Uso da farinha de folhas de mandioca no desenvolvimento

de produtos extrusados

Dra. Magali LeonelCentro de Raízes e Amidos Tropicais

UNESPmleonel@cerat.unesp.br

MANDIOCA NO MUNDO

-Está entre os cinco principais produtos alimentares

Produção brasileira 2012

NorteÁrea plantada: 489,12 mil haProdução:7,6 milhões tRendimento: 15,53 t/ha

NordesteÁrea plantada: 738,4 mil haProdução: 7,92 milhões tRendimento: 10,73 t/ha

Centro-oesteÁrea plantada: 74,44 mil ha SudesteÁrea plantada: 74,44 mil haProdução: 1,29 milhões tRendimento: 17,31 t/ha

SudesteÁrea plantada: 139,48 mil haProdução: 2,55 milhões tRendimento: 18,32 t/ha

SulÁrea plantada: 292,08 mil haProdução: 5,99 milhões tRendimento: 20,50 t/ha

PRODUÇÃO DE MANDIOCA POR ESTADO - 2012

Raízes= 50% Caule e pecíolos= 40%

PLANTA DE MANDIOCA

Caule e pecíolos= 40%Folhas= 10%

FOLHAS DE MANDIOCA

PRODUÇÃO MUNDIAL=ÁFRICA

Do Senegal aoMoçambique existe oconsumo das folhas demandioca par aalimentação humanaalimentação humana

Produção em crescimento contínuo1994: 39 mil toneladas2012: 85 mil toneladas

COMPOSIÇÃO NUTRICIONAL

Vitamina C 43,64 a 257,64mg/100g

Proteína: 20,77 a 35,9 g/100g MS Não é deficiente em nenhum dos

aminoácidos essenciais

Extrato etéreo 3,30 a 16,0g/100g

Fibras 26,5 a 35,40g/100g

Cinzas 4,62 a 8,30g/100g

beta-caroteno 14,09 a 137,38mg/100g

Mg 0,16 a 0,35mg/kg

Fe 105,77 a 225,6mg/kg

Mn 50,30 a 333,69mg/kg

Zn 4,05 a 91,89mg/kg

Fontes: MADRUGA & CÂMARA, 2000; MELO, 2005; ORTEGA-FLORES et al., 2003; RAVINDRAN & RAVINDRAN, 1988; WOBETO, 2003.

TOXICIDADE E

FATORES ANTI-NUTRICIONAIS

O termo anti-nutricional implica em substância comcapacidade de alterar as possibilidades de aproveitamentodos nutrientes contidos nos alimentos, os tornandoindisponíveis ao organismo.

cianeto, polifenóis, nitrato, ácido oxálico, saponinas,hemaglutinina e inibidores de tripsina

Folha de mandioca - forma de secagem, a idade daplanta e a própria cultivar têm grande influência tantosobre os teores de nutrientes quanto no de anti-nutrientes

OBTENÇÃO DE FOLHAS DE MANDIOCA

-Estudos para determinar práticas culturais para maior produção de folhas demandioca e formas de processamento

-Poda da parte aérea: variedade, época de plantio, densidade populacional,época e altura da poda e a época da colheita após a poda, devem serconsiderados por interferirem no efeito da poda e influenciarem a produção deraízes.

-A poda deve ser realizada no período de repouso fisiológico, antes do início dosegundo ciclo vegetativosegundo ciclo vegetativo

-Informações: AGUIAR, E.B. http://www.pg.fca.unesp.br/Teses/PDFs/Arq0626.pdf

EXTRUSÃOEXTRUSÃO

Processo de extrusão

• Tecnologia que teve origem na indústria deplásticos

• Extrusão em alimentos (1935)- pastaalimentíciaalimentícia

• Extrusor: reator de fluxo contínuo quetrabalha a altas temperaturas e pressões emcombinação com a força de cisalhamento

Vantagens do processo de extrusão

�Versatilidade

�Alta produtividade

�Baixo custo

�Produtos de formas variadas�Produtos de formas variadas

�Alta qualidade por evitar perdas de nutrientes

�Não gera efluentes

EQUIPAMENTO

O extrusor é constituído de: alimentador, pré-condicionador,

parafuso (um ou dois), cilindro encamisado, matriz e sistema de

corte

CILINDRO ou CAMISAO cilindro nos extrusores de cozimento é ranhurado nasua parte interna, evitando o deslizamento da massa,aumentando assim, a taxa de cisalhamento.

No processamento de massasalimentícias deve ser liso para diminuir ocisalhamento e evitar a expansão

PARAFUSO OU ROSCA

O parafuso é a parte central e principal doequipamento e sua geometria influenciagrandemente o processo. Está dividido emtrêszonas (alimentação, transição e alta pressão)

CLASSIFICAÇÃO DOS EXTRUSORES

� EXTRUSORES MONO ROSCA

� Extrusores de massas alimentícias (extrusão úmida): caracterizados pelo

parafuso de hélice profunda, barril liso e baixa rotação do parafuso

� Extrusores de baixo cisalhamento: alta compressão, barril ranhurado (ração

animal de baixa umidade)animal de baixa umidade)

• Extrusores “collet”: parafuso curto, hélice rasa, barril ranhurado, elevadas

temperaturas. Produtos expandidos e crocantes(grit de milho) (L/D = 3:1)

• Extrusores de alto cisalhamento: foram desenvolvidos para processar uma

série de produtos pré-cozidos, pré-gelatinizados, nos quais os principais

componentes são reestruturados (pet foods, cereais, snacks, farinhas

instantâneas)

� (L/D)= 15 a 20:1

� Controle das condições desejáveis no processamento

EXTRUSORES DE DUPLA ROSCA

•Classificados de acordo com a direção de rotação dos

parafusos: co-rotativos e contra-rotativos

Co-rotativos

-Mais utilizados pelas indústrias alimentícias;

-Roscas giram na mesma velocidade e mesmo sentido;sentido;

-Roscas entrelaçadas (+ comum, alto cisalhamento) e não entrelaçadas

Contra-rotacionais

-Operam em ambos os eixos, com rotação oposta

-Atuam com bomba simples de deslocamento com baixo cisalhamento

VANTAGENS DOS EXTRUSORES DUPLA-ROSCA

-MAIOR VERSATILIDADE DE OPERAÇÃO

-CAPACIDADE DE PROCESSAR PRODUTOS COM ALTO TEOR DE ÓLEO,

AÇÚCAR E UMIDADEAÇÚCAR E UMIDADE

Dupla rosca= 20% gordura, 40% de açúcares e 90% de umidade

Mono rosca = 4% de gordura, 10% de açúcares e 30% de umidade

-CONTROLE DE PRESSÃO NO INTERIOR DO BARRIL

-MISTURAS DE TAMANHO DE PARTÍCULAS

SUB-MATRIZ E MATRIZ

A matriz tem duas funções moldar o produto noformato desejado e trabalhar como umredutor de fluxoaumentando a pressão nas zonas de cozimento doextrusor.

Fases da extrusão1) Zona de alimentação : hélice com

maior profundidade e passosmaiores, nesta zona não temcozimento, ocorre a mistura domaterial alimentado e opreenchimento dos espaços noparafuso para conduziruniformemente o material

2) Zona de transição oucompressão : zona onde omaterial é compactado econvertido de massa fluidaconvertido de massa fluidagranular até uma massarelativamente uniforme e plástica.A pressão, taxa de cisalhamento etemperatura aumentam nestaseção.

3) Zona de alta pressão:Geralmente zona de mais altatemperatura. O parufusocomprime e mistura o produtopara sair homogêneo. A rápidasaída para temperatura ambientee a queda da pressão causam aevaporação da água e aexpansão do produto.

Controle do processo

O controle do processo é complicado devido á�O controle do processo é complicado devido ánatureza complexa dos alimentos e asinúmeras variáveis envolvidas

�Variáveis independentes: controlam�Variáveis independentes: controlamdiretamente os atributos de qualidade doproduto

�Variáveis dependentes: ou repostas, mudamcomo conseqüência das variáveisindependentes

Variáveis independentes

�Ingredientes alimentares

�Umidade da matéria-prima

�Geometria do parafuso

�Configuração da matriz�Configuração da matriz

�Velocidade do parafuso

�Temperaturas nas zonas de extrusão

�Pré-condicionamento (pré-cozimento com vapor)

�Taxa de alimentação

VARIÁVEIS DEPENDENTES

�Umidade final (vida de prateleira e estabilidade)

�Expansão (volume, tamanho, forma)

�Solubilidade (aderência, coesão)

�Absorção (de água, leite, gordura)�Absorção (de água, leite, gordura)

�Cor (claridade)

�Sabor

�Densidade

�textura

FARINHA DE FOLHAS DE MANDIOCA

FARINHA DE MANDIOCA

FÉCULA DE MANDIOCA

MATÉRIAS-PRIMAS

POLVILHO AZEDO

Preparo da farinha de folhas de mandioca

OBJETIVOS

Desenvolver produtos de preparorápido com consideráveis teores defibras e proteína de mandioca

Desenvolver snacks de mandioca

ENSAIOS EXPERIMENTAIS

VARIÁVEIS INDEPENDENTES:

% de farinha de folhas em mistura com cada derivado da mandioca

Umidade das misturas

Rotação da rosca

Temperatura de extrusão

Configuração do equipamento

FARINHA DE FOLHAS E AMIDO DE MANDIOCA

Snacks: Produtos com elevada expansão,baixa densidade, crocantes e de cor clara

Farinha de folhas: 10%

Temperatura de extrusão: 100ºCTemperatura de extrusão: 100ºC

Rotação da rosca: 255 rpm

Umidade: 14%

Publicação disponível em: http://www.uel.br/revistas/uel/index.php/semagrarias/article/view/14781/pdf_234

FARINHA DE FOLHAS E FARINHA DE MANDIOCA SECA FINA

• SNACKS

Umidade (12 %)Umidade (12 %)

Farinha de folhas de mandioca (4%)

temperatura de extrusão (100 º C)

rotação da rosca (230rpm)

PRODUTOS DE PREPARO RÁPIDOCaracterísticas desejadas:-Viscosidade a frio-Elevado índice de absorção de água

Condições operacionais: Umidade , farinha de folhas, temperatura e rotação: intermediárias (25%, 4,5%, 80oC, 2003rpm)

PRODUTOS INFANTIS E PARA DIETAS ESPECIAIS

Característica desejada: Baixa viscosidade final

Condições operacionais:Baixa temperatura (70oC)Baixa rotação (190 rpm)Umidade e farinha de folhas intermediárias (25% e 4,5%)

Publicação disponível em: http://www.uel.br/revistas/uel/index.php/semagraria/uel/index.php/semagrarias/article/view/14781/pdf_234

“Não posso imaginar que uma vida sem

trabalho seja capaz de trazer qualquertrabalho seja capaz de trazer qualquer

espécie de conforto. A imaginação criadora e

o trabalho para mim andam de mãos dadas;

não retiro prazer de nenhuma outra coisa.”

Sigmund Freud