ÁREA: Alimentos
TÍTULO: Cinética de adsorção de água em farinha de arroz e bagaço de cevada
AUTORES: CAVALCANTE, L. H. (UEG) ; ASCHERI, D. P. R. (UEG) ; CARDOSO, F. F. (UEG)
RESUMO: RESUMO: Estudou-se a cinética de adsorção de água de farinha composta por 27% de
bagaço de cevada e 73% de arroz que foi extrusada em extrusora de parafuso único com
temperaturas de aquecimento de 80, 100 e 152 °C e umidade de 21%. A adsorção foi
conduzida em soluções salinas saturadas e temperaturas (25 a 45 oC) que geraram
atividades de água entre 0,112 e 0,973. Foram analisadas a taxa (r1) e capacidade de
adsorção de água (r2) e foi calculada a umidade de equilíbrio (Xe) por meio do modelo
de Peleg que se ajustou adequadamente aos resultados (R2>0,99). O aumento da Aw
resultou na diminuição de r1 e r2 e no aumento de Xe, conseguindo-se criar um modelo
preditivo de adsorção de água em função do tempo e temperatura de adsorção em
diferentes valores de atividade de água.
PALAVRAS CHAVES: extrusão termoplástica, oriza sativa, hordeum vulgare
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: O bagaço de cevada é um subproduto cervejeiro usado em ração animal,
porém, quando misturado com quirera de arroz, por meio de um processo adequado,
tornar-se-á também disponível à alimentação humana. A extrusão combina trabalho
me¬cânico com calor que gelatiniza amido, desnatura proteínas, favorece a formação de
complexos entre lipídios, proteínas e amido e plastifica o material (REYES-MORENO et
al., 2002). A extrusão é muito eficiente para gelatinizar o amido que sofre desordem
molecular e perda de cristalinidade em função das variáveis combina¬das do processo
de extrusão. O produto extrusado libera grupos hidrofílicos disponíveis para formar
pontes de hidrogênio com a água. Se a disponibilidade destes grupos for grande, o
material tornase solúvel. Na literatura não há refe-rências sobre o efeito dos
parâmetros de extrusão sobre a cinética de adsorção de água em farinhas de bagaço de
cevada e arroz; no entanto, CARVALHO et al. (2002) referem-se ao fato de que o amido
nativo ao não ser solúvel em água a temperatura ambiente, quando extrusado sua
capacida¬de de absorver água aumenta consideravelmente devido à modificação da
estrutura do amido, o que o torna mais solúvel em água fria. Devido às modificações
que podem sofrer o teor de proteínas e de amido contidos nos subprodutos estudados, a
cinética de adsorção é importante para definir limites de hidratação e desidra¬tação
do produto final, estimar as mudanças de umidade sob determinada condição de
temperatura e umidade relativa, além de definir os teores de umidade propícios ao
início de atividade de agentes que irão provocar a deterioração do produto. No
presente trabalho se estudou a cinética de adsorção de farinha de bagaço de cevada e
arroz em diferentes tempos, temperaturas e atividades de água.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIALE MÉTODOS: O bagaço de cevada e quirera de arroz foram desidratados, moídos,
peneirados até partículas menores de 300 micrometros; e misturados em proporções de
27% de bagaço e 73% de farinha de arroz, acrescentados de 21% de água e acondicionado
por 24 h. A mistura foi extrusada em extrusor BRABENDER de parafuso único, com matriz
circular de 3 mm, taxa de compressão de 1:3 e temperaturas nas zonas de aquecimento
de 80, 100 e 152 °C. O extrusado foi desidratado e moído até se obter uma farinha com
aproximadamente 5% de umidade. O processo de adsorção foi realizado usando o método
de Spiess & Wolf (1987) em 0,5 g de amostra. As soluções salinas foram colocadas em
frascos de vidro que quando tampadas hermeticamente geraram ambientes com diferentes
valores de atividade de água variando de 0,113 a 0,973, em temperaturas de 25, 35 e
45 °C. A massa foi registrada cada 3 h. A umidade por tempo (dag/Kg) foi calculada
como Xe=(mt-mi)/mi,onde mi e mt são a massa inicial e massa no tempo t. A cinética de
adsorção foi estudada pelo modelo de Peleg linearizado: t/(Xt-Xo)=r1+r2t ;onde r1 é a
taxa constante de adsorção de Peleg (h kg/dag) e r2 é a capacidade constante de Peleg
(kg/dag). Xe foi calculada quando o tempo tende ao infinito, Xe=Xo+(1/r2). Tambem se
realizou uma análise de regressão lineal (método Quase-Newton) com os valores
calculados e avaliado por meio do coeficiente de determinação ajustado. O resultados
de r1, r2 e Xe também foram analisadas por regressão multivariada em função da
temperatura e atividade de água. Os resultados foram apresentados em forma de
gráficos e a estatística foi realizada com o Statistica 8.0.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: A determinação de um modelo matemático em função do tempo,
temperatura e atividade de água da farinha extrusada de bagaço de cevada é essencial
para predizer e simular o comportamento cinético de adsorção em determinados
processos de elaboração de novos produtos ou para seu armazenamento. A taxa,
capacidade, umidade de equilíbrio de coeficiente de determinação do modelo de Peleg
estão na Tabela 1. Observa-se, que o modelo se ajustou bem aos dados experimentais, o
que pode ser comprovado pelos valores de R2 que foram maiores de 0,99. A constante r1
do modelo de Peleg está relacionada com a taxa de transferência de massa, sendo que,
quanto menores forem os valores de r1, maiores serão as taxas iniciais de absorção de
água (TURHAN et al., 2002). r1 para este experimento decresceram com o aumento da
atividade de água e a temperatura de adsorção. A constante r2 está relacionada com a
capacidade máxima de absorção de água, sendo que, quanto menor o seu valor, maior
será a absorção de água do produto (RESENDE & CORRÊA, 2007). A igual que r1, r2 e Xe
também variam com a Aw e T, só que Xe aumenta com o aumento de Aw e diminui com o
aumento da temperatura. Estas respostas se relacionam quadraticamente com os
parâmetros estudados, e as constantes de Peleg descreveram um modelo preditivo para a
cinética de adsorção de água e a umidade de equilíbrio (Equação 2) da farinha de
bagaço de cevada e arroz obtida por extrusão (Equação 1). Estes modelos poderão
descrever o do fenômeno de adsorção do produto em função do tempo, temperatura e
atividade de água de um determinado processo industrial.
CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: A taxa e capacidade de adsorção de água da farinha de bagaço de cevada e
quirera de arroz obtida por extrusão termoplástica diminuem com o aumento da atividade
de água e temperatura. A umidade de equilíbrio aumenta com o aumento da atividade de
água e diminui com o aumento da temperatura, gerando modelos preditivos do fenômeno de
adsorção de água da farinha estudada.
AGRADECIMENTOS: À Universidade Estadual de Goiás pelas análises realizadas, à AmBev (Anápolis-GO) pela
doação de amostra de bagaço de cevada e ao CNPq pela bolsa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
CARVALHO, R. V.; ASCHERI, J. R. A.; CAL-VIDAL, J. Efeito dos parâmetros de extrusão nas propriedades físicas de pellets (3g) de misturas de farinhas de trigo, arroz e banana. Ciências Agrotécnicas, v. 26, n. 5, p. 1006-1018, 2002.
REYES-MORENO, C.; MILÁN-CARRILLO, J.; ROU¬ZAUD-SANDEZ, O.; GARZÓN-TIZNADO, J. A.; MORA-ESCOBEDO, R. Descascarillado/ suavización/ extrusión (dse): alternativa tecnológica para mejorar la calidad nutricional del garbanzo (Cicer arietinum L.) Agro¬ciencia, v. 36, n. 2, p. 181-189, 2002.
SPIESS, W. E. L.; WOLF, W. R. Critical evaluation of methods to determine sorption isotherms. In: ROCHLAND, L. B.; BEUCHAT, L. R. Water activity: Theory and Application to food. New York: Marcel Dekker Inc., 1987. p. 215-233.
PELEG, M. An empirical model for the description of moisture sorption curves. Journal of Food Engineering, v. 52, n. 4, p. 1216-1219, 1988.
TURHAN, M. et al. Application of Peleg model to study water absorption in chickpea during soaking. Journal of Food Engineering, v. 53, n. 2, p. 153-159, 2002.
RESENDE, O.; CORRÊA, P. C. Modelagem matemática do processo de hidratação de sementes de feijão, Acta Scientiarum Agronomy, v. 29, n. 3, p. 373-378, 2007.
