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Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 24(2): 303-310, abr.-jun. 2004 303 1. Recebido para publicação em 04/12/2003. Aceito para publicação em 12/05/2004 (001257). 2. Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Centro de Tecnologia, Bloco A, Cidade Universitária, Ilha do Fundão, CEP: 21949- 900 Rio de Janeiro, RJ. 3. Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Centro de Tecnologia, Bloco J, Cidade Univer- sitária, Ilha do Fundão, Caixa Postal 68525, CEP: 21945-970 Rio de Janeiro, RJ. E-mail: [email protected]. Tel: (21) 2562-7208 / (21) 2562-8263 4. EMBRAPA Agroindústria de Alimentos, Avenida das Américas 29501, Guaratiba, CEP: 23020-470 Rio de Janeiro, RJ * A quem a correspondência deve ser enviada. 1 – INTRODUÇÃO O amido é o principal material de reserva do reino vegetal e a principal fonte de carboidratos disponível para a alimentação humana. É largamente utilizado na indústria alimentícia e, em menor escala, pelas indús- trias farmacêutica e têxtil [18]. Os grânulos de amido são constituídos principalmente por dois polissacarí- deos, amilose e amilopectina, ambos formados por uni- dades constitucionais repetitivas de α-D-glicose. A amilose é uma molécula essencialmente linear, en- quanto que a amilopectina é um polissacarídeo alta- mente ramificado [4]. Na área de alimentos, o amido consiste na principal matéria-prima para a fabricação de produtos extrusados. “Snacks”, cereais matinais, biscoitos, massas pré-cozi- das e alimentos prontos para o consumo são alguns exem- plos de produtos usualmente processados por tratamen- tos do tipo calor/umidade, como extrusão, cocção no forno ou cocção sob alta pressão [12, 14]. O amido confere ao produto final características típicas como alta expansão e crocância, muito apreciadas pelo consumidor. Estas características estão relacionadas ao efeito da intera- ção do amido com a água, associado à energia mecânica e térmica gerada durante o processo de extrusão. A principal conseqüência do tipo de tratamento ca- lor/umidade para produtos amiláceos é a gelatinização dos grânulos de amido [14]. Além da gelatinização, as macromoléculas do amido podem sofrer degradação, devi- do aos tratamentos térmico e mecânico empregados [1]. Os grânulos de amido, quando aquecidos em pre- sença de água acima de uma determinada temperatu- ra, formam uma suspensão viscosa. A temperatura na qual ocorre tal modificação é denominada de tempera- tura de gelatinização do amido. A gelatinização é defi- nida como o colapso da ordenação granular, durante a qual ocorrem mudanças irreversíveis nas propriedades, como o inchamento dos grânulos, a fusão cristalina, a perda da birrefringência, o rompimento dos grânulos com a liberação da amilose e o aumento da viscosidade da suspensão [3, 8, 10, 15, 19, 20, 23]. PROCESSAMENTO DE AMIDO DE MILHO EM CÂMARA DE MISTURA 1 Marcia C. SILVA 2 , Rossana M.S.M. THIRÉ 3 , Victor J.R.R. PITA 3 , Carlos W.P. CARVALHO 4 , Cristina T. ANDRADE 2,3, * RESUMO Misturas de amido de milho e água nas proporções 70:30, 80:20 e 90:10% (p/p) foram submetidas a processamento a 90°C, sob diferentes velocidades de rotação (20, 40, 80 e 100rpm), em câmara de mistura Rheomix 600 equipada com rotores do tipo “roller”. A influência do teor de água e da velocidade de rotação dos rotores no processamento do amido de milho foi investigada por meio de curvas de torque e de temperatura fornecidas pelo reômetro de torque Rheocord 9000. Análises em Analisador Rápido de Viscosidade e por microscopia óptica de luz polarizada foram realizadas, a fim de complementar as informações registradas pelas curvas de torque e de temperatura. Os resultados mostraram que o teor de água e a rotação empregada no processamento exercem influência significativa nas características do amido processado. Os menores teores de água (10 e 20% p/p) e as velocidades de rotação mais elevadas (80 e 100rpm) contribuíram para a maior degradação do amido. Nas misturas com teor de água de 30% (p/p), sob as velocidades de rotação empregadas, a função plastificante da água contribuiu para minimizar o efeito do cisalhamento, já que a degradação do amido não foi observada. Nesses casos, a estrutura granular do amido foi preservada em grande parte durante o processamento. Palavras-chave: amido de milho; câmara de mistura; reometria de torque; viscosidade; microscopia óptica. SUMMARY PEOCESSING OF CORN STARCH IN AN INTERNAL MIXER. Corn starch/water mixtures at compositions of 70:30, 80:20 and 90:10 (w/w %) were submitted to processing at 90 o C and different rates (20, 40, 80 and 100rpm) in an internal mixer (Rheomix 600), equipped with counter-rotating roller type rotors. The effect of the water content and of the rotation rate on the starch processing was investigated by torque and temperature curves given by the in-line Rheocord 9000 torque rheometer. Viscosity measurements, carried out in a Rapid Visco Analyser (RVA), and optical microscopy analysis were performed on the processed samples to complement the rheometry data. The results indicated that the water content and the rotation rate had a significant effect on the characteristics of the processed starch samples. For compositions with 10 and 20% (w/w) water contents and processed at 80 and 100rpm, degradation was observed at a larger extent. For compositions in which water had been added at a 30% (w/w) content, its plastifying property contributed to minimize degradation caused by mechanical and thermal inputs. In these cases, the granular structure of starch was largely preserved. Keywords: corn starch; internal mixer; torque rheometry; viscosity; optical microscopy.

Processamento de Amido de Milho Em Câmara de Mistura

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Amido de milho processamento

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  • Cinc. Tecnol. Aliment., Campinas, 24(2): 303-310, abr.-jun. 2004 303

    Processamento de amido de milho em cmara de mistura, Andrade, et al.

    1. Recebido para publicao em 04/12/2003. Aceito para publicao em12/05/2004 (001257).2. Instituto de Qumica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Centro

    de Tecnologia, Bloco A, Cidade Universitria, Ilha do Fundo, CEP: 21949-900 Rio de Janeiro, RJ.3. Instituto de Macromolculas Professora Eloisa Mano, Universidade

    Federal do Rio de Janeiro, Centro de Tecnologia, Bloco J, Cidade Univer-sitria, Ilha do Fundo, Caixa Postal 68525, CEP: 21945-970 Rio de

    Janeiro, RJ. E-mail: [email protected]. Tel: (21) 2562-7208 / (21)

    2562-82634. EMBRAPA Agroindstria de Alimentos, Avenida das Amricas 29501,

    Guaratiba, CEP: 23020-470 Rio de Janeiro, RJ

    * A quem a correspondncia deve ser enviada.

    1 INTRODUO

    O amido o principal material de reserva do reinovegetal e a principal fonte de carboidratos disponvelpara a alimentao humana. largamente utilizado naindstria alimentcia e, em menor escala, pelas inds-trias farmacutica e txtil [18]. Os grnulos de amidoso constitudos principalmente por dois polissacar-deos, amilose e amilopectina, ambos formados por uni-dades constitucionais repetitivas de -D-glicose. Aamilose uma molcula essencialmente linear, en-quanto que a amilopectina um polissacardeo alta-mente ramificado [4].

    Na rea de alimentos, o amido consiste na principalmatria-prima para a fabricao de produtos extrusados.Snacks, cereais matinais, biscoitos, massas pr-cozi-das e alimentos prontos para o consumo so alguns exem-plos de produtos usualmente processados por tratamen-tos do tipo calor/umidade, como extruso, coco no fornoou coco sob alta presso [12, 14]. O amido confere aoproduto final caractersticas tpicas como alta expansoe crocncia, muito apreciadas pelo consumidor. Estascaractersticas esto relacionadas ao efeito da intera-o do amido com a gua, associado energia mecnicae trmica gerada durante o processo de extruso.

    A principal conseqncia do tipo de tratamento ca-lor/umidade para produtos amilceos a gelatinizaodos grnulos de amido [14]. Alm da gelatinizao, asmacromolculas do amido podem sofrer degradao, devi-do aos tratamentos trmico e mecnico empregados [1].

    Os grnulos de amido, quando aquecidos em pre-sena de gua acima de uma determinada temperatu-ra, formam uma suspenso viscosa. A temperatura naqual ocorre tal modificao denominada de tempera-tura de gelatinizao do amido. A gelatinizao defi-nida como o colapso da ordenao granular, durante aqual ocorrem mudanas irreversveis nas propriedades,como o inchamento dos grnulos, a fuso cristalina, aperda da birrefringncia, o rompimento dos grnuloscom a liberao da amilose e o aumento da viscosidadeda suspenso [3, 8, 10, 15, 19, 20, 23].

    PROCESSAMENTO DE AMIDO DE MILHO EM CMARA DE MISTURA1

    Marcia C. SILVA2, Rossana M.S.M. THIR3, Victor J.R.R. PITA3,

    Carlos W.P. CARVALHO4, Cristina T. ANDRADE2,3,*

    RESUMOMisturas de amido de milho e gua nas propores 70:30, 80:20 e 90:10% (p/p) foram submetidas a processamento a 90C, sobdiferentes velocidades de rotao (20, 40, 80 e 100rpm), em cmara de mistura Rheomix 600 equipada com rotores do tipo roller. Ainfluncia do teor de gua e da velocidade de rotao dos rotores no processamento do amido de milho foi investigada por meio de curvasde torque e de temperatura fornecidas pelo remetro de torque Rheocord 9000. Anlises em Analisador Rpido de Viscosidade e pormicroscopia ptica de luz polarizada foram realizadas, a fim de complementar as informaes registradas pelas curvas de torque e detemperatura. Os resultados mostraram que o teor de gua e a rotao empregada no processamento exercem influncia significativanas caractersticas do amido processado. Os menores teores de gua (10 e 20% p/p) e as velocidades de rotao mais elevadas (80 e100rpm) contriburam para a maior degradao do amido. Nas misturas com teor de gua de 30% (p/p), sob as velocidades de rotaoempregadas, a funo plastificante da gua contribuiu para minimizar o efeito do cisalhamento, j que a degradao do amido no foiobservada. Nesses casos, a estrutura granular do amido foi preservada em grande parte durante o processamento.Palavras-chave: amido de milho; cmara de mistura; reometria de torque; viscosidade; microscopia ptica.

    SUMMARYPEOCESSING OF CORN STARCH IN AN INTERNAL MIXER. Corn starch/water mixtures at compositions of 70:30, 80:20 and 90:10 (w/w%) were submitted to processing at 90oC and different rates (20, 40, 80 and 100rpm) in an internal mixer (Rheomix 600), equipped withcounter-rotating roller type rotors. The effect of the water content and of the rotation rate on the starch processing was investigatedby torque and temperature curves given by the in-line Rheocord 9000 torque rheometer. Viscosity measurements, carried out in a RapidVisco Analyser (RVA), and optical microscopy analysis were performed on the processed samples to complement the rheometry data.The results indicated that the water content and the rotation rate had a significant effect on the characteristics of the processed starchsamples. For compositions with 10 and 20% (w/w) water contents and processed at 80 and 100rpm, degradation was observed at a largerextent. For compositions in which water had been added at a 30% (w/w) content, its plastifying property contributed to minimizedegradation caused by mechanical and thermal inputs. In these cases, the granular structure of starch was largely preserved.Keywords: corn starch; internal mixer; torque rheometry; viscosity; optical microscopy.

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    Processamento de amido de milho em cmara de mistura, Andrade, et al.

    O processamento preliminar do material em cma-ra de mistura acoplada a um remetro de torque ca-paz de fornecer um indicativo das condies iniciais aserem utilizadas no processo de extruso, o que per-mite a sua otimizao. Alm disso, trata-se de um m-todo vantajoso, uma vez que fornece respostas imedia-tas com volume menor de amostra quando comparadocom o processamento em extrusora [5].

    O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influn-cia do teor de gua e da velocidade de rotao dos rotoresno processamento do amido de milho em cmara demistura. O comportamento das misturas amido/guafoi investigado por meio de curvas de torque, obtidaspelo processamento em cmara de mistura acoplada aremetro de torque. Os resultados foram complemen-tados com medidas de viscosidade de pasta e dados demicroscopia ptica.

    2 MATERIAIS E MTODOS

    2.1 Material

    O amido de milho utilizado foi fornecido pela CornProducts do Brasil (So Paulo, Brasil) e continha umteor de umidade de 12,5%.

    2.2 Mtodos

    2.2.1 Preparao das amostras

    Misturas de amido de milho e gua destilada forampreparadas nas propores de 70:30, 80:20 e 90:10 %(p/p). Essas misturas foram condicionadas a 18C por24 a 48h, a fim de permitir a completa absoro da gua.

    2.2.2 Processamento em cmara de mistura

    As amostras foram processadas durante 1h sobtemperatura constante de 90C em cmara de misturamodelo Rheomix 600, equipada com rotores tipo roller,e acoplada ao remetro de torque Rheocord 9000 (Haake,Karlsruhe, Alemanha). Diferentes rotaes, na faixa de20 a 100rpm foram utilizadas nesse processamento.

    Curvas de torque e de temperatura em funo dotempo de mistura foram registradas ao longo de cadaprocessamento, a fim de avaliar-se o comportamentode fluxo da mistura. A rea sob as curvas de torquepodem ser relacionadas energia absorvida pelo mate-rial durante o processamento [9]. O torque medido estrelacionado viscosidade do material durante o pro-cessamento, ou seja, corresponde resistncia domaterial ao fluxo [5].

    2.2.3 Condicionamento e moagem das amos-tras

    Aps o processamento, as amostras foram condicio-nadas a 18C por quatro meses, secas em estufa ticaIndi-30 (So Paulo, Brasil) por 15 horas a 50C, subme-tidas moagem em moinho de disco Perten Instrumentsmodelo 3600 (Huddinge, Suia) com abertura seis e, pos-

    teriormente, em moinho de rolo Brabender tipo QU-J(Duisburg, Alemanha). A moagem teve como objetivo re-duzir o tamanho de partcula e tornar o material maisuniforme.

    2.2.4 Propriedades de pasta

    As amostras modas foram analisadas no AnalisadorRpido de Viscosidade (Rapid Visco Analyser, RVA,Newport Scientific Pty. Ltd., Warriewood, Austrlia), oqual foi usado para medir a viscosidade de pasta apa-rente das amostras em funo da temperatura. Para 3gde cada amostra (umidade ajustada para 14% em basemida) foram adicionados 25g de gua destilada. A sus-penso formada pelo amido e a gua foi inicialmentecisalhada a 960rpm durante 10s. Para a medida pro-priamente dita, a suspenso foi mantida a 25C por 4minutos, para que se pudesse investigar a viscosidadedo amido a baixa temperatura [25]. Posteriormente, amistura foi aquecida a 95C sob velocidade constantede 14C/min, mantida nesta temperatura por 3 minu-tos, resfriada a 25C durante 5 minutos sob a mesmavelocidade, e mantida a 25C por mais 4 minutos, tota-lizando 23 minutos de anlise, a 160rpm.

    2.2.5 Anlise por microscpica ptica

    A morfologia das amostras aps a moagem foi ana-lisada por microscopia ptica. As imagens foram obti-das em microscpio ptico com luz polarizada Olympusmodelo BX50 (Olympus America Inc., New York, EUA),acoplado a uma cmara fotogrfica Olympus.

    3 RESULTADOS E DISCUSSO

    3.1 Avaliao do processamento em cmara demistura

    A Figura 1 mostra a variao do torque (a) e da tem-peratura (b) ao longo de 20 minutos de processamentode misturas amido/gua na razo de 80:20% (p/p) comvelocidades de rotao de 20, 40, 80 e 100rpm. Essesresultados mostram que a rotao empregada exerceinfluncia significativa no comportamento do torque.

    As curvas da Figura 1a podem ser analisadas combase nas consideraes de BYRNE [5], que descreveuuma curva tpica em remetro de torque, na qual doismximos podem ser observados. O primeiro mximo detorque pode estar associado compactao do materiale ao incio do processamento. Um segundo mximo,quando ocorre, pode indicar a degradao do material.As curvas relacionadas ao processamento a 20 e 40rpmmostram que o valor do torque foi relativamente esta-bilizado aps o primeiro mximo (pico de compactao),o que indica homogeneizao da mistura. Com a esta-bilizao do torque, a temperatura da mistura tendeuao valor pr-estabelecido de 90C (Figura 1b).

    Quando a rotao foi elevada a 80rpm e a 100rpm, aenergia gerada pelo sistema parece ter ocasionado adegradao parcial do amido. O segundo mximo ob-servado na curva de torque est associado a um au-

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    Processamento de amido de milho em cmara de mistura, Andrade, et al.

    mento de aproximadamente 17C na temperatura damistura (Figura 1b), o que deve ter levado perda degua pelo sistema por evaporao.

    FIGURA 1. Curvas de torque (a) e de temperatura (b) obtidasem remetro de torque durante o processamento de ami-do de milho/gua 80:20% (p/p) sob diferentes velocida-des de rotao.

    Essa hiptese consistente com o fato de que ou-tros autores verificaram que elevados nveis de energiamecnica e trmica desenvolvidos durante a extrusodo amido podem levar ao decrscimo da massa molardas macromolculas constituintes do amido ou dex-trinizao, situao na qual o grau de ramificao aumentado [6, 7, 11, 13]. Aps o mximo de degrada-o, o torque tendeu a zero, uma vez que, com a evapo-rao da gua, os grnulos secos de amido no oferece-ram mais resistncia ao cisalhamento. Para rotaesde 20 e 40rpm, no foi observado o pico de degradaodo amido, mesmo para tempos de processamento maio-res do que 1h. Com base nestes resultados, pode-sesupor que o amido s seria degradado se submetido aprocessamento por perodos de tempo mais longos.

    As curvas de torque (a) e de temperatura (b) obti-das durante o processamento da mistura de amido commenor teor de gua, na razo 90:10% (p/p) e sob dife-rentes velocidades de rotao podem ser visualizadasna Figura 2. As curvas da Figura 2a mostram que osvalores de torque desenvolvidos foram mais elevadosquando comparados aos resultados obtidos para as

    amostras com adio de 20% de gua (Figura 1a). Estefato era esperado, tendo-se em vista que a gelatiniza-o/fuso em presena de pequena quantidade de gua dificultada, e necessita de maior energia para queocorra. Na Figura 2a, podem ser observados perodos deestabilidade do torque extremamente curtos, sendo adegradao do amido claramente evidenciada sob as ve-locidades de rotao empregadas. Assim como nas mis-turas contendo 20% (p/p) de gua (Figura 1), os picosindicativos de degradao do amido foram acompanha-dos por elevao da temperatura da mistura (Figura 2b)e sofreram um deslocamento para tempos menores emfuno do aumento da velocidade de rotao; quantomais elevada a rotao, mais cedo o pico foi detectado.

    Outro fato importante a ser ressaltado o surgi-mento de picos intermedirios nas curvas de torque(indicados por setas) entre os picos de compactao ede degradao. Com o aumento da velocidade de rota-o, a intensidade e a largura do pico intermedirio di-minuem e, com a rotao mais elevada (100rpm), maisde um pico intermedirio podem ser observados. Essespicos intermedirios podem estar relacionados for-mao e, em seguida, desestruturao de aglomera-dos, causadas pelo cisalhamento. No entanto, de acor-do com a Figura 2b, o perfil de temperatura no sofreuvariao significativa em funo do aparecimento des-ses picos.

    FIGURA 2. Curvas de torque (a) e de temperatura (b) obtidasem remetro de torque durante o processamento de mis-turas de amido de milho e gua a 90:10% (p/p) sob dife-rentes velocidades de rotao.

    (a)

    100rpm80rpm

    20rpm 40rpm

    (b)

    100rpm

    80rpm

    40rpm

    20rpm (a)100rpm

    80rpm

    40rpm

    (b)100rpm

    80rpm

    40rpm

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    Processamento de amido de milho em cmara de mistura, Andrade, et al.

    Independentemente da rotao utilizada, aps oprocessamento das misturas de amido com adio de10% e 20% de gua, o produto final foi obtido sob aforma de p.

    FIGURA 3. Curvas de torque (a) e de temperatura (b) obtidasem remetro de torque durante o processamento de mis-turas de amido de milho e gua a 70:30% (p/p) sob dife-rentes velocidades de rotao.

    Na Figura 3, so apresentadas as curvas de torque(a) e de temperatura (b) de misturas de amido e guana proporo de 70:30% (p/p) processadas a diferentesvelocidades de rotao. De acordo com a Figura 3a, commaior proporo de gua, o torque desenvolvido foi muitobaixo, quando comparado com os resultados apresen-tados anteriormente. O valor mximo observado foi de3,79Nm, obtido durante o processamento a 100rpm. Estecomportamento pode ser explicado com base naplastificao do amido pela gua. A gua age como umplastificante do amido, aumentando a mobilidade dasmolculas e, assim, diminuindo a temperatura de tran-sio vtrea [17]. razovel supor-se que, com o au-mento do teor de gua, as foras de interao entre asmacromolculas constituintes do amido tenham decres-cido e a mobilidade de suas cadeias tenha aumentado,o que teria tornado o material mais flexvel. Nesse casoem particular, sob a temperatura de 90oC, seria razo-vel supor-se que, logo nos primeiros minutos, os gr-nulos tenham sofrido um inchamento significativo.Como o material no ofereceu resistncia aos rotores,o torque desenvolvido durante o processamento ten-deu a um valor muito baixo.

    As curvas de torque mostraram tambm que apsum primeiro pico, o torque tendeu a zero, com algumasoscilaes. Esse perfil no sofreu modificao no de-correr de 1h de processamento. As oscilaes no valordo torque podem ser resultantes da formao de aglo-merados em determinados pontos da cmara. No en-tanto, conforme apresentado na Figura 3b, aps o picode compactao, a temperatura permaneceu constanteao longo de todo o processamento. Considerando umaoutra hiptese, devido ao seu estado borrachoso, a pastapoderia estar alternadamente aderida e solta dos rotorese das paredes do misturador, o que acarretaria um au-mento e, em seguida, um decrscimo da resistncia rotao.

    3.2 Viscosidade de pasta

    O uso do RVA recomendado para o estudo do com-portamento de pasta, uma vez que requer uma peque-na quantidade de amostra e curto perodo de tempo deanlise [24]. Os resultados obtidos por meio do RVAfornecem informaes sobre o grau de degradao doamido, a gelificao e o inchamento [22].

    Conforme citado anteriormente, aps o processa-mento em cmara de mistura, as amostras com teoresiniciais de gua menores do que 30% (p/p) foram obti-das sob a forma de p, enquanto que as demais se apre-sentaram sob a forma de uma massa mida. Assim, amoagem foi realizada com o intuito de padronizar amorfologia das amostras processadas, uma vez que asanlises de RVA podem ser influenciadas pela distri-buio de tamanho das partculas e pela forma dos aglo-merados [2]. Como o tratamento de moagem pode indu-zir a converso fsica dos grnulos de amido, o queresulta em mudana de propriedades similar gelati-nizao [16], o mesmo procedimento de moagem foiadotado para todas as amostras processadas, indepen-dentemente do aspecto morfolgico do produto final.

    Na Figura 4, podem ser comparados os perfis dadospelas medidas no RVA para amido de milho granularmodo e para as amostras processadas em cmara demistura a 20rpm (a) e 40rpm (b). As curvas de amido demilho granular no exibem viscosidade inicial a frio(25C). O aumento da temperatura leva gelatinizaodo amido, o que provoca o aumento abrupto da viscosi-dade em funo da presena das molculas de amiloseliberadas para a suspenso e dos grnulos de amidoinchados. Com a continuidade do experimento a 95oC, aqueda da viscosidade pode ser atribuda ao alinhamen-to das molculas de amilose sob cisalhamento. Com adiminuio da temperatura, observa-se um novo aumen-to na viscosidade (setback) devido gelificao e retro-gradao das molculas de amilose. A viscosidade a 95oCdas amostras processadas foi menor do que a do amidode milho granular, muito provavelmente devido degra-dao parcial do amido durante o processamento. O au-mento do teor de gua contribuiu para a menor degra-dao do amido e para uma maior viscosidade a 95oC eaps o resfriamento, o que confirma os dados obtidos apartir das curvas do remetro de torque (Figura 3).

    (a)

    100rpm

    80rpm

    40rpm

    20rpm

    (b)

    80rpm

    20rpm

    40rpm

    100rpm

  • Cinc. Tecnol. Aliment., Campinas, 24(2): 303-310, abr.-jun. 2004 307

    Processamento de amido de milho em cmara de mistura, Andrade, et al.

    FIGURA 4. Perfil de RVA para amido de milho granularmodo e para as amostras processadas a 20rpm (a) e 40rpm(b) com diferentes propores de gua.

    Os resultados da Figura 4 mostram tambm que asamostras com adio de 10% (p/p) de gua apresenta-ram viscosidade a frio (25C) mais elevada do que asdemais amostras (20 e 30% p/p de gua). WHALEN etal. [25] utilizaram perfis de RVA para avaliar o efeitodas condies de extruso do amido de milho e verifi-caram que a diminuio no teor de gua durante o pro-cessamento acarreta um maior grau de degradao doamido e o aumento na viscosidade a frio (25C). A vis-cosidade a frio foi relacionada presena de grnulosde amido altamente inchados, que permaneceriam in-solveis na suspenso, de amilose e amilopectina demassa molar elevada ou presena de dextrinas [25].No presente caso, parece mais razovel explicar os re-sultados diferenciados das viscosidades a baixa tem-peratura em relao aos dados fornecidos pelas curvasde torque. Com 10% (p/p) de gua, o processo de fusopredomina (em relao gelatinizao) e acarreta aquebra dos grnulos, associada degradao das ma-cromolculas. O mximo de degradao foi observadono processamento sob todas as rotaes (Figura 2). Asviscosidades a frio mais elevadas parecem indicar queo processamento favoreceu a quebra de grnulos; coma quebra, as macromolculas constituintes do amidoso mais facilmente liberadas para a suspenso, e pas-sam a contribuir para a viscosidade, mesmo a tempera-turas mais baixas. Com o aumento da temperatura

    (95C) durante a anlise, observa-se o decrscimo da vis-cosidade para as amostras com 10% (p/p) de gua. Nes-ses casos, sem a presena extensiva de grnulos intactos,a gelatinizao no mais observada nas curvas de RVA.A degradao ocorrida durante o processamento pode serverificada pela viscosidade mais baixa (rede tridimensio-nal do gel mais fraca) aps o resfriamento.

    Nas amostras com 20 e 30% (p/p) de gua no seobserva viscosidade a 25C, o que indica a presena deuma grande quantidade de grnulos intactos. Sob es-sas condies, o amido granular residual no sofreriagelatinizao. No entanto, a 95C, essas amostras apre-sentaram viscosidade mais prxima s amostras deamido de milho granular no processado. Pode-se dizerque, sob aquecimento, o amido granular residual so-freu gelatinizao, j que para a anlise no RVA as quan-tidades de gua e de calor fornecidas ao sistema foramrazoavelmente elevadas.

    FIGURA 5. Perfil de RVA para amido de milho granularmodo e para as amostras processadas a 80rpm (a) e100rpm (b) com diferentes propores de gua.

    A Figura 5 mostra perfis de RVA para o amido gra-nular e para as amostras processadas em cmara demistura a 80rpm (a) e a 100rpm (b). O amido de milhogranular e o processado com 30% (p/p) de gua manti-veram perfis semelhantes aos observados anteriormen-te (Figura 4). interessante notar que os mximos cor-respondentes gelatinizao, nesses casos em que arotao foi mais elevada, ocorrem mais cedo para o amidoprocessado.

    (a)

    (b)

    (a)

    (b)

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    Para o amido processado com 10% (p/p) de gua, osresultados de RVA tambm se assemelham queles dis-cutidos anteriormente (Figura 4). No entanto, quando agua foi adicionada a 20% (p/p), foi observado um com-portamento mais prximo amostra processada com10% (p/p) de gua. Nesses casos, pode-se verificar quesob rotaes mais elevadas, o processamento no slevou degradao (Figura 1), a qual tem efeito diretosobre a viscosidade do gel (viscosidade baixa a 25oC,aps o aquecimento seguido de resfriamento), como tam-bm quebra de grnulos, evidenciada pela viscosidademais elevada no incio do experimento, a 25oC, e pelaausncia do mximo correspondente gelatinizao.

    3.3 Microscopia

    Na Figura 6, so apresentadas micrografias pticassob luz polarizada da superfcie das misturas com pro-poro de gua de 10% (a, b), 20% (c, d) e 30% (e, f) apso processamento a 40rpm (a, c, e) e 100rpm (b, d, f) emoagem.

    Nas micrografias das amostras com 30% de gua(Figuras 6e e 6f), podem ser identificadas estruturasbirrefringentes, denominadas cruzes de Malta (indica-das por setas), independentemente da velocidade derotao utilizada no processamento. Essas estruturasso caractersticas dos grnulos de amido, no fundi-dos, e so visveis sob luz polarizada devido ao altograu de organizao supramolecular dos grnulos. Essaobservao corrobora os resultados obtidos no remetro

    FIGURA 6. Micrografias pticas sob luz polarizada da superfcie das misturas com proporo de gua de 10% (a, b), 20% (c,d) e 30% (e, f) aps o processamento a 40rpm (a, c, e) e 100rpm (b, d, f).

    (a)

    (c)

    (e)

    (b)

    (d)

    (f)

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    de torque (Figura 3) e no RVA (Figuras 4 e 5), os quaismostram que em presena de teores de gua mais ele-vados, o grau de degradao do amido reduzido signi-ficativamente.

    A premissa de que o aumento do torque aps umperodo de estabilidade pode estar relacionado degra-dao do material pode ser confirmada pelas microgra-fias das misturas amido/gua 90:10% (p/p), processa-das a 40 e a 100rpm (Figuras 6a e 6b); grnulos intactosno so observados na superfcie dessas amostras. Acomparao desses resultados com os perfis de RVA,apresentados nas Figuras 4 e 5, permite que se reafir-me que, nessas condies, ocorreu a fuso parcial doamido e que o produto final modo constitudo porgrnulos intactos em quantidade muito pequena e porfragmentos de grnulos.

    Nas misturas com 20% de gua (Figuras 6c e 6d), ascruzes de Malta (indicadas por setas) s foram visuali-zadas nas amostras processadas a velocidades maisbaixas (Figura 6c). As micrografias tambm corroboramos resultados obtidos a partir das curvas de torque (Fi-gura 1) e dos perfis de RVA (Figuras 4 e 5).

    Alm das cruzes de Malta, o contorno dos fragmen-tos das amostras pode ser claramente visualizado sobluz polarizada. Este fato pode ser um indcio do grau decristalinidade das amostras. Esta cristalinidade podeestar relacionada ordenao do tipo B, decorrente daretrogradao das molculas de amilose durante os pro-cessos de secagem e/ou moagem; cristalinidade do tipoV, decorrente da formao de complexos entre lipdiose amilose e/ou do tipo Eh, relacionado cristalizaodo complexo amilose-amilopectina a partir de fundidoscom baixo teor de umidade [21].

    4 CONCLUSES

    No processamento de materiais amilceos, algu-mas condies como o teor de gua utilizado e a veloci-dade de rotao empregada exercem influncia signifi-cativa sobre as caractersticas do produto final. O usoda cmara de mistura acoplada ao remetro de torquecomo ferramenta auxiliar na determinao do compor-tamento de fluxo do material mostrou ser vantajosacomo teste preliminar de definio dos parmetros deextruso. A utilizao das tcnicas de RVA e de mi-croscopia ptica como anlises complementares ao pro-cessamento em cmara de mistura foi eficiente paracomprovar as respostas fornecidas por meio das curvasde torque.

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    6 AGRADECIMENTOS

    Os autores agradecem ao CNPq pelo apoio finan-ceiro e Coladesi Indstrias Qumicas Ltda. por teremgentilmente cedido o amido de milho utilizado nestesexperimentos.

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