Caracterização físico-química, dielétrica e reológica de amido de mandioca modificado por hidrocolóides, micro-ondas e pela combinação desses tratamentos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-30092024-114851/ |
Resumo: | Embora o amido de mandioca represente um ingrediente de alto potencial para as indústrias alimentícia, farmacêutica e várias outras, na forma nativa é inadequado para a maioria dos processos e aplicações industriais. Os métodos de modificação são uma alternativa para eliminar as limitações do amido nativo, pois podem ser capazes de alterar as propriedades do amido, melhorar sua funcionalidade e ampliar sua aplicabilidade. A utilização de métodos ecologicamente corretos para a modificação do amido, como a adição de produtos químicos naturais (hidrocolóides) e métodos físicos (micro-ondas) estão sendo mais explorados por pesquisadores, devido ao aumento da conscientização dos consumidores e da busca por produtos práticos e ao mesmo tempo saudáveis. Devido a esta demanda, a modificação simples e combinada do amido de mandioca com 2 tipos de hidrocolóides (guar e xantana), em diferentes tempos de irradiação por micro-ondas (4 e 6 minutos) e a elucidação do efeito desses tratamentos nas propriedades físico-químicas, dielétricas e reológicas foram os objetivos deste trabalho. Os resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que não houve degradação dos grânulos de amido após as modificações, sendo observada apenas uma maior aglomeração de grânulos com a adição de goma xantana e uma maior rugosidade da superfície do grânulo após o tratamento por micro-ondas. As modificações causaram um ligeiro escurecimento do amido (maiores valores de b* e ΔE* para SX6), porém abaixo do limite de detecção do olho humano, sendo que, em geral, o amido modificado apresentou cor clara, elevada brancura (WI ~ 85%) e claridade de pasta (~82,85% amido modificado com hidrocolóides, 84,67% amido modificado com micro-ondas e ~89,15% após modificação combinada). A modificação combinada aumentou os diâmetros médios D[4,3], o poder de inchamento, a capacidade de retenção de óleo, a viscosidade e, reduziu as temperaturas de gelatinização (obtidas das análises de DSC e varredura de temperatura) e de pasta do amido. As propriedades dielétricas ε, ε e Dp do amido em pó foram menores para as amostras modificadas pelo método combinado. Um acréscimo relativo em ε foi observado para o gel de amido modificado duplamente, enquanto ε e Dp não alteraram de forma significativa. A redução das propriedades de pasta e de tan δ e, o aumento dos módulos viscoelásticos (G\' e G\'\') e da viscosidade foi mais significativo para a amostra S6. Diferenças estatísticas significativas no percentual total de amido hidrolisado foi observado para a amostra SG6 (28,85 ± 0,15%), portanto, a liberação de glicose é menor, representando um índice glicêmico baixo, o que é produtivo. Esses resultados sugerem que a modificação com hidrocolóides, micro-ondas ou pelos métodos combinados é capaz de alterar as propriedades do amido de mandioca, podendo conferir novas propriedades que atendem diferentes e específicas demandas das indústrias e processos produtivos. |
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Caracterização físico-química, dielétrica e reológica de amido de mandioca modificado por hidrocolóides, micro-ondas e pela combinação desses tratamentosPhysicochemical, dielectric and rheological characterization of cassava starch modified with hydrocolloids, microwave and the combination of these treatmentsAmido de mandiocaCassava starchDielectric propertiesHidrocolóidesHydrocolloidsMicro-ondasMicrowaveModificação físicaPhysical modificationPropriedades dielétricasEmbora o amido de mandioca represente um ingrediente de alto potencial para as indústrias alimentícia, farmacêutica e várias outras, na forma nativa é inadequado para a maioria dos processos e aplicações industriais. Os métodos de modificação são uma alternativa para eliminar as limitações do amido nativo, pois podem ser capazes de alterar as propriedades do amido, melhorar sua funcionalidade e ampliar sua aplicabilidade. A utilização de métodos ecologicamente corretos para a modificação do amido, como a adição de produtos químicos naturais (hidrocolóides) e métodos físicos (micro-ondas) estão sendo mais explorados por pesquisadores, devido ao aumento da conscientização dos consumidores e da busca por produtos práticos e ao mesmo tempo saudáveis. Devido a esta demanda, a modificação simples e combinada do amido de mandioca com 2 tipos de hidrocolóides (guar e xantana), em diferentes tempos de irradiação por micro-ondas (4 e 6 minutos) e a elucidação do efeito desses tratamentos nas propriedades físico-químicas, dielétricas e reológicas foram os objetivos deste trabalho. Os resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que não houve degradação dos grânulos de amido após as modificações, sendo observada apenas uma maior aglomeração de grânulos com a adição de goma xantana e uma maior rugosidade da superfície do grânulo após o tratamento por micro-ondas. As modificações causaram um ligeiro escurecimento do amido (maiores valores de b* e ΔE* para SX6), porém abaixo do limite de detecção do olho humano, sendo que, em geral, o amido modificado apresentou cor clara, elevada brancura (WI ~ 85%) e claridade de pasta (~82,85% amido modificado com hidrocolóides, 84,67% amido modificado com micro-ondas e ~89,15% após modificação combinada). A modificação combinada aumentou os diâmetros médios D[4,3], o poder de inchamento, a capacidade de retenção de óleo, a viscosidade e, reduziu as temperaturas de gelatinização (obtidas das análises de DSC e varredura de temperatura) e de pasta do amido. As propriedades dielétricas ε, ε e Dp do amido em pó foram menores para as amostras modificadas pelo método combinado. Um acréscimo relativo em ε foi observado para o gel de amido modificado duplamente, enquanto ε e Dp não alteraram de forma significativa. A redução das propriedades de pasta e de tan δ e, o aumento dos módulos viscoelásticos (G\' e G\'\') e da viscosidade foi mais significativo para a amostra S6. Diferenças estatísticas significativas no percentual total de amido hidrolisado foi observado para a amostra SG6 (28,85 ± 0,15%), portanto, a liberação de glicose é menor, representando um índice glicêmico baixo, o que é produtivo. Esses resultados sugerem que a modificação com hidrocolóides, micro-ondas ou pelos métodos combinados é capaz de alterar as propriedades do amido de mandioca, podendo conferir novas propriedades que atendem diferentes e específicas demandas das indústrias e processos produtivos.While cassava starch represents a highly promising ingredient for the food, pharmaceutical and various other industries, in native form, it is unsuitable for most industrial processes and applications. Modification methods offer an alternative to overcome the limitations of native starch, as they can potentially alter starch properties, enhance its functionality, and broaden its applicability. The use of environmentally friendly methods for starch modification, such as the addition of natural chemicals (hydrocolloids) and physical methods (microwaves), is gaining more attention from researchers due to increasing consumer awareness and the pursuit of practical yet healthy products. In response to this demand, the objectives of this study were to modify cassava starch simple and in combination with two types of hydrocolloids (guar and xanthan) using different microwave irradiation times (4 and 6 minutes) and elucidate the effects of these treatments on physicochemical, dielectric, and rheological properties. Scanning electron microscopy (SEM) results showed no degradation of starch granules after modifications, with only increased granule aggregation observed with the addition of xanthan gum and increased granule surface roughness after microwave treatment. The modifications caused a slight darkening of the starch (higher b* and ΔE* values for SX6), although below the human eye\'s detection limit. Generally, modified starch exhibited a light color, high whiteness (WI ~ 85%), and paste clarity (~82.85% for starch modified with hidrocolloids, 84.67% for starch modified with microwaves and ~89.15% after combination of these treatments). Combined modification increased the mean diameters D[4,3], swelling power, oil-holding capacity, viscosity, and reduced starch gelatinization (obtained from DSC and temperature sweeps tests) and pasting temperatures. Dielectric properties ε\', ε\", and Dp of powdered starch were lower for samples modified by the combined method. A relative increase in ε\' was observed for the dual modified starch gel, while ε\" and Dp did not change significantly. Reduction in paste properties and tan δ and an increase in viscoelastic moduli (G\' and G\'\') and viscosity were more significant for sample S6. Significant statistical differences in the total percentage of hydrolyzed starch were observed for sample SG6 (28.85 ± 0.15%), indicating lower glucose release and a low glycemic index, which is beneficial. These results suggest that modification with hydrocolloids, microwaves or a combination of methods can alter cassava starch properties, potentially providing new properties to meet various specific demands of industries and production processes.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMoraes, Izabel Cristina FreitasCremasco, Paula Figueiredo Matheus2023-10-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-30092024-114851/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-09-30T16:29:02Zoai:teses.usp.br:tde-30092024-114851Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-09-30T16:29:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Embora o amido de mandioca represente um ingrediente de alto potencial para as indústrias alimentícia, farmacêutica e várias outras, na forma nativa é inadequado para a maioria dos processos e aplicações industriais. Os métodos de modificação são uma alternativa para eliminar as limitações do amido nativo, pois podem ser capazes de alterar as propriedades do amido, melhorar sua funcionalidade e ampliar sua aplicabilidade. A utilização de métodos ecologicamente corretos para a modificação do amido, como a adição de produtos químicos naturais (hidrocolóides) e métodos físicos (micro-ondas) estão sendo mais explorados por pesquisadores, devido ao aumento da conscientização dos consumidores e da busca por produtos práticos e ao mesmo tempo saudáveis. Devido a esta demanda, a modificação simples e combinada do amido de mandioca com 2 tipos de hidrocolóides (guar e xantana), em diferentes tempos de irradiação por micro-ondas (4 e 6 minutos) e a elucidação do efeito desses tratamentos nas propriedades físico-químicas, dielétricas e reológicas foram os objetivos deste trabalho. Os resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que não houve degradação dos grânulos de amido após as modificações, sendo observada apenas uma maior aglomeração de grânulos com a adição de goma xantana e uma maior rugosidade da superfície do grânulo após o tratamento por micro-ondas. As modificações causaram um ligeiro escurecimento do amido (maiores valores de b* e ΔE* para SX6), porém abaixo do limite de detecção do olho humano, sendo que, em geral, o amido modificado apresentou cor clara, elevada brancura (WI ~ 85%) e claridade de pasta (~82,85% amido modificado com hidrocolóides, 84,67% amido modificado com micro-ondas e ~89,15% após modificação combinada). A modificação combinada aumentou os diâmetros médios D[4,3], o poder de inchamento, a capacidade de retenção de óleo, a viscosidade e, reduziu as temperaturas de gelatinização (obtidas das análises de DSC e varredura de temperatura) e de pasta do amido. As propriedades dielétricas ε, ε e Dp do amido em pó foram menores para as amostras modificadas pelo método combinado. Um acréscimo relativo em ε foi observado para o gel de amido modificado duplamente, enquanto ε e Dp não alteraram de forma significativa. A redução das propriedades de pasta e de tan δ e, o aumento dos módulos viscoelásticos (G\' e G\'\') e da viscosidade foi mais significativo para a amostra S6. Diferenças estatísticas significativas no percentual total de amido hidrolisado foi observado para a amostra SG6 (28,85 ± 0,15%), portanto, a liberação de glicose é menor, representando um índice glicêmico baixo, o que é produtivo. Esses resultados sugerem que a modificação com hidrocolóides, micro-ondas ou pelos métodos combinados é capaz de alterar as propriedades do amido de mandioca, podendo conferir novas propriedades que atendem diferentes e específicas demandas das indústrias e processos produtivos. |
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