Caracterização da estrutura fina do amido de sementes de Araucaria angustifolia (Bertoloni) Otto Kuntze (Pinhão) e produção de extrusados

Orientadora : Profª Drª Agnes de Paula ScheerCoorientador : Prof. Dr. Ivo Mottin DemiateTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 31/08/2016Inclui referências : f. 136-154Resumo: A Araucaria angustifolia é uma planta gimnosperma conhecida como pinheiro do Paraná ou simplesmente Araucária, cujas sementes popularmente apreciadas e consumidas na América do Sul são conhecidas por pinhão. Tendo em vista o risco de extinção da espécie, uma das estratégias de incentivo à perpetuação ou à manutenção dessa espécie seria a agregação de valor ao pinhão a partir de sua industrialização. Neste contexto, um dos processos industriais que tem se mostrado eficiente na obtenção de produtos alimentícios é o cozimento por extrusão, principalmente no processamento de matérias-primas amiláceas como é o caso do pinhão. Este trabalho teve como objetivo estudar a estrutura do amido de pinhão e a influência dos parâmetros de processo do processamento da farinha destas sementes por extrusão termoplástica. Amidos de pinhão de diferentes acessos e coletados em diferentes períodos foram extraídos, caracterizados, comparados, e suas estruturas e propriedades funcionais foram correlacionadas. Este estudo incluiu a determinação de teor de amilose aparente, massa molar (Mw) e raio de giro (Rz) da amilopectina utilizando HPSEC-MALLS-RI, fracionamento por cromatografia de permeação em gel (GPC), caracterização dos comprimentos e distribuição das cadeias ramificadas de amilopectina por eletroforese capilar de fluorescência assistida (FACE), propriedades térmicas, viscoamilográficas, de digestibilidade in vitro, de gelatinização e retrogradação, solubilidade, poder de inchamento e claridade de pasta. A farinha das sementes foi processada em uma extrusora de parafuso único variando-se o teor de umidade, a velocidade de rotação do parafuso e a temperatura da terceira zona de aquecimento, obtendo-se extrusados expandidos. As propriedades funcionais analisadas nos produtos foram: índices de expansão, textura instrumental, cor, hidratação, viscoamilográficas e digestibilidade in vitro. Além disso, esses produtos na forma de biscoitos foram avaliados sensorialmente quanto à aceitação. Os resultados mostraram que o amido de pinhão é formado em média por 22 % de amilose, possui maiores proporções de cadeias de amilopectina médias curtas (DP 13-24), possui massa molar média de 3,37.108 g.mol-1, raio de giro de 276,7 nm, e ainda, apresenta uma quantidade considerável de amido lentamente digerido (ALD) e amido resistente (AR). As diferenças apresentadas entre as amostras de amido de pinhão tanto nas propriedades estruturais quanto nas funcionais são decorrentes da proveniência, por serem de diferentes acessos, e não por serem colhidos em períodos distintos. As condições operacionais de extrusão afetaram significativamente os índices de expansão (IES e IEV), os parâmetros de textura (Fsr, Fc, Wc) e as características de cor (L, a*, b* e ?E) dos produtos expandidos. A umidade da matéria-prima para extrusão foi o que exerceu efeito mais pronunciado sobre os parâmetros analisados. Os biscoitos extrusados apresentaram boa aceitação pelos consumidores. As amostras mais bem aceitas pelos consumidores foram as que apresentaram maior índice de expansão e crocância. Este estudo torna-se útil para um maior entendimento da estrutura e aplicação do pinhão no desenvolvimento de novos produtos, tornando-o atrativo para a comercialização industrial. Palavras-chave: Pinheiro do Paraná. Semente. Amido. Extrusão termoplástica. Snacks.Abstract: Araucaria angustifolia is a gymnosperm plant known as Parana pine or simply Araucaria whose seeds popularly appreciated and consumed in South America are known as pinhão. In view of the risk of species extinction, one of the perpetuation and incentive strategies or maintenance of this species would be to add value to the pinhão from its industrialization. In this context, extrusion cooking is a potential alternative for preparing extrudates of pinhão as a food product, mostly on processing of amylaceous raw materials such is the case of pinhão. This work aimed to study the structure of pinhão starch and influence of process parameters on extrusion of flour from these seeds. Pinhão starches from different accessions and collected at different times were extracted, characterized, compared and their structure features and functional properties were correlated. This study included amylose content, molecular weight (Mw) and gyration radius of amylopectin by using HPSEC-MALLS-RI, fractionation by gel permeation chromatography (GPC), amylopectin branch chain-length distribution by fluorophore-assisted capillary electrophoresis (FACE), thermal and pasting properties, in vitro digestibility, gelatinization and retrogradation, solubility, swelling power and paste clarity. Brazilian pine seeds flour was processed in a single screw extruder varying the moisture content, screw speed and temperature at third zone, obtaining expanded extrudates. The functional properties of the products were analyzed: the expansion index, instrumental texture, color, hydration, viscoamylographic properties and in vitro digestibility. In addition, these products on snacks form were investigated regarding the acceptance. Pinhão starches presented on average 22% of amylose, a higher proportion of amylopectin of medium-short branch-chains (DP 13-24), weightaverage molecular mass (Mw) of 3.0-3.9 x 108 g/mol, z-average radius of gyration (Rz) of 270-283 nm and also, pinhão starch has considerable levels of slowly digestible starch (SDS) and resistant starch (RS). The results showed that it was not the time to harvest that influenced significantly both the structural features as the functional properties to the pinhão starch, but because they come from different accessions. The extrusion operating conditions affected significantly the expansion and volumetric indexes (SEI and VEI), the texture (Fsr, Fc, Wc) and color parameters (L, a*, b* e ?E) of expanded products. The moisture content of raw material was what generated more pronounced effect on the parameters analyzed. Pinhão snacks sensorially analyzed were approved by the consumers. The samples more accepted by consumers were those with highest expansion index and crispness. This study is useful for a better understanding of the structure and implementation of the pinhão on development of new products, becoming it a food promising for industrial commercialization. Keywords: Brazilian pine seeds. Starch. Extrusion cooking. Snacks