AMIDO DE MANDIOCA OXIDADO POR PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO COM PROPRIEDADE DE EXPANSÃO

O amido nativo possui características que limitam sua aplicação pelas indústrias. Dentre os amidos comerciais, o de mandioca é considerado abundante e econômico, por isso muitos estudos sobre a modificação deste vem sendo realizados, com o intuito de melhorar e aumentar sua aplicação. A oxidação é uma forma de modificação que proporciona amidos com baixa viscosidade de pasta e aumento da propriedade de expansão. A utilização de íons metálicos tem sido reportada por alguns autores para aumentar a eficiência do processo de oxidação, no entanto, a incorporação dos íons nos grânulos de amido também parece ocorrer. Outra forma de modificação que vem sendo estudada é a álcool-ácida, que pela utilização de álcool possibilita que menores concentrações de ácidos sejam utilizadas para se obter amidos com características diferenciadas. Visando melhorar e aperfeiçoar a oxidação de amidos, este estudo teve como objetivo principal investigar a interferência do pH, concentração de peróxido de hidrogênio, tempo de reação e averiguar a interação do grânulo de amido com íons metálicos no processo de oxidação.Testes preliminares foram realizados com o intuito de observar a influência dos íons de Cu (II) e Fe (II) na oxidação, bem como seus resíduos no produto final, por intermédio de análises instrumentais qualitativas e quantitativas, além de se investigara contribuição do pH e da concentração de peróxido de hidrogênio durante a oxidação. A partir dos testes preliminares um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) com 17 tratamentos sendo três pontos centrais foi utilizado para verificar a influência das variáveis pH (2,30 a 5,70),concentrações de H2O2 (0,5 a 5,5 %, v/m) (b.s) e tempos de reação (28 a 62 min). Duas metodologias foram utilizadas para a oxidação, uma utilizando água e outra utilizando metanol anidro como meio reacional, a fim de verificar o comportamento da reação de oxidação. O efeito das variáveis sobre as propriedades físico-químicas foi avaliado com emprego do Método de Superfície de Resposta. As amostras oxidadas com a utilização de íons metálicos apresentaram resíduos no amido oxidado, no entanto os resultados encontrados com a utilização de Fe(II) demonstraram maior propriedade de expansão e menores picos de viscosidade, sendo utilizado para todo o planejamento. Verificou-se, pela metodologia de superfície de resposta, que o pH, a concentração de peróxido de hidrogênio e o tempo de reação tiveram influência nas duas metodologias de oxidação e nas propriedades físicoquímicas do amido de mandioca. Porém o amido de mandioca oxidado em meio aquoso apresentou resultados superiores em relação as características físico-químicas, aos encontrados na oxidação em meio anidro. As melhores condições encontradas para oxidação em meio aquoso foi no ponto central (tratamentos 15,16 e 17) para as análises de propriedade de expansão, conteúdo de carboxilas e poder redutor; para sólidos solúveis 50 e 80 C foram nos tratamentos 4 e 13; poder de inchamento 50 e 80 C nos tratamentos 9 e 6;nos ciclos de congelamento e descongelamento o tratamento 5; propriedade de 7 pasta no tratamento 7. Para a oxidação em metanol anidro devido a falta de ajuste de diversos modelos, é difícil afirmar quais as melhores condições para o experimento, devendo essa metodologia ser estudada com diferentes variáveis, em diferentes alcoóis e amidos, para poder ser comparada diretamente com a oxidação tradicional que utiliza água.Native starches have characteristics that limit their application by industries. Among commercial starches, that extracted from cassava is considered abundant and economical and several studies considering its modification has been carried out with the aim of improving and enhancing industrial application.The oxidation is a form of modification that provides starches with low paste viscosity and increased expansion property. The use of metal ions has been reported by some authors to increase the efficiency of the oxidation process, but the incorporation of ions in starch granules also seems to occur. Another form of modification that is being studied is the acid-alcohol, due to the fact that alcoholic reaction medium allows the use of lower concentrations of acids. In order to improve and enhance the oxidation of starches, this study aimed to investigate the interference of pH, hydrogen peroxide concentration, reaction time and also the interaction of the starch granule with metal ions in the oxidation process. Preliminary tests were conducted for understanding the influence of Cu (II) and Fe (II) in starch oxidation, and their residues in the final product, through qualitative and quantitative instrumental analyses, besides being investigated contribution of pH and the concentration of hydrogen peroxide during the oxidation. From the preliminary tests a central composite rotatable design (CCRD) with 17 treatments and three central points was used to verify the influence of variables pH (2.30 to 5.70), H2O2 concentration (0.5 to 5.5 %, v/w, dry basis) and reaction time (28 to 62 min). Two methods were used for the oxidation, one using water and the other using anhydrous methanol as reaction medium in order to verify the behavior of the oxidation reaction. The effect of variables on the physicochemical properties was evaluated with use of Response Surface Method (RSM). The samples oxidized with the use of metal ions presented residues in the oxidized starch and the results with the use of Fe (II) showed a greater expansion and lower peak viscosity, being used for the entire planning. It was found by the RSM, that the pH, the concentration of hydrogen peroxide and the reaction time influenced the two methods of oxidation and the physicochemical properties of cassava starch. The cassava starch oxidized in aqueous media showed better results, regarding the physicochemical analyses, than those found in the oxidation in anhydrous medium. The best conditions found for oxidation in aqueous media were those of the central point (treatments 15,16 and 17) for the expansion property, carboxyl content and reducing power; for soluble solids at 50 and 80 C the best treatments were 4 and 13; for swelling power at 50 and 80 C treatments 9 and 6, whereas for cycles of freezing and thawing, the treatment 5; in the case of paste property, the most pronounced change occurred in the treatment 7.For anhydrous methanol oxidation due to lack of fit of different models, it is difficult to establish which were the best conditions for the experiment and this methodology should be studied considering other variables in different alcohols 9 and starches, so it can be directly compared with the traditional oxidation is aqueous medium