Propriedades de pasta e térmicas de amidos de trigo tipo-a e tipo-b 81 Franciene Almeida Villanova 1 Vânia Zanela Pinto 2, Rosana Colussi 3, Gabriela Soster Santeti 4, Luiz Carlos Gutkoski 5, Elessandra da Rosa Zavareze 6, Alvaro Renato Guerra Dias 7 RESUMO O trigo é um dos principais cereais da dieta humana e o amido é o predominante componente do endosperma do trigo. Os grânulos de amido de trigo tem uma distribuição de tamanho bimodal e características distintas entre os grânulos tipo A e B. O objetivo deste trabalho foi separar os grânulos de amido de trigo, conforme o tamanho de grânulo e avaliar as propriedades térmicas e de pasta de grânulos separados e associados. A extração do amido foi feita por lavagem com água e a separação dos grânulos grandes e pequenos por decantação. As propriedades de pasta foram analisadas por RVA e as propriedades térmicas dos grânulos foram analisadas utilizando calorímetro diferencial de varredura (DSC). Os grânulos pequenos presentes no amido de trigo apresentaram valores de pico de viscosidade e viscosidade mínima mais elevados quando comparado aos grânulos grandes e ao amido integral, bem como, maior faixa de temperatura de gelatinização. Fatores como a presença de lipídios complexados e diferentes conteúdos de amilose entre os grânulos podem ser os fatores que favoreceram este comportamento. Além disso, o fracionamento dos grânulos do amido de trigo, por tamanho, pode ser um procedimento para obtenção de amido com viscosidade e estabilidade térmica específicas. Palavras-chave: grânulos de amido, viscosidade, temperatura de gelatinização 1 Estudante de Agronomia, Universidade Federal de Pelotas, E-mail: francienevillanova@hotmail.com 2 Engª. de alimentos, M. Sc., Doutoranda, Universidade Federal de Pelotas, E-mail: vania_vzp@hotmail.com 3 Engª. de Alimentos, M. Sc., Doutoranda, Universidade Federal de Pelotas, E-mail: rosana_colussi@yahoo.com.br 4 Estudante de engenharia de alimentos, Universidade de Passo Fundo, E-mail: zz_gabriela@hotmail.com 5 Engº. Agrônomo, Dr., Professor, Universidade de Passo Fundo, E-mail: gutkoski@upf.br 6 Engª. de Alimentos, Drª., Professora, Universidade Federal de Pelotas, E-mail: elessandrad@yahoo.com.br 7 Engº. Agrônomo, Dr., Professor, Universidade Federal de Pelotas, E-mail: argd@zipmail.com 738
INTRODUÇÃO Tradicionalmente os amidos são obtidos de cereais e tubérculos como o milho, o trigo, a batata e a mandioca. Estes amidos são amplamente utilizados como ingredientes na indústria de alimentos e no processamento de têxteis e papel. O milho é a principal fonte para obtenção de amido, seguido pelo trigo (SVIHUS; UHLEN; HARSTAD, 2005). No endosperma dos grãos da tribo dos Triticeae (trigo, cevada, centeio e triticale) é verificado uma distribuição bimodal dos grânulos de amido, com grandes grânulos lenticulares e pequenos grânulos esféricos (SHANNON; GARWOOD, 1984). No trigo, a deposição dos grânulos grandes ocorre aproximadamente 4-12 dias depois da antese e os grânulos pode crescer por todo o grânulo até enche-lo por completo. Estes grânulos apresentam um diâmetro de 10-35 μm, chamado de grânulo tipo A (KIM; HUBER, 2008; PENG et al., 1999; YOO; JANE, 2002). A deposição dos grânulos pequenos se inicia entre 16-22 dias após da antese (BARUCH et al., 1979) em saliências resultantes dos amiloplastos contendo grânulos lenticulares (LANGEVELD et al., 2000). Este grânulos apresentam diâmetro de 1-10 μm, chamado de grânulo tipo B (KIM; HUBER, 2008; PENG et al., 1999; YOO; JANE, 2002). Com isso, o amido de trigo apresenta características distintas entre os grânulos tipo A e B (CHIOTELLI; LE MESTE, 2002; PENG et al., 1999; ZENG et al., 2011). Estas características alteram a funcionalidade dos amidos como textura, volume, consistência, estética, umidade e estabilidade de prateleira de alimentos. Além disso, os grânulos de amido de trigo apresentam diferentes padrões de difração de raio-x. Os grânulos grandes apresentam padrão de difração de raio-x tipo-a, enquanto que os grânulos pequenos de amido trigo um padrão de difração tipo-b (AO; JANE, 2007; ZENG et al., 2011). Com base nisso, objetivou-se separar os grânulos de amido de trigo, conforme o tamanho de grânulo e avaliar as propriedades térmicas e de pasta dos grânulos de forma separados e associados. MATERIAL E MÉTODOS A amostra de trigo, proveniente da safra 2013, cultivada na cidade de Passo Fundo, RS, foi doada pela Universidade de Passo Fundo. O amido foi extraído conforme o método proposto por (KNIGHT; OLSON, 1984) com adaptações. A separação dos grânulos foi realizada conforme descrita por (TAKEDA et al., 1999). As propriedades de pasta foram verificadas empregando o analisador 739
rápido de viscosidade (Rapid Visco Analyser RVA 4, Newport Scientific, Australia) com o auxílio do software Thermocline for Windows (v. 1) pelo profile Standard 1. As propriedades térmicas dos grânulos (integral, grandes e pequenos) foram analisadas utilizando calorímetro diferencial de varredura (DSC) com taxa de temperatura de 10 C/min em uma faixa de 40-120 C. As análises de RVA foram realizadas em triplicata e os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e as médias comparadas pelo teste de Tukey com nível de 5% de significância. RESULTADOS E DISCUSSÃO A extração de amido de trigo apresentou um rendimento de aproximadamente 61,4%. O rendimento de extração do grânulo de amido pequeno foi de 11,2% e de 88,8% para os grânulos de amido grande. Em geral os amidos de trigo apresentam 10% de grânulos pequenos e 90% de grânulos médios e grandes (RAEKER et al., 1998). Na Tabela 1 estão apresentados as propriedades de pasta do amido integral (sem separação de grânulos por tamanho) e dos grânulos de amido pequenos e grandes separadamente. Os grânulos grandes (tipo-a) apresentaram menor pico de viscosidade e viscosidade final que os grânulos pequenos (tipo-b) (Tabela 1). As propriedades de pasta dos amidos é influenciada pelo tamanho dos grânulos, poder de inchamento, conteúdo de amilose e de lipídios, bem como a estrutura molecular da amilopectina (TESTER; MORRISON, 1990). Os grânulos de amido tipo-b absorvem mais água durante o processo de gelatinização, pois são menores, dessa maneira, apresentam uma maior superfície de contato. As propriedades térmicas dos amidos de trigo estão apresentadas na Tabela 2 e as curvas endotérmicas representadas na Figura 1. Tabela 1. Propriedades de pasta dos amidos de trigo tipo-a e tipo-b. Amido Pico de viscosidade (RVU) Quebra (RVU) Viscosidadefinal (RVU) Tendência a retrogradação (RVU) Amido integral 169,46 b 37,71 a 196,33 b 64,58 a Grânulo grande 155,12 c 35,37 a 178,96 c 59,21 a Grânulo pequeno 228,50 a 34,37 a 264,96 a 70,83 a *Valores acompanhados por letra minúscula na mesma coluna e maiúsculas na mesma linha para cada propriedade diferem estatisticamente (p <0,05). RVU: unidade viscoamilográfica. 740
Tabela 2. Propriedades térmicas dos amidos de trigo tipo A e tipo B. Amido To ( C) a Tp ( C) b Tf ( C) c Tf-To d H (J/g) e Amido integral 55,37 60,09 65,38 10,01 6,58 Grânulo grande 55,74 59,66 64,67 8,93 7,18 Grânulo pequeno 54,08 60,27 66,67 12,68 8,70 a To= temperatura de transição vítrea; b Tp= temperatura de cristalização; c Tf= temperatura de fusão; d Tf- To= variação entre temperatura de fusão e temperatura de transição vítrea; e ΔH= variação de entalpia Os grânulos de amido de trigo não apresentaram variações nas temperturas To e Tp, no entanto, a Tf e a faixa de gelatinização (Tf-To) foram maiores nos grânulos de amido pequenos (tipo-b) (Tabela 2), indicando, assim, menor cristalinidade, a presença de cristais de amilopectina desuniformes (CHIOTELLI; LE MESTE, 2002). Outro fator que pode ser a presença de uma grande quantidade de cadeias curtas de amilopectina (A e B1) e poucas cadeias longas nos grânulos de amido tipo-b, quando comparado aos grânulos tipo-a, como anteriormente verificado por JANE et al. (2003). A entalpia necessária para a gelatinização dos grânulos pequenos foi maior quando comparada as demais amostras. Exitem alguns conflitos nos resultados reportados sobre a entalpia de gelatinização dos grânulos tipo-a e tipo-b em amido de trigo (PENG et al., 1999). Geera et al. (2006) verificaram que os amidos tipo-b, requerem mais energia para que ocorra a gelatinização dos cristais presentes no sistema e justificaram que o conteúdo de amilose dos diferentes genótipos estudados (trigo selvagem, parcialmente ceroso e amido ceroso) influenciou a entalpia. Eles concluíram que na ausência de regiões amorfas ricas em amilose, mais energia foi necessária para a gelatinização das regiões cristalinas. Peng et al. (1999) e Soulaka; Morrison, (1985) verificaram que os grânulos tipo-a apresentaram maior entalpia que os tipo-b, e atribuíram esta diferença a presença de lipídios e o conteúdo de amilose diferente entre os grânulos grandes e pequenos do amido de trigo. Ao se analisar o amido de trigo integral, isto é, sem a separação dos grânulos, é possível verificar que a fração de apenas 10% de grânulos pequenos exerce grande influência tanto nas propriedades de pasta (Tabela 1), quanto nas térmicas (Tabela 2), sendo possível afirmar que o fracionamento por tamanho de grânulos no amido de trigo é uma alternativa para se obter ingredientes com propriedades diferenciadas, e com aplicação em produtos específicos. Sendo assim, pode-se verificar que os grânulos pequenos presentes no amido de trigo apresentaram pico de viscosidade e viscosidade mínima mais elevadas quando comparado aos grânulos grandes e ao amido integral, bem 741
como, maior faixa de temperatura de gelatinização. Fatores como a presença de lipídios complexados e diferentes conteúdos de amilose entre os grânulos podem ser os fatores que favoreceram este comportamento. Além disso, o fracionamento dos grânulos do amido de trigo, por tamanho, pode ser um procedimento para a obtenção de amido com viscosidade e estabilidade térmica específicas. Figura 1. Curvas endotérmicas dos grânulos de amido integral e dos grânulos grandes e pequenos de trigo. AGRADECIMENTOS À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS), ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), à SCT-RS (Secretaria da Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul) e ao Pólo de Inovação Tecnológica em Alimentos da Região Sul, pelas bolsas de estudos e apoio financeiro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AO, Z.; JANE, J. Characterization and modeling of the A- and B-granule starches 742
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