Efeito de modificações fosfatada, intercruzada e acida durante a gelatinização por extrusão da farinha de arroz e sua influencia na produção de pão sem gluten

Resumo: As propriedades viscoelásticas das proteínas do trigo são únicas e essenciais para a produção de pão. Recentemente foi proposto um modelo para a rede de glúten do trigo baseada em pontes dissulfeto intermoleculares, que através de ligações entre camadas, formadas por ligações secundárias, criam uma rede tridimensional. Analogamente, foi sugerido que o amido gelatinizado pode ser capaz de produzir uma rede tridimensional (formada por ligações de hidrogênio) tendo propriedades viscoelásticas suficientes para reter gases produzidos durante a fermentação do pão. Portanto, tomá-se possível obter produtos similares ao pão, utilizando-se farinhas amiláceas. Este fato é de grande importância para os países em desenvolvimento que produzem outros cereais (que não o trigo), tubérculos e raízes. Uma possível alternativa para fortalecer a rede tridimensional do amido é criar ligações covalentes sintéticas ou aumentar as ligações secundárias (ligações de hidrogênio, forças de van der Walls) através de modificações químicas. O objetivo deste trabalho foi aumentar e/ou fortalecer as ligações de hidrogênio do amido através do processo de extrusão e de modificações químicas (por tripolifosfato de sódio, oxicloreto de fósforo e ácido lático) da farinha de arroz para produzir farinha pré-gelatinizada de arroz (FPG), FPG fosfatada, FPG intercruzada e FPG ácida, que foram usadas na proporção de 10% (com base na farinha de arroz) na produção de pão sem glúten. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para a otimização da produção de pão sem glúten com as diferentes farinhas pré-gelatinizadas. Primeiramente, as características instrumentais (volume, cor da crosta e do miolo e textura) foram usadas para escolher o melhor pão de cada tipo de modificação e depois os pães foram avaliados organolepticamente e comparados. O envelhecimento dos pães durante 72 horas foi analisado através das características de textura. Os pães sem glúten produzidos com FPG apresentaram melhor volume, características de crosta e de miolo que o pão sem glúten feito somente com farinha de arroz crua (volume específico de 1,2 ml/g), que mostrou-se inadequado para produção e consumo. A FPG (180°C- 20% de umidade) mostrou-se adequada para a produção de pão sem glúten. Nessas condições o pão apresentou coloração de crosta e de miolo próximas à do pão de trigo e volume específico de 2,35 ml/g, que indicou que houve retenção de gás durante a produção do pão. Os maiores problemas do pão foram crosta com rachaduras, miolo com células heterogêneas e baixo volume. Entre as FPG fosfatadas, a que apresentou os melhores resultados para a produção de pão sem glúten foi produzida à temperatura de extrusão de 108°C, 2,5g de TPS/100g e 20% de umidade. Possivelmente, ocorreu fosfatação nos carbonos 1 e/ou 4 da molécula de amido. Os pães produzidos com esta farinha apresentaram crosta sem rachaduras, miolo homogêneo e com textura adequada durante o armazenamento, melhor coloração de crosta e de miolo, sendo considerados superiores aos pães com FPG, porém ainda com baixo volume específico (1,89 ml/g). Entre as FPG intercruzadas, a processada a uma temperatura de extrusão de 180°C, 0,09 ml/100g de oxicloreto de fósforo e 20% de umidade (com possíveis ligações fosfato nos carbonos 1 e/ou 4) foi a que apresentou os melhores resultados na produção de pães. Os pães obtidos com esta farinha apresentaram características de qualidade semelhantes ao pão com FPG fosfatada, porém apresentaram um perfil de textura inadequado durante o armazenamento. A otimização do processo da modificação por ácido lático simultaneamente com o processo de extrusão levou à seleção de uma FPG ácida processada nas condições de 150°C, 0,5M de ácido lático e 20% de umidade. Essa farinha produziu pães (volume específico de 2,02 ml/g) que apresentaram, de modo geral, as melhores características de qualidade em comparação com os outros pães, o miolo apresentou textura adequada durante o maior tempo de armazenamento e com comportamento semelhante ao pão com FPG fosfatada. Neste trabalho, os pães sem glúten obtidos com as diferentes FPG modificadas quimicamente apresentaram coloração de crosta e de miolo, características de crosta e textura de miolo próximas ao pão de trigo. Apesar de apresentarem um volume baixo, novos estudos podem ser feitos visando melhorar esta qualidade. Concluindo, a qualidade do pão sem glúten ainda não é semelhante à do pão de trigo. Algumas considerações sobre a real qualidade do pão de trigo, atualmente consumido, devem ser feitas, ou seja, anos de pesquisa, financiamentos maciços bancados pelos países exportadores de trigo e companhias privadas, alta produtividade e propaganda aumentaram rapidamente o consumo e a qualidade do pão no mundo inteiro. Este trabalho mostrou que é possível melhorar a qualidade do pão sem glúten, através de modificações da rede polissacarídica, produzindo pães com boas propriedades tecnológicas. Os resultados obtidos são promissores e podem reverter em benefício para as pessoas alérgicas às proteínas do trigo e para países que não produzem trigo, mas necessitam importá-lo para produzir pão.Abstract: Viscoelastic properties of wheat proteins are unique and essential for bread production. Recently a model was proposed for wheat gluten based on intermolecular disulfide bonds providing bridging between layers formed by secondary bonding, creating a three-dimensional lattice network. Analogously gelatinized starch would be able to produce a three-dimensional network (joined only by hydrogen bonding) having viscoelastic properties sufficient for sustaining gas produced during bread fermentation. Therefore it should be possible to produce products similar to bread from non-wheat starchy flours. This would be of great importance for developing countries where non-wheat cereais or roots are available. A possible altenative to increase the three-dimensional starch network are creation of synthetic covalent bounds or increases in secondary bonds through chemical modifications. The objectives of this study were to increased and/or reinforce the hydrogen bonds in starch through an extrusion process and chemical modifications (by sodium tripolyphosphate, phosphorus oxycloride and lactic acid) of rice flour to produce extruded rice flour, extruded phosphated rice flour, extruded cross-linked rice flour and extruded acid-modified rice flour, that were used at the level of 10% (rice flour base) in wheatless bread production. The response surface methodology was used for optimization of wheatless bread production with different extruded rice flours. Initially instrumentais characteristics (volume, crust and crumb color and texture) were used to choose the best bread of each type of modification, after which the breads were analyzed organoleptic and compared. The shelf-life of breads during 72 hours was analyzed for texture characteristics. When wheatless bread was made with extruded rice flour (2.35 ml/g specific volume), it has better quality characteristics than that made with only rice flour (1.2 ml/g specific volume), that was inappropriate for consumption and production. Extruded rice flour at high temperature (180°C) and low moisture (20%) was found to be best suitable for wheatless bread making. Under these conditions the bread had a similar color to that of conventional wheat bread and its volume, showed capability gas this retention during bread production, but was not yet ideal. The problems of wheatless bread were: cracky crust, crumb with heterogeneous cells, poor texture and low volume. The extruded phosphated rice flour that resulted in the best wheatless bread was produced at a temperature of extrusion of 108°C, 2.5g/100g of sodium tripolyphosphate and 20% moisture. Possibly, with phosphorylation on C1 and/or C4 of anhydroglucose units of starch. Wheatless bread had ideal crust characteristics, crust and crumb color and texture properties, that was better than wheatless bread with extruded rice flour, but the specific volume (1.89ml/g) was not yet improved. The use of the extruded cross-linked rice flour processed at an extrusion temperature of 180°C with 0.09 ml/100g of phosphorus oxychoride and 20% moisture, possibly, with phosphorylation on C1 and C4 of anhydroglucose units of starch, in wheatless bread production produced the best results. The wheatless bread had characteristics similar to the bread made with extruded phosphated rice flour, but texture properties during storage were inadequate. The extruded acid-modified rice flour, that gave the best wheatless bread was processed at extrusion temperature of 150°C with 0.5M of lactic acid and 20% moisture. The wheatless bread was better than the other breads with another extruded chemical modified rice flours and its specific volume was 2.02 ml/g. In conclusion, the quality of the wheatless bread is not yet equal to wheat bread, but considerations about the real quality of bread consumed should be made. In other words, many years of research, massive financing by exporting countries of wheat and private companies, big marketing, increased rapidly the bread consumption around the world. Therefore there is no doubt that the door is open to the world for improvement of the polysaccharide network structure, that results in wheatless products with good technological properties. This is an advantage for people allergic to wheat proteins (celiac disease) and for countries, that produce non-wheat flour, but import wheat for bread production