AVALIAÇÃO FÍSICO QUÍMICA E FUNCIONAL DE POLVILHO AZEDO COMERCIALIZADO NA REGIÃO METROPOLITANA MINEIRA R.C. Santos 1, E.O. Neves 2 1 DEALI UFSJ, CSL CEP: 35701-970 Sete Lagoas MG Brasil, Telefone: (31) 3697-2042 email: (raquelcerqueiraea@gmail.com) 2 - DEALI UFSJ, CSL CEP: 35701-970 Sete Lagoas MG Brasil, Telefone: (31) 3697-2042 email: (neves@ufsj.edu.br) RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos fisicos químicos e funcionais do polvilho azedo comercializado na região metropolitana mineira. As análises fisico químicas realizadas foram umidade, ph, acidez, fator ácido e teor de cinzas. As análises funcionais foram de ciclo de congelamento/descongelamento, absorção de água nas temperaturas de 50, 60 e 70 C e de expansão. Os resultados fisico-químicos mostraram diferenças entre as amostras, sobretudo com relação ao ph, acidez e fator ácido, tendo uma das marcas valores compatíveis com o polvilho doce (Marca C). Os resultados funcionais mostram uma expansão média para todas as marcas. A absorção de água apresentou valores de 1,85 a 1,98 para 50 C, e valores próximos a 5,0 para 60 e 70 C. O gel apresentou contrário ao esperado para amidos em ciclos de congelamento/descongelamento, tendo os géis de amido absorvido maior quantidade de água do meio com o aumento do número de ciclos. ABSTRACT The objective of this study was to evaluate chemical physical and functional aspects of sour cassava starch. The physico-chemical analyzes were moisture, ph, acidity, acid factor and ash content. Functional analyzes were freeze cycle, water absorption at temperatures of 50, 60 and 70 C and expansion. The physico-chemical results showed differences between samples, particularly with respect to ph, acidity and acid factor, and one of the brands values compatible with the cassava starch (Brand C). Functional results show an average growth for all brands. The water absorption values showed 1.85 to 1.98 at 50 C, and 5.0 to values near 60 and 70 C. The gel showed the expected opposed to starch in freeze / thaw cycles, with the sour cassava starch gels greater amount of absorbed water medium with increasing number of cycles. PALAVRAS-CHAVE: Expansão, Congelamento, Retrogradação do Amido, Absorção de água KEYWORDS: Expansion, Freezing, Starch Retrogradation, Water absorption 1. INTRODUÇÃO O amido é utilizado pela indústria alimentícia como ingrediente em alimentos processados, sendo esta uma de suas principais áreas de aplicação (Shirai et al., 2007). O polvilho azedo, é utilizado como ingrediente principal na fabricação de biscoitos e de pão de queijo. Porém, a legislação (ANVISA, 2007) não estabelece uma classificação para o polvilho azedo segundo os índices de expansibilidade ao forno (Maeda & Cereda, 2001). As propriedades tecnológicas do amido envolvem suas características físicas, químicas e funcionais. A aceitação de um amido para determinada finalidade não depende somente do tamanho e da forma do grânulo, mas também de sua temperatura de gelatinização e características de inchamento, retrogradação e expansão (Amante, 1986).
O consumidor procura uma massa crescida, com textura alveolar e homogênea. No entanto, alguns polvilhos apresentam reologia indesejável e o controle ou informação sobre os parâmetros tecnológicos para a tomada de decisão sobre os melhores polvilhos estão indisponíveis ou são desconhecidos (Melorose, Perroy, & Careas, 2015). O primeiro motivo para este desconhecimento reside na diversidade entre as matérias primas e os efeitos sobre as características nos grânulos de amido, precursores dos grânulos fermentados. O processo de fermentação, as condições climáticas e as características da microbiota predominante nos fermentadores interferem de forma decisiva nas propriedades do polvilho azedo (Ramirez Asheri & Vilela, 1995). Devido à importância do polvilho azedo como fonte de renda para o Estado de Minas Gerias e matéria-prima para demais indústrias, são necessários estudos direcionados à ciência e tecnologia de sua produção (Castro, 2008). Portanto o objetivo desse trabalho, foi avaliar os aspectos físicos químicos e funcionais do polvilho azedo comercializado na região metropolitana mineira. 2. MATERIAL E MÉTODOS Amostras de polvilho azedo foram obtidas em supermercados da cidade de Belo Horizonte- MG, sendo adquiridos três lotes de cada uma das cinco marcas com maior representação no mercado local. Todos os testes foram realizados em duplicata, sendo que para avaliação estatística de ANOVA e teste de tukey (p=0,05) foi utilizado software livre R v3.1.2. 2.1 Análises Físico Químicos As análises físico químicas foram realizadas segundo métodos contidos na 4ª Edição do manual de métodos físico químicos para análise de alimentos do Instituto Adolfo Lutz (Zenebon, Pascuet, & Tiglea, 2008). Para a análise de umidade foi realizada com 5,0000 g de amostra e estufa a 105 C. A determinação do ph foi realizada da suspensão de 10 g de amostra em 100 ml de água destilada. O teor de cinzas foi com 2,0000 g de amostra incinerada em dois estágios (2 horas à 200ºC e 4 horas à 550ºC). A acidez foi titulizada contra 10 g de amostra em 100 ml de água destilada, sendo o resultado expresso em mg ácido lático/ 100g. O fator ácido foi determinado em 25,00 g de amostra em 50 ml de água destilada até ph 3,0. 2.2 Propriedades Funcionais Para a avaliação de expansão do polvilho foi adotada a metodologia tradicional com escaldamento descrita por (BRITO & CEREDA, 2015). A análise de resistência a ciclos de congelamento e descongelamento foi realizada preparando géis com 7% de polvilho em água destilada, sendo estes mantidos em banho termostático a 85ºC por 30 minutos (Gani et al., 2010). Para a análise capacidade de absorção de água foram preparados suspensões de polvilho a 1% p/p em tubos de falcon, sendo estes mantidos em temperatura de 50, 60 e 70 C por 30 minutos e posteriomente centrifugados a 3.600 rpm por 5 minutos (Gani et al., 2010). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Análises Físico Químicos Os resultados para as análises fisico químicas são apresentadas na tabela abaixo (Tabela 1). A umidade de todos os lotes avaliados ficou dentro dos padrões estabelecidos pela legislação vigente (BRASIL, 2005) para produtos amiláceos de derivados de raiz de mandica (máximo de 14% - dados não publicados). A umidade média das marcas ficou em um máximo de 12,57% para a Marca B e um mínimo de 10,79% para a Marca E. As diferenças na umidade resultam do processo de secagem e de
manutenção do produto durante a vida de prateleira. Em contato com os fornecedores apenas o da Marca C indicou que seu processo de secagem era realizado em secadores industriais. Sobre o acondicionamento, todas as marcas encontradas no mercado trabalhavam com embalagens plásticas de filme soldado, as quais permitem uma barreira eficiente contra a absorção de água. Tabela 1 - Valores médios de Acidez (mg/100g), Fator Ácido (ml de HCl 0,1M), Umidade (%p/p), ph e Teor de Cinzas (% p/p) das cinco marcas de polvilho azedo Marcas Acidez Fator Ácido Umidade ph Cinzas Marca A 549,35 a 1,2 d 11,56 bc 3,28 c 0,14 a Marca B 446,47 c 1,9 c 12,57 a 3,42 c 0,21 a Marca C 122,86 e 7,0 a 11,88 ab 5,06 a 0,28 a Marca D 262,57 d 2,6 b 11,81 ab 3,87 b 0,16 a Marca E 490,88 b 1,6 cd 10,79 c 3,39 c 0,15 a Valores da coluna acompanhadas da mesma letra não diferem entre si (p> 0,05). O teor de cinzas, juntamente com o fator ácido são indicadores do nível de eficiência no processo de extração do amido (Tabela 1) (Melorose et al., 2015). Para o teor de cinzas a média dos lotes foi similar para todos os produtos, mas duas marcas tiveram valores acima do estabelecido pela legislação de fécula tipo1 (Marca B e C) (BRASIL, 2005). Já para o fator ácido a única marca que apresentou valor acima do limite, de 4,0 ml, foi a marca C. As marcas apresentam diferenças quanto aos valores de fator ácido, sendo os menores valores por volta de 1,2 a 1,6 ml, relativo às marcas A e E. Marcon (2004) encontrou para amido de mandioca nativo de diferentes regiões valores de 1,78; 2,12; e 3,78 ml para polvilho azedo e de 3,25; 3,57 e 4,02 ml para polvilho doce. O fator ácido é afetado pelo teor de minerais, polpa e proteína, os quais são extraídos no processo de lavagem do material, diminuindo o valor do fator ácido (Tobergte & Curtis, 2013). O ph e a acidez são considerados os principais fatores característicos do polvilho azedo, sendo este proporcionado pela fermentação do polvilho, sobretudo por bactérias láticas e também acéticas (Aplevicz, 2006). O ph de três marcas tiveram resultados similares, variando de 3,28 a 3,42. A Marca D teve um valor um pouco acima destes, de 3,87. Já a Marca C obteve um ph de 5,06, ficando próximo aos parâmetros estabelecidos para polvilho doce, de 4,5 a 6,5 (BRASIL, 2005). 3.2 Análises Funcionais Com excessão da Marca E, todos os produtos foram classificados como de expansão média (Tabela 2) (Maeda & Cereda, 2001). As Marcas B, C e D apresentaram resultados similares de expansão, variando de 5,28 a 7,08 ml/g. esta marcas são as que apresentam os maiores valores para fator ácido, ph e os menores valores para acidez. Se a análise for restrita às Marcas C e D as diferenças são explícitas para este parâmetros (fator ácido, ph e acidez). Mas apenas a Marca C se diferencia das marcas A e E, sendo superior em termos de expansão. Este valor apresenta um dados incompatíveis com a literatura, uma vez que, segundo o fornecedor, a secagem não é feita ao sol e a acidez e ph são compatíveis com um polvilho doce. Segundo Melorose et al. (2015), o polvilho fermentado e seco ao sol tem expansão superior ao seco em estufa, indicando a importância da luz solar e do ácido lático na promoção da capacidade de expansão ao produto. Os grânulos de amido exibem uma variada capacidade de absorção de água fria, conforme sua origem botânica. Com o aquecimento do sistema, ocorre um aumento na capacidade de absorção de água, característica muito importante, uma vez que a qualidade do alimento está associada com a retenção de água pelos grânulos de amido expandido. No caso da produção de pão de queijo temos a etapa de escaldamento, a qual consiste na adição de água quente ao polvilho azedo, o qual promove
uma gelatinização parcial do grânulo e confere propriedade de absorção de água pelo material. No processo de avaliação de absorção de água é possível avaliar esta gelatinização parcial do grânulo. Tabela 2 - Média do Volume Específico (ml/g) das cinco marcas de polvilho azedo Marcas Volume Específico Marca A 5,20 b Marca B 5,65 ab Marca C 7,08 a Marca D 5,28 ab Marca E 4,53 b Valores da coluna acompanhadas da mesma letra não diferem entre si (p> 0,05). Tabela 3- Absorção média de água para as temperaturas de 50, 60 e 70 C para as cinco marcas de polvilho azedo Marcas 50 C 60 C 70 C Marca A 1,92 ab 4,80 bc 5,33 ab Marca B 1,97 ab 5,10 ab 5,70 ab Marca C 1,85 b 4,67 c 5,17 ab Marca D 1,85 b 5,32 a 5,77 a Marca E 1,98 a 5,02 abc 5,13 b Valores da coluna acompanhadas da mesma letra não diferem entre si (p> 0,05). A Tabela 3 mostra os resultados para a absorção de água das cinco marcas analisadas. Os resultados oscilam de 1,85 para 1,98 para temperatura de 50 C, havendo diferença entre as marcas. Já a 60 C os valores oscilaram entre 4,67 a 5,32, com diferenças mais marcantes entre as Marcas C e D. Na temperatura de 70 C a diferença mais marcante foi entre as Marcas D e E, mas ambas não diferentes das demais marcas. A faixa de valores oscilou entre 5,13 a 5,77. Observa-se que há uma diferença maior entre as marcas no tratamento a 60 C do que nos tratamentos a 50 C. Este pode estar relacionado ao fato da temperatura de pasta da fécula de mandioca estar entre 60 e 70 C (BeMiller & Whistler, 2009), o que promoveria uma gelatinização desigual entre os diferentes tamanhos de grânulo de amido. Segundo Atwell et al. (1998), a retrogradação é um processo onde as moléculas de amido se reassociar em uma estrutura ordenada, sendo que em condições favoráveis esta ordenação forma estruturas cristalinas, que favorecem a liberação de água pelo sistema. Os ciclos de congelamento e desongelamento há uma tendência de amplificar o efeito da retrogradação, e com isso haver uma maior perda de água (BeMiller & Whistler, 2009). Porém na Figura 1 é possível observar que o efeito para os géis de polvilho azedo é o oposto, com a diminuição da perda de água para cada um dos ciclos. Estes resultados estão compatíveis com os encontrados por (Castro, 2008), o qual observou que os géis de polvilho azedo exibiam baixa sinérese com o descongelamento. O trabalho com polvilho azedo de (Estadual, Julio, Filho, & Agronômicas, 2013) não observou liberação de água nas amostras em dois ciclos. Existem uma série de modificações na estrutura dos grânulos e nas moléculas de amido que estão associadas ao processo de obtenção do polvilho azedo. Estas estão associadas, por exemplo, a uma degradação inicial da parte amorfa do grânulo de amido, onde a maior parte é constituida por amilose, seguida de uma degradação da parte cristalina (Franco, Cabral, & Tavares, 2002). Este processo pode ocasionar uma diminuição do tamanho das moléculas de amilose, promovendo uma um menor tendência à retrogradação. Além disso há uma oxidação e incorporação de estrutura de ácidos
orgânicos nas moléculas de amido, o que pode contribuir também para uma redução da retrogradação do material (Zhu, 2015). Figura 1 - Perda média de água (%) a cada ciclo de congelamento/descongelamento para as cinco marcas de polvilho azedo 4. CONCLUSÃO As amostras de polvilho azedo analisadas apresentaram maiores divergências com relação a acidez, ph e fator ácido. A marca C, com ph de 5,06 e acidez de 122,86 mg/100g, pode ser caracterizada como polvilho doce, já as outras apresentaram valores de ph menores que 4,00. Isso demonstra uma desigualdade dos produtos presentes no mercado e definidos como polvilho azedo. Porém as propriedades funcionais avaliadas apresentaram poucas diferenças entre as marcas, mesmo com relação à marca C. Todos apresentaram poder de expansão médio, com poucos diferenças entre as marcas. A absorção de água indica uma temperatura de escaldamento mínimo de 60 C na massa final pode ser importante para se ter uma boa absorção de água e gelatinização parcial dos grânulos. Com relação aos ciclos de congelamento/descongelamento todas as marcas apresentaram um comportamento diferente do esperado para a maioria dos amidos, onde a perda de água aumenta com o aumento de número de ciclos. Houve uma diminuição da perda de água com o aumento dos ciclos, isso devido a possíveis modificações ocorridas na estrutura do grânulo e nas moléculas do amido durante o processo de fermentação e secagem do polvilho azedo. Essa característica pode indicar uma boa aptidão do polvilho azedo para uso em produtos congelados, substituindo parcial ou integralmente produtos amiláceos. 5. AGRADECIMENTOS À UFSJ, FAPEMIG, CNPq e a Finep. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMANTE, E.R. (1986). Caracterização de amidos de variedades de mandioca (Manihot esculenta, Crantz) e de batata-doce (Ipomoema batatas) (Dissertação de Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) Universidade Federal de Viçosa. ANVISA., Agência Nacional de Vigilância Sanitária (2007). Regulamento Técnico para Produtos de Cereais, Amidos, Farinhas e Farelos. (Lei nº84, de 13 de Dezembro de 2004). APLEVICZ, K. S. (2006). Caracterização de produtos panificados à base de féculas de mandioca nativas e modificadas (Dissertação de mestrado). Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa
Atwell,W.A.;Hood. L.F.; Lineback, D.R.; Varriano-Marston, E.; Zobel, H.F (1998). The terminology and methodology associated with basic starch pheonema. Cereal Food World, v.33, n.3, p.306-3011. BeMiller, J. N., & Whistler, R. L. (2009). Starch - Chemistry and Technology (3th ed.). Amesterdan: Academic Press. Brasil, Ministério da agricultura, pecuária e abastecimento (2005). Regulamento técnico de identidade e qualidade dos produtos amiláceos derivados da raiz de mandioca. (Instrução Normativa N o 23, de 14 de Dezembro de 2005). Brito, V. H. dos S., & Cereda, M. P. (2015). Método para determinação de volume específico como padrão de qualidade do polvilho azedo e sucedâneos. Brazilian Journal of Food Technology, 18(1), 14 22. CASTRO, M. (2008). Caracterização tecnológicas do polvilho azedo produzido em diferentes regiões do estado de Minas Gerais (Dissertação de mestrado) Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. U., JULIO, P., FILHO, D. E. M., & Agronômicas, F. D. E. C. (2013). Produção de amido modificado de mandioca com propriedade de expansão (Dissertação de mestrado). Universidade Estadual Paulista. Botucatu. Franco, C. M. L., Cabral, R. A. F., & Tavares, D. Q. (2002). Structural and Physicochemical Characteristics of Lintnerized Native and Sour Cassava Starches. Starch - Stärke, 54(10), 469 475. Gani, A., Haq, S. S., Masoodi, F. A., Broadway, A. A., & Gani, A. (2010). Physico-chemical, Morphological and pasting properties of starches extracted from water chestnuts (Trapa natans) from three lakes of Kashmir, India. Brazilian Archives of Biology and Technology, 53(3), 731 740. Maeda, K. C., & Cereda, M. P. (2001). Avaliação de duas metodologias de expansão ao forno do polvilho azedo. Food Science and Technology (Campinas), 21(2), 139 143. MARCON, M. J. A. (2004). Efeito do processo fermentativo pelo método tradicional e com adição de glicose, sobre a qualidade do polvilho azedo. (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis. Melorose, J., Perroy, R., & Careas, S. (2015). Proposta para o mecanismo de expansão do polvilho azedo com base nas características físico químicas Statewide Agricultural Land Use Baseline 2015, 1. Ramirez Asheri, D. P., & Vilela, E. R. (1995). Alterações do polvilho de mandioca pela fermentacao, no fabrico de biscoitos. Pesquisa Agropecuaria Brasileira, v.30, n.2, p.269-279. Shirai, M. a, Haas, a, Ferreira, G. F., Matsuguma, L. S., Franco, C. M. L., & Demiate, I. M. (2007). Obtention, physicochemical characterization and applications in foods of starches modified by oxidative treatment. Ciencia E Tecnologia de Alimentos, 27(2), 237 249. Tobergte, D. R., & Curtis, S. (2013). Regulamento técnico de identidade e qualidade dos produtos amiláceos derivados da raíz de mandioca. Journal of Chemical Information and Modeling, 53(9), 1689 1699. Zenebon, O., Pascuet, N. S., & Tiglea, P. (2008). Procedimentos e determinações gerais. Métodos Físico-Químicos Para Análise de Alimentos, 1020. Zhu, F. (2015). Composition, structure, physicochemical properties, and modifications of cassava starch. Carbohydrate Polymers, 122, 456 480.