SNACKS EXTRUSADOS DE BANANA

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1 SNACKS EXTRUSADOS DE BANANA M. Leonel 1, C.S. Pereira 1, S. Leonel 2, A.C.B. Bolfarini 2, E.L.Gracia 1, M. M. Mischan 3 1-Centro de Raízes e Amidos Tropicais- Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - CEP Botucatu-SP - Brasil, Telefone: / - (mleonel@cerat.unesp.br, camisorroche@hotmail.com, emerson.cerat@gmail.com) 2- Departamento de Horticultura, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Ciências Agronômicas - CEP Botucatu-SP - Brasil, Telefone: / - (sarinel@fca.unesp.br, anacarolinabolfarini@hotmail.com) 3- Departamento de Bioestatística, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Botucatu-SP - Brasil, (mmischan@ibb.unesp.br) RESUMO A farinha de banana tem obtido grande interesse das indústrias alimentícias como matéria-prima para a elaboração de novos produtos alimentícios. Considerando a tecnologia de extrusão como forma de obtenção de novos produtos este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da temperatura de extrusão, umidade e rotação da rosca sobre as propriedades físicas de snacks de banana produzidos em extrusor mono-rosca. Foi utilizado o delineamento central composto rotacional, com 20 tratamentos. Os produtos extrusados foram analisados para o índice de expansão, volume específico, dureza, cor, índice de solubilidade em água e índice de absorção de água. Os resultados obtidos evidenciaram efeito dos parâmetros variáveis do processo sobre as características físicas dos produtos extrusados, sendo que a umidade da farinha mostrou efeito mais pronunciado. Snacks expandidos de banana podem ser obtidos nas condições de baixa umidade (12-15%) com a rotação da rosca e temperatura intermediárias (255 rpm e 100ºC). ABSTRACT The banana flour has achieved great interest from the food industry as raw material for the manufacture of new food products. Considering the extrusion as a technology for obtaining new products, this study aimed to evaluate the effect of extrusion temperature, moisture and screw speed on the physical properties of banana snacks produced in single-screw extruder. The experimental design was central composite rotational with 20 treatments. The extruded products were analyzed for the expansion index, specific volume, hardness, color, water solubility index and water absorption index. The results showed the effect of varying process parameters on the physical characteristics of the extruded products. The moisture contents showed more pronounced effect. Banana expanded snacks can be obtained in conditions of low moisture (12-15%) with the screw speed and the temperature in intermediate conditions (255 rpm and 100 C). PALAVRAS-CHAVE: Musa spp; farinha; extrusão KEYWORDS: Musa spp; flour; extrsuion 1. INTRODUÇÃO Explorada em grande parte, por pequenos agricultores, a cultura da banana exerce importante papel socioeconômico em muitos países, contribuindo não só para gerar renda, mas também para a fixação de mão de obra no meio rural. Segundo os dados da Food and Agriculture Organization (FAO, 2014), em 2013, o Brasil foi o quarto maior produtor mundial de banana, com 6,89 milhões de toneladas, atrás das Filipinas (8,64 milhões), da China (12,07 milhões) e da Índia (27,57 milhões). A produtividade brasileira média ainda é baixa, 14,21 t/ha, diante do desempenho dos outros países que lideram o mercado global, como a Costa Rica, com produção de 2,17 milhões de toneladas e

2 produtividade de 50,77 t/ha. Segundo dados da Food and Agriculture Organization (2014), a cultura cobre 503,3 mil hectares do território brasileiro. A banana verde, além de possuir uma vida mais longa, é um produto com elevado teor de amido e reduzida concentração de açúcares solúveis. Frente a isto, a banana verde vem sendo considerada um produto de grande interesse para a indústria alimentícia, devido às facilidades de transporte e armazenamento, bem como, seu potencial para obtenção de farinha (Mv, 2010). A tecnologia de extrusão tem se tornado um dos principais processos para o desenvolvimento de novos produtos alimentícios. Durante o processo de extrusão, fatores relacionados às condições de processamento como a temperatura de extrusão e a rotação da rosca, bem como, aqueles relacionados à matéria-prima, como a umidade exercem grande influência na elaboração de snacks e outros produtos. O controle dessas condições é essencial para garantir a boa qualidade do produto e evitar perdas de nutrientes. Devido às modificações que sofrem os produtos amiláceos após o processo de extrusão e, tendo em vista a importância econômica, nutricional e social da banana, este trabalho teve por objetivo produzir farinha de banana verde e avaliar o efeito das condições extrusão sobre as propriedades físicas de snacks de banana. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Produção da Farinha de Banana A farinha de banana foi obtida pelo fatiamento manual de bananas Prata Anã em estádio 1 de maturação, de acordo com Von Loesecke (Faep, 2013), com a casca totalmente verde, descartando-se aqueles fora do padrão. Os frutos foram higienizados com água potável e descascados e fatiados manualmente. As fatias foram imersas em solução de ácido ascórbico a 1% por 15 minutos, depois deixadas escorrer em peneira para serem posteriormente desidratadas em estufa de circulação de ar a 55ºC por 48 horas (revolvimento periódico). Após desidratação, o material foi moído moinho de facas para obtenção da farinha de banana verde. A farinha de banana foi caracterizada quanto a umidade, cinzas, matéria graxa, proteínas, fibra bruta, açúcares solúveis totais, amido, ph, acidez titulável por metodologias padronizadas pela Association of Official Analytical Chemists (2007). 2.2 Processo de Extrusão A extrusão foi efetuada em uma linha completa de extrusão INBRA RX da Inbramaq S/A com sistema de extrusão de rosca simples e capacidade de produção de 50Kg/h. Foram considerados parâmetros fixos do processo: taxa de compressão da rosca (4,5mm profundidade e 14mm de largura); taxa de alimentação: 150g/min; abertura da matriz: 3mm; temperaturas na 1ª zona e 2ª zona: 25ºC e 50ºC, respectivamente. O experimento de extrusão foi conduzido num delineamento fatorial central composto rotacional para três fatores, com um total de 20 tratamentos, a saber: oito tratamentos correspondentes ao fatorial 2 3, onde os três fatores são: RR = rotação da rosca (rpm), T = temperatura ( o C), U = umidade (%), cada qual em dois níveis, codificados como 1 e +1; seis tratamentos com níveis mínimo e máximo de cada fator, codificados como α e + α, respectivamente, sendo α = 1,68 ; um tratamento central repetido seis vezes, onde os fatores estão todos em um nível médio, codificado como zero (Tabela 1).

3 Tabela 1- Variáveis independentes dos ensaios de extrusão. Variáveis independentes Umidade (%) Rotação da rosca(rpm) Temperatura de extrusão (ºC) Níveis -1, , Análises dos Produtos Extrusados Os produtos extrusados foram avaliados quanto ao índice de expansão (Faubion e Hoseney, 1982), volume específico, dureza, cor (Spinello et al., 2014), índice de solubilidade em água e índice de absorção de água (Anderson et al. 1969). 2.4 Análise dos dados A análise dos dados foi realizada pelo programa SAS. O ajuste do modelo foi feito pela opção stepwise, sendo que o modelo obtido foi validado pelo teste F, utilizando-se como denominador o quadrado médio do erro puro. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO No desenvolvimento de produtos extrusados expandidos são parâmetros de qualidade desejados: elevados índices de expansão, baixa densidade, elevado volume específico, cor clara e elevada crocância (Leonel et al., 2010). A análise estatística dos dados mostrou ter ocorrido efeito das variáveis independentes do processo de extrusão sobre os parâmetros físicos dos extrusados. Conforme as condições utilizadas no processamento da farinha de banana o índice de expansão dos produtos extrusados variou de 2,50 a 8,88. A análise dos coeficientes de regressão demonstrou ser o modelo preditivo com coeficiente de determinação de 0,9125 e efeito da umidade e da rotação da rosca sobre este parâmetro. Maior índice de expansão foi encontrado em condições de maior rotação de rosca e menor umidade (Tabela 2, Figura 1a). Tabela 2- Coeficientes de regressão das variáveis dependentes analisadas nos extrusados de banana. VE IE ISA IAA Dureza L* a* b* Intercept 9,54 4,11 58,20 3,26 9,05 53,21 9,66 16,69 U -0,43-2,28** -2,28** 0,06 2,04*** -1,69*** -0,44*** -1,05*** RR -0,008 0,13 0,83 0,11-0,10 0,19-0,05 0,03 T -0,18 0,34 2,12* 0,18 0,31 0,54 0,12 0,14* U*U -0,03 0,81*** 1,17-0,001 0,38 0,92** -0,30* -0,06 RR*RR -0,59* 0,56* 2,67** -0,08-0,03 0,30-0,13 0,06 T**T -0,37 0,18 2,11** 0,17-0,27 0,54-0,15 0,01 U*RR 0,19-0,01-1,17 0,33-0,57-0,15 0,16-0,01 U*T -0,07 0,08 1,15-0,17 0,09 0,49 0,04 0,13 RR*T -0,07 0,11-0,31-0,22-0,03 0,15-0,04-0,01 R 2 0,640 0,9125 0,8367 0,4737 0,7668 0,8316 0,8396 0,9672 F calculado 1,69 11,59 5,69 1,00 3,65 5,49 5,82 32,75

4 Volume específico é a medida da expansão volumétrica, que é composta pela soma das expansões radial e axial. Os resultados obtidos para o volume específico dos extrusados mostrou uma variação de 7,26 a 11,1 ml g -1. A análise dos coeficientes de regressão mostrou ter ocorrido efeito quadrático negativo da rotação da rosca sobre este parâmetro. Na condição intermediária de rotação da rosca são obtidos os maiores valores de volume específico, ou seja, produtos expandidos e de baixa densidade (Tabela 2, Figura 1b). Figura 1 Efeitos dos parâmetros variáveis do processo de extrusão sobre as propriedades físicas de extrusados de banana. (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h)

5 O índice de solubilidade dos produtos extrusados variou de 55,32 a 71,36% nas diferentes condições experimentais testadas. A análise estatística dos dados evidenciou efeito de todos os parâmetros variáveis do processo. As superfícies de resposta traçadas a partir dos modelos ajustados mostram que nas condições de baixa umidade, temperatura elevada e extremos de rotação da rosca são obtidos os maiores índices de solubilidade. Assim, nestas condições ocorre maior degradação dos componentes (Tabela 2, Figuras 1c e 1d). Os valores encontrados para a análise do índice de absorção de água mostraram uma variação de 2,3 a 4,51 g gel g -1 entre os tratamentos. A análise dos coeficientes de regressão mostrou não ter havido efeito das variáveis independentes do processo de extrusão sobre este índice. A formação de cor durante o processo de extrusão proporciona importante informação a respeito do grau do tratamento térmico. A luminosidade dos produtos extrusados variou de 51,56 a 58,06, sendo que os maiores valores de luminosidade foram observados nas condições de baixa umidade. Maior presença de croma a* positivo nos produtos extrusados foi observada na condição central de umidade testada (18%), com menores valores nos extremos opostos. Já para o croma b*, a variação foi de 14,7 a 18,25, com presença de amarelo em todos os extrusados. A superfície de resposta traçada mostra que a baixa umidade levou a maiores níveis de b* positivo nas amostras, com baixos valores de b* obtidos nas condições de menor temperatura e alta umidade (Tabela 2, Figuras 1e, 1f e 1g). A dureza dos produtos extrusados variou de 5,88 a 13,73 kgf. Nas condições de maior umidade a dureza dos produtos extrusados é maior, ou seja, menor crocância (Tabela 2, Figura 1h). 4. CONCLUSÕES Dentre os parâmetros de processo estudados, a umidade da farinha mostrou efeito mais pronunciado sobre os parâmetros de qualidade dos produtos extrusados, seguida pela rotação da rosca. A temperatura de extrusão mostrou efeito sobre o índice de solubilidade dos extrusados. Nas condições testadas, snacks expandidos de banana podem ser obtidos nas condições de baixa umidade e nas condições intermediárias de rotação da rosca e temperatura de extrusão. 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Anderson, R.A., Conway, H.F., Pfeifer, V.F., Griffin, E.L. (1969) Gelatinization of corn grits by roll and extrusion cooking. Cereal Science Today, 14 (1), AOAC International. (2007) AOAC - Official methods of analysis of AOAC International. 18th edition - Gaithersburg. Current Through Revision 2. FAEP- Federação da Agricultura do Estado do Paraná (2013) Cartilhas de classificação. Disponível em: FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations. (2013) FAOSTAT: Crops. Disponível em: Faubion, J. M., Hoseney, R. C. (1982) High temperature and short time. Extrusion-cooking of wheat starch and flour. I- Effect of moisture and flour type on extrudate properties. Cereal Chemistry, 59 (6)

6 Leonel, M., Martins, J.C., Mischan, M.M. (2010) Produção de snacks funcionais à base de farinha de soja e polvilho azedo. Ciência Rural, 40 (6), MV - Minha vida. (2010) Os poderes da banana verde. Disponível em: Spinello, A.M., Leonel, M., Mischan, M.M., Carmo, E.L. (2014) Cassava and turmeric flour blends as new raw materials to extruded snacks. Ciência e Agrotecnologia, 38 (1)