Development of expanded snacks made from corn and quinoa flours by a thermoplastic extrusion process

Resumo: Neste trabalho, foram desenvolvidos, pelo processo de extrusão termoplástica, salgadinhos expandidos à base de farinha de milho enriquecidos com a incorporação de farinha de quinoa, visando o aumento do valor nutricional. O milho é muito utilizado na fabricação de salgadinhos pelo fato de expandir com facilidade. A quinoa (Chenopodium quinoa) é um pseudocereal de importante potencial agronômico e alto valor nutricional, apresentando elevado teor de proteína, com expressivos níveis do aminoácido lisina. As matérias-primas foram caracterizadas quanto às propriedades físicas, químicas e nutricionais. Para verificar quais parâmetros influenciariam as propriedades dos salgadinhos expandidos, primeiramente foi realizado um delineamento fatorial fracionado 25-1, cujas variáveis independentes foram: (i) umidade inicial da amostra; (ii) teor de farinha de quinoa; (iii) temperatura da 4ª zona do extrusor; (iv) temperatura da 5ª zona do extrusor e (v) velocidade da rosca. As variáveis dependentes avaliadas foram: (i) índice de expansão, (ii) dureza e (iii) lisina biodisponível. As variáveis que influenciaram significativamente pelo menos uma das respostas, considerando p<0,20, foram: (i) umidade inicial da amostra, (ii) teor de farinha de quinoa e (iii) temperatura da 5ª zona do extrusor. Na sequência, foi executado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), com essas três variáveis independentes, alterando as faixas de estudos em função do impacto que as mesmas apresentaram sobre as respostas. Não foi possível gerar modelos matemáticos válidos que descrevessem a tendência da dureza e da lisina biodisponível nas faixas de variação estudadas (umidade de 15 a 20%, teor de farinha de quinoa entre 15 e 50% e temperatura da 5ª zona do extrusor de 110 a 160ºC). O aumento destas três variáveis independentes promoveu a redução do índice de expansão. Pela análise de superfície de resposta, observou-se que as condições para a produção de salgadinhos extrudados com alta expansão foram: umidade inicial da amostra em 17,5%, adição de 22% de farinha de quinoa e temperatura de 110ºC na 5ª zona do extrusor. Nestas condições, foram produzidos salgadinhos expandidos apenas de milho (padrão) e salgadinhos com incorporação de 22 e 43% de quinoa, que foram caracterizados, aromatizados e submetidos a uma avaliação sensorial de aceitação e intenção de compra. Os salgadinhos expandidos de milho e quinoa apresentaram dureza e diâmetros similares aos disponíveis no mercado, indicando que as condições do processo de extrusão foram adequadamente escolhidas. Do ponto de vista nutricional, os salgadinhos com quinoa apresentaram maior teor de proteína, aminoácidos essenciais (treonina, cisteína, isoleucina, lisina e triptofano) e lisina biodisponível, em relação ao salgadinho apenas de milho, mostrando a viabilidade da adição de farinha de quinoa em produtos à base de milho para aumentar o seu valor nutricional. O salgadinho expandido com 22% farinha de quinoa apresentou boa aceitação e alta intenção de compra, enquanto o salgadinho com 43% não foi bem aceito, por apresentar menor expansão, escurecimento e sabor residualAbstract: In this work, expanded snacks made from corn flour enriched by incorporating quinoa flour with the aim of increasing the nutritional value, were developed and processed by thermoplastic extrusion. Corn is widely used in snack production since it expands easily. Quinoa (Chenopodium quinoa) is a pseudocereal with important agronomic potential and a high nutritional value, containing an elevated protein content and expressive amount of the amino acid lysine. The raw materials were characterized with respect to their physical, chemical and nutritional properties. Initially a 25-1 Fractional Factorial Design was used to determine which parameters influenced the properties of the expanded snacks, the independent variables being: (i) initial moisture content; (ii) amount of quinoa flour; (iii) temperature of the 4th extruder zone; (iv) temperature of the 5th extruder zone and (v) screw speed. The dependent variables evaluated were: (i) expansion ratio; (ii) hardness and (iii) available lysine. The independent variables that significantly influenced at least one of the responses, considering p