Development of instantaneous pastas for thermoplastic extrusion process: influence of the type of wheat, text of emulsifier and parameters of the process in the product quality.

Resumo: O presente trabalho analisou a produção de pastas instantâneas feitas a partir de dois tipos de matérias-primas, a farinha de trigo comum e a semolina de trigo durum, utilizando o processo de extrusão termoplástica. O objetivo principal do trabalho foi comparar a qualidade dos dois tipos de pastas obtidos, já que pelo processo convencional de produção de massas alimentícias, a matéria-prima mais usada e que garante melhor qualidade às pastas é a semolina de trigo durum, que, por outro lado, apresenta um maior custo. Procurou-se, através do processo de extrusão, obter produtos de características semelhantes, mesmo usando uma matéria-prima de qualidade inferior e custo mais baixo, que é o caso da farinha de trigo comum. Para isso foi utilizado um extrusor termoplástico de rosca simples Brabender mod. 1014/2, seguindo um planejamento experimental do tipo composto central rotacional com 3 variáveis independentes, a temperatura na 2ª zona do extrusor (x1), umidade da mistura inicial (x2) e teor de emulsificante na mistura inicial (x3). Foram analisadas, além da composição centesimal e características reológicas das matérias-primas, as seguintes respostas para as pastas instantâneas obtidas: umidade, cor, tempo ótimo de cozimento, perda de sólidos na água de cozimento, ganho de peso, ganho de volume e textura (força máxima de ruptura e trabalho de ruptura). Foram obtidos os respectivos modelos matemáticos e as superfícies de resposta de cada parâmetro. Além disso, algumas amostras foram submetidas a testes de calorimetria de varredura diferencial, microscopia eletrônica de varredura e teste de difração de raios-X, a fim de se determinar, principalmente, o grau de gelatinização do amido nas amostras em cada condição de processo. As pastas instantâneas de melhor qualidade obtidas apresentaram tempo ótimo de cozimento de 1,5-2,0 minutos, perda mínima de sólidos na água de cozimento (1,5%), força de ruptura de 15-20 g e trabalho de ruptura em torno de 50 g. No caso da semolina de trigo durum, as condições de processo para se obter tais características seriam temperatura de 115°C, umidade da mistura inicial de 26% e teor de emulsificante de 1,0%. Já no caso da farinha de trigo comum, as condições de processo incluiriam temperatura de 105-110°C, umidade 24-25% e maior teor de emulsificante (1,15-1,5%). Micrografias, juntamente com análises de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e difração de raios-X, evidenciaram um alto grau de gelatinização do amido e desnaturação protéica das amostras de pasta instantânea obtidas sob diferentes condições de processamento. Também foi verificada a formação de complexos amilose-emulsificante, apresentando forte influência nas características de cozimento e qualidade das pastas obtidas.Abstract: This present work analyzed the production of instantaneous pasta made from two different types of raw materials, flour of common wheat and semolina of durum wheat, using a thermoplastic extrusion process. The main purpose was to compare the quality of the two types of pasta, because through conventional process, pastas are usually made from semolina of durum wheat that guarantees a better quality but, on the other hand, shows a higher cost than other varieties of wheat. It had been tried, through cooking extrusion process, to obtain products with similar characteristics, even using a poorer quality and lower cost raw material, as the flour of common wheat. So, it was used a Brabender single screw extruder, model 1014/2, following a rotatable central-composite design with 3 independent variables: the temperature in the 2nd zone of the extruder (x1), moisture of initial mixture (x2) and rate of emulsifier in the initial mixture (x3). Besides the analysis of composition and rheological characteristics of raw materials, it had been determined the following answers for obtained pastas: moisture content, color parameters, cooking time, cooking loss, weight and volume gain after rehydration, and texture (including maximum force of rupture and work of rupture). It was obtained the mathematic models and surface response for each answer. Some experiments underwent to tests of differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction to determine, mainly, the extent of gelatinization in pastas for each different process conditions. High quality obtained pastas presented cooking time of 1,5-2,0 minutes, minimum cooking loss (1,5%), force of rupture of 15-20 g and work of rupture around 50 g. In the case of durum wheat semolina, the conditions of process to get such characteristics were 115°C, 26% of initial moisture and 1,0% of emulsifier. No longer case of common wheat flour, the process conditions included temperature of 105-110°C, moisture 24-25% and high percentage of emulsifier (1,15-1,5%). Micrographs, with DSC and X-ray diffraction analysis, showed a high level of starch gelatinization and protein denaturation in pastas produced under different process conditions. It was also verified the formation of amylose-emulsifier complexes, those strongly influenced the pasta quality and cooking characteristics