Modificação química de amido de mandioca e aplicação em emulsão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

No presente trabalho, objetivou-se avaliar os efeitos de parâmetros variáveis na fosfatação do amido nativo de mandioca sobre as propriedades físicas dos amidos modificados e avaliar o uso do amido fosfatado na produção de emulsão tipo maionese. O amido de mandioca nativo e o amido de milho comercial foram analisados quanto à composição físico-química, amilose aparente, difração por raios-X e cristalinidade relativa, morfologia geral, tamanho e distribuição dos grânulos, poder de inchamento e solubilidade, propriedades de pasta e térmicas. O amido de mandioca nativo foi fosfatado pela mistura de fosfato de sódio monobásico anidro (NaH2PO4) e fosfato de sódio dibásico anidro (Na2HPO4) totalizando sete tratamentos com diferentes quantidades em mol de fosfato. Todas as análises realizadas nos amidos de mandioca nativo e no amido de milho comercial foram também realizadas nos amidos fosfatados de mandioca, com exceção da composição físico-química. Além dessas análises, os amidos fosfatados foram analisados quanto ao teor de fósforo e grau de substituição (DS). Foram realizados testes de aplicação do amido de milho comercial (P), amido nativo de mandioca (T1) e dos amidos de mandioca fosfatados (T2 e T3) em maioneses com 30 % (m/m) de óleo. As maioneses foram submetidas às análises de pH, acidez titulável, textura, estabilidade da emulsão, microscopia óptica e análise sensorial. Nos amidos de mandioca nativo e milho comercial foram observadas diferenças significativas tanto na composição físico-química, quanto na caracterização morfológica, estrutural e física. Nos amidos modificados houve aumento nos teores de fósforo e no DS com o aumento das concentrações de fosfato, sendo que nas maiores concentrações testadas os valores finais ultrapassaram o permitido pela legislação. O aumento das concentrações ocasionou aumento aproximado de 4 vezes no diâmetro médio e menor uniformidade dos grânulos, intensificando-se a partir da quinta concentração, ou seja, 5,20 milimol de fosfato g-1 de amido. No primeiro tratamento, ou quantidade em mol de fosfato igual a 0, o teor de amilose aparente era de 23,21 %, mas na maior concentração de fosfato esse valor teve uma diminuição aproximada de 12 vezes. A fosfatação provocou o rompimento das ligações de hidrogênio das duplas hélices de amilopectina, responsáveis pela formação dos cristais, reduzindo a cristalinidade relativa. O poder de inchamento e a solubilidade do amido aumentaram com o aumento das concentrações, assim como a viscosidade inicial a 25 °C. Houve redução nos picos, na quebra, na viscosidade final e na tendência à retrogradação. A adição de fosfato também reduziu as temperaturas de gelatinização e a variação da entalpia (ΔHgel), enquanto a porcentagem de retrogradação aumentou até a concentração estimada de 3,96 milimol de fosfato g-1 de amido, diminuindo com as próximas concentrações. As maioneses testadas com o amido de milho comercial (P), amido de mandioca nativo (T1) e amidos de mandioca fosfatados com teores de fósforo aceitáveis pela legislação para uso em alimentos (T2 e T3) apresentaram resultados de pH, acidez titulável e estabilidade da emulsão dentro do esperado. O amido de mandioca modificado T2 mostrou-se mais estável frente às forças mecânicas em relação aos demais amidos. O aumento das concentrações de fosfato reduziu a firmeza das maioneses, no entanto, todas foram bem aceitas na avaliação sensorial em todos os atributos, inclusive em relação à textura e à intenção de compra. O amido de mandioca fosfatado, obtido no presente trabalho, pode ser utilizado como substituinte do amido de milho comercial na produção de maionese, sendo o tratamento T2 (0,88 milimol de fosfato g-1 de amido) o mais recomendado.

This study aimed to evaluate the effects of the variable parameters of chemical modification of on the phosphating of cassava starch and the influence of this modification on the physical properties of the starch, as well as studying the application of the phosphate cassava starch in mayonnaise. The cassava starch and commercial corn starch were analyzed for physical-chemical composition, apparent amylose, diffraction X-rays, relative crystallinity, general morphology, size and distribution of the granules, swelling power and solubility, paste and thermal properties. Native cassava starch was phosphated by the mixture of anhydrous sodium monobasic phosphate (NaH2PO4) and anhydrous dibasic sodium phosphate (Na2HPO4), with a total of seven treatments with different amounts of mol phosphate. All analyzes performed on starches of cassava and commercial corn starches were also carried out in phosphate starch cassava, except for the physical and chemical composition. In addition to these analyzes, the phosphate starches were analyzed for phosphorus content and degree of substitution (DS). Tests of application were conducted with commercial corn starch (P), native cassava starch (T1) and phosphate cassava starches (T2 and T3) on mayonnaise with 30 % (w/w) of oil. The mayonnaises were analyzed for pH, titratable acidity, texture, emulsion stability, optical microscopy and sensory analysis. Significant differences in the physical and chemical composition as well as the morphological, structural and physical characteristics were observed between the starches of cassava and maize. The analysis of modified cassava starches showed that there was increase in phosphorus content and degree of substitution with increasing phosphate doses used, whereas in conditions of higher concentrations tested the final values of phosphorus in starches were greater than allowed by legislation. Increased concentrations led to an increase in about four times the average diameter of the starch granules and promoted a lower uniformity of the granules, intensifying from the fifth concentration or phosphate or 5.20 millimoles g-1 of starch. In the first treatment, or quantity in moles of phosphate 0, the apparent amylose content was 23.21 %, but in higher phosphate concentration, this value had an approximate decrease of twelve times. The phosphating caused the rupture of hydrogen bonds of amylopectin double helices, responsible for the formation of crystals, reducing the relative crystallinity. The swelling power of the starch and solubility increased with the increasing concentrations, and the initial viscosity at 25 °C (cold viscosity). There was a reduction in the peaks, breakdown, final viscosity and retrogradation tendency. The addition of phosphate also reduced gelatinisation temperatures and the variation of enthalpy (ΔHgel), while the percentage of retrogradation increased up to an estimated concentration of 3.96 millimoles phosphate g-1 of starch, decreasing with higher concentrations. The mayonnaise tested with commercial corn starch (P), starch native tapioca (T1) and phosphate cassava starch with phosphorus levels acceptable by law for food use (T2 and T3) showed pH results, titratable acidity and stability the emulsion as expected. The cassava modified starch T2 was more stable compared to the mechanical forces than the other starches. The increase in phosphate concentrations reduced the firmness of mayonnaise, however, all were well accepted in the sensory evaluation in all attributes, including with respect to texture and purchase intent. The tapioca starch phosphate obtained in the present study may be used as the substituent of commercial corn starch in the production of mayonnaise and the treatment T2 (0.88 millimoles phosphate g-1 of starch) as recommended.