massas, salgados,... também têm a farinha de trigo e água como ingredientes principais e características dependentes do glúten e amido, mas não passam pelo processo fermentativo de crescimento

13 FORMAÇÃO DO GLÚTEN Na mistura dos ingredientes, há hidratação das proteínas da farinha de trigo GLIADINAS e GLUTENINAS formam um complexo proteico (insolúvel em água) através de pontes dissulfeto, ligações de hidrogênio e de Van der Walls GLÚTEN

14 PROTEÍNAS DA FARINHA DE TRIGO GLÚTEN (85%) NÃO GLÚTEN (15%) GLUTENINAS 40-45% GLIADINAS 55-60% ALBUMINAS 60% GLOBULINAS 40% ELASTICIDADE EXTENSIBILIDADE COAGULAM PELO CALOR NO ASSAMENTO

15 TRIGO = Único cereal com proteínas em tipo e quantidade capazes de formar GLÚTEN Força das ligações -S-S- aumenta quando oxidadas O 2 do ar, incorporado no amassamento da massa, contribui na força do glúten Uso de agentes oxidantes melhora o glúten: - ENZIMA SULFIDRILOXIDASE - BROMATO DE POTÁSSIO KBrO 3 - IODATO DE POTÁSSIO KIO 3 - PERÓXIDO DE CÁLCIO CaO 3 - IODATO DE CÁLCIO Ca(IO 3 ) 2 - ÁCIDO ASCÓRBICO - AZODICARBONAMIDA Agentes redutores prejudicam glúten (ex. L-cisteína)

16 Oxidação excessiva diminui a qualidade: Miolo cinza Grãos irregulares Menor volume Sal (NaCl) é importante para o glúten, pois insolubiliza a gliadina (insolúvel em soluções salinas) Utilizado em proporção de 2% da farinha de trigo

17 Sais inorgânicos na massa facilitam o crescimento de leveduras (fonte de N) e controlam o ph (tamponamento): Cloreto de amônio NH 4 Cl Sulfato de amônio (NH 4 ) 2 SO 4 Sulfato de cálcio CaSO 4 Fosfato de amônio (NH 4 ) 3 PO 4 Fosfato de cálcio CaHPO 4 Água tem um ph ótimo para panificação = 5 a 6 Muito dura = glúten muito forte Menos dura = massa pegajosa

18 O tipo de glúten está relacionado à fisiologia do trigo, classificado em: - TRIGO MOLE (Triticum aestivum) glúten fraco e de fácil rompimento - TRIGO DURO (Triticum durum) glúten forte e resistente à ruptura

19 Glúten é afetado por: Excesso de manuseio (diminui a resistência, principalmente no trigo mole) Excesso de oxidação (prejudica extensibilidade) Enzimas proteolíticas (destroem cadeias peptídicas, reduzindo ou destruindo a resistência do glúten; desejáveis em alguns produtos, como bolachas) Enzimas amilolíticas (em excesso a massa perde resistência, em falta as leveduras carecem de substratos) Lipídios (em excesso provocam quebra da massa, enquanto em falta afetam propriedades mecânicas)

20 CRESCIMENTO DAS MASSAS USO DE FERMENTOS BIOLÓGICOS (leveduras) Normalmente Saccaromyces cerevisiae Produzem CO 2, pequenas quantidades de etanol (na massa a frio) e outros compostos que contribuem para o gosto e aroma das massas Inicialmente utilizam o amido danificado, que gelatiniza em menores temperaturas e têm hidrólise facilitada Produção de CO 2 cessa quando acabam os substratos ou leveduras morrem no cozimento

21 USO DE FERMENTOS QUÍMICOS Compostos que reagem e liberam gás na massa, sob condições apropriadas de umidade e temperatura Liberação de gás = EXPANSÃO DA MASSA Gás e vapor retidos proporcionam estrutura porosa CO 2 é o único gás gerado pelos fermentos químicos utilizados atualmente Bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) = fermento + comum - Necessita de interação com componente ácido Sem meio ácido: NaHCO 3 Na + + HCO - 3 HCO 3- + H 2 O H 2 CO 3 + OH - HCO 3- CO H + Em meio ácido: NaHCO 3 + R-COOH - H + RCOO - Na + + H 2 O + CO 2

22 Outros fermentos se decompõem na temperatura de assamento e não precisam de componentes ácidos: - Carbonato de amônio (NH 4 ) 2 CO 3 - Hidrocarbonato de amônio NH 4 HCO 3 Nas massas, a distribuição iônica é complexa e vários compostos podem participar da reação (proteínas, ácidos graxos, carboidratos,...) Fermentos ácidos usualmente empregados (fornecem H + para liberação de CO 2 ): - Tartarato ácido de potássio - Sulfato de sódio e alumínio - δ-gliconolactona - Ortofosfatos (fosfato de cálcio, sódio e alumínio) - Pirifosfatos (pirifosfato ácido de sódio)

23 São classificados pela solubilidade em: Ação rápida são mais solúveis e têm rápida liberação de CO 2, inclusive a frio (em menores temperaturas) Dupla ação têm lenta dissolução e liberam parte do CO 2 a frio e outra parte no aquecimento Modelo de ação: NH 4 SO 4.Al 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4

24 Nos fermentos químicos em pó são comuns misturas de: NaHCO 3 (26 a 30%) e amido Ca(H 2 PO 4 ) 2.H 2 O (ação rápida) Na 2 SO 4.Al 2 (SO 4 ) 3 (ação dupla) Massas refrigeradas, pré-prontas (cozidas), precisam de liberação inicial limitada de CO 2 no preparo antes da embalagem, mas alta liberação no cozimento

25 ESTRUTURA DAS MASSAS No aquecimento ocorre: DESNATURAÇÃO PROTEICA GELATINIZAÇÃO DO AMIDO ESTRUTURA DA MASSA! Enquanto o glúten é desnaturado, a gelatinização do amido é que mantém a estrutura da massa mesmo após cessar pressão dos agentes de crescimento (gases e vapor)

26 Na homogeneização, o ar incorporado à massa forma bolhas onde se localizará a maior parte de CO 2 As bolhas de ar devem ser bem distribuídas, para distribuição do CO 2 e crescimento uniforme da massa A parede das bolhas deve ter elasticidade para resistir ao aumento da pressão (do ar, CO 2 e vapor de água) e dilatar, permitindo o crescimento da massa Em produtos de pequeno e rápido crescimento no cozimento (ex. biscoitos e bolachas), usam-se fermentos químicos de formação de CO 2 em baixas temperaturas (50 a 60 C)

27 Colapso da massa ocorre devido: Ingredientes em proporções inadequadas Glúten fraco (gases vazam e massa não cresce antes do amido gelatinizar) Excesso de fermento (glúten não segura pressão muito alta de CO 2 ) Baixa temperatura de cozimento inicial (o amido não gelatiniza e não mantém a estrutura) Temperaturas muito altas (formação de crostas que podem rachar e deixar gases escaparem, limitando crescimento)

28 A cor superficial e aroma da massa pronta são decorrentes das reações de: - Maillard - Caramelização % de açúcar

29 FUNÇÕES DOS LIPÍDIOS Auxiliar na incorporação de ar na massa, quando elaborada pelo método cremoso ou gordura batida Atuar nas paredes das bolhas, melhorando impermeabilização, aumentando a resistência aos gases e vapor de água Auxiliar no manuseio das massas (menos pegajosas) Massas sem lipídios são extremamente duras e muito resistentes à mastigação

30 Funcionar como lubrificantes, permitindo o deslizamento das camadas de glúten na homogeneização e mastigação Encurtar o glúten, para ser partido em pedaços menores, como na massa folheada (rica em lipídios e bastante quebradiça) SHORTENING

31 ENVELHECIMENTO DAS MASSAS Transformação comum em todos tipos de massas, com início logo após o resfriamento Ocorre retrogradação de amido e redistribuição da água livre, deixando o produto duro e seco O teor de água é praticamente inalterado (?) Em produtos ricos em açúcar (bolos), é possível adicionar mais água, que auxilia a manter a maciez por mais tempo Açúcar compete com proteínas formadoras de glúten na hidratação

32 velocidade de envelhecimento temperatura ( C) Influência na temperatura no envelhecimento das massas: - Próximo de 0 C = Maior envelhecimento - Retrogradação do amido é favorecida

33 O envelhecimento das massas pode ser retardado por: - Maior concentração de açúcar - Congelamento - Emulsificantes (retardam retrogradação do amido) - Gomas e hidrocolóides, como MC e CMC (retêm água e retardam retrogradação)

34 OUTRAS FARINHAS Substitutos da farinha de trigo Não conferem todas características São exemplos de substitutos: CENTEIO (mais usado em mistura com o trigo, tem proteínas formadoras de glúten, mas fibras solúveis impedem a formação) OUTROS CEREAIS (arroz, milho, cevada, aveia, soja,... não possuem proteínas formadoras de glúten e devem conter aditivos na formulação de pães)

35 RESUMO DOS INGREDIENTES NA PANIFICAÇÃO parte 1 INGREDIENTE FUNÇÃO FARINHA ÁGUA SAL (NaCl) AÇÚCAR (sacarose e glicose) LEVEDURA SAIS DE AMÔNIO MELHORADORES GLÚTEN MALTE Fonte de glúten, amido e lipídios Agente plastificante, hidrata proteínas, solubiliza ingredientes e produz vapor Sabor, aumenta força glúten e melhora solubilização das proteínas Sabor, cor, odor, substrato para leveduras, retém umidade ( aw) Produção de CO 2 por fermentação de substratos Substrato para leveduras e efeito tamponante Oxidação que aumenta a força do glúten Fonte de proteases e amilases

36 RESUMO DOS INGREDIENTES NA PANIFICAÇÃO parte 2 INGREDIENTE FUNÇÃO LEITE OVOS LIPÍDIOS EMULSIFICANTES PROPIONATO DE CÁLCIO GOMAS e HIDROCOLOIDES ENZIMAS VITAMINAS E MINERAIS Água, sabor, cor, efeito tampão e fonte de açúcar fermentável (lactose) Sabor, cor e emulsificantes da gema Sabor, cor, odor, textura, lubrificação e impermeabilização Substitutos de lipídios, melhoram textura, retardam do envelhecimento da massa e aumentam o volume do miolo Ação antimicrobiana Retêm água, aumentam vida útil e absorção de gordura em produtos fritos Proteases (enfraquecem glúten) e amilases (fornecem mais substrato) Enriquecimento nutricional

37 FARINHA DE TRIGO ANÁLISES IMPORTANTES GRANULOMETRIA, MICROSCOPIA e CLASSIFICAÇÃO COLORIMETRIA (L, a, b) COMPOSIÇÃO QUÍMICA (Proteínas, amido, cinzas,...) GLÚTEN (Úmido e Seco) FALLING NUMBER FARINOGRAFIA ALVEOGRAFIA EXTENSOGRAFIA...

38 DETERMINAÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA FALLING NUMBER

39 FARINOGRAFIA ABSORÇÃO DE ÁGUA ÍNDICE DE TOLERÂNCIA À MISTURA TEMPO DE CHEGADA TEMPO DE DESENVOLVIMENTO DA MASSA ESTABILIDADE TEMPO DE SAÍDA

40 ALVEOGRAFIA P tenacidade L extensibilidade P/L equilíbrio da massa G índice de crescimento W energia de deformação da massa (força do glúten)

41 EXTENSOGRAFIA Água + Farinha + Sal (2%) A massa é moldada, descansa e é estendida São analisados os parâmetros de: EXTENSIBILIDADE RESISTÊNCIA