Amidos crioulos: caracterização fundamental e influência de biopolímeros nas propriedades funcionais do amido

O trabalho apresentado nesta tese focou-se no estudo do amido, nomeadamente na avaliação das características físico-químicas, morfológicas, térmicas e reológicas do amido de seis variedades de milho crioulo, preservadas no estado de Santa Catarina (Brasil), com o intuito de contribuir para a valorização e preservação de variedades locais que são cultivadas em sistemas de produção orgânica, também conhecidas como variedades crioulas. Estas sementes são importantes quer para a preservação da biodiversidade quer para os pequenos produtores que as conservam e as produzem fazendo uso de uma agricultura sustentável e independente comercialmente. Para além da caracterização dos amidos crioulos foram também analisadas as alterações que ocorrem nos processos de gelatinização e retrogradação do amido quando realizados na presença de outros biopolímeros, nomeadamente a quitosana e galactomananas. No Capítulo I é apresentada uma breve revisão do conhecimento científico sobre o amido e sobre a quitosana e galactomananas, os outros biopolímeros utilizados. Igualmente é feita uma sucinta abordagem sobre as principais técnicas analíticas que foram utilizadas: reologia fundamental, calorimetria diferencial de varrimento, microscopia eletrónica de varrimento e espectroscopia de infravermelho médio. No capítulo II apresenta-se o isolamento dos amidos das seis variedades de milho crioulo e a sua caracterização junto com um amido comercial usado como modelo de comparação. Os amidos apresentaram genericamente características físicoquímicas semelhantes e o amido extraído das variedades crioulas MT e MPA 01 apresentaram menor temperatura de gelatinização e maior percentagem de retrogradação, respetivamente. Os efeitos da adição da quitosana e de três galactomananas (goma guar, goma de alfarroba e goma cassia) em sistemas mistos com o amido são analisados nos Capítulos III e IV respetivamente. A adição dos biopolímeros aos amidos resultou no aumento das temperaturas de gelatinização, na alteração da retrogradação do amido pelas galactomananas e na alteração das propriedades viscoeláticas dos géis formados. Os dados de infravermelho esclareceram que nos sistemas com quitosana, o amido formou complexos com o ácido acético usado para dissolver a quitosana e que esta por sua vez formou acetato de quitosana. O comportamento durante a gelatinização do amido comercial quando comparado com o amido do milho crioulo MPA na sua interação com as galactomananas é diferenciado.

The work presented in this thesis was focused on the starch study, namely the assessment of physicochemical, morphological, thermal and rheological characteristics from starch from six varieties of maize landrace, preserved in the state of Santa Catarina (Brazil) and contributing to the valorization and preservation of local varieties that are grown in organic production systems, also known as landraces. These seeds are important, both for the preservation of biodiversity and for the small producers who preserve and produce them, making use of sustainable agriculture being commercially independent. Besides to the characterization of landraces starches, were also analyzed the changes occurring in the process of gelatinization and retrogradation, when performed in the presence of other biopolymers, including chitosan and galactomannans. Chapter I is a brief review of the scientific knowledge on starch and on chitosan and galactomananns, the other biopolymers used. The main analytical techniques used, were also briefly described: fundamental rheology, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy and mid-infrared spectroscopy. Chapter II describes the isolation of the six varieties of maize landraces starch and their characterization together with a commercial starch used as comparison model. In general, starches have similar physico-chemical characteristics and starch extracted from landraces varieties MT and MPA 01 had lower gelatinization temperature and higher percentage of retrogradation, respectively. The effects of the addition of chitosan and three galactomannans (guar gum, locust bean gum and cassia gum) in mixed systems with starch are analyzed in Chapters III and IV respectively. The addition of the biopolymers to starches resulted in increased gelatinization temperature, changes in starch retrogradation (galactomannans) and changes in the viscoelastic properties of gels formed. Infrared spectra elucidated that in systems with chitosan, starch formed complexes with the acetic acid used to dissolve the chitosan and on the other side chitosan formed chitosan acetate. The commercial starch behaved during gelatinization differently when compared with the maize landrace starch MPA interacting with the galactomannans.

Doutoramento em Química