ÁREA
Química de Alimentos
Autores
Sousa, D. (CENTRO EDUCACIONAL CONSELHEIRO HILTON DE OLIVEIRA) ; Sena, Y. (CENTRO EDUCACIONAL CONSELHEIRO HILTON DE OLIVEIRA) ; Jesus, B. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA E INSTITUTO EST) ; Silva, F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA)
RESUMO
O estudo objetivou comparar as características químicas das farinhas de puba artesanal e industrial por meio da análise espectrométrica por infravermelho, assim como a determinação do teor de cinzas e apresentá-lo um estudo de caso com objetivos didáticos. Foi realizada a análise espectrométrica por infravermelho utilizando um espectrômetro FTIR e determinação do teor de cinzas. Os resultados mostraram que a farinhas industrializada e artesanal, apresentaram intensidades distintas nos espectros, também a cinza da farinha industrializada foi ligeiramente maior 12,7±0,9% em relação a artesanal com 10,1±3,7%, e a composição química das farinhas foram oxigênio, carbono, sódio e o hidrogênio. Logo, o desenvolvimento dessa pesquisa apresentou grande importância a nossa comunidade local e alunos.
Palavras Chaves
Estudo; Espectros; Composição química
Introdução
A farinha de puba é um alimento muito apreciado em diversas regiões do Brasil, que é o quarto maior produtor de mandioca do mundo. A planta é resistente em diferentes condições de cultivo e encontrada em todos os estados Brasileiros (JESUS, HARDOIM e DINIZ, 2010; CONAB, 2018), especialmente nas regiões Norte e Nordeste. Além disso, essa matéria-prima também possui várias propriedades benéficas para a saúde, na prevenção de doenças cardiovasculares e no combate à diabetes (WOLF e BAKER, 1975; GUIMARÃES e SCHNEIDER, 2020). A farinha de puba é produzida a partir do processamento da mandioca brava (Manihot esculenta), tradicionalmente, a pubagem é realizada de forma artesanal, com etapas que envolvem o descasque, a lavagem, a prensagem e a fermentação natural das raízes da mandioca da massa resultante. As utilizações culinárias caseiras da mandioca não acumulam resíduo significativo, pela pequena quantidade processada (JESUS, HARDOIM e DINIZ, 2010). Em contrapartida, quando o processamento é maior, os subprodutos podem vir a acarretar problemas de disposição gerada, a exemplo da poluição de rios, do solo, lençóis freáticos e na mortalidade de peixes (JESUS, HARDOIM e DINIZ, 2010). Há poucos relatos sobre a caracterização química da farinha de puba, principalmente relacionada a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), que permite observar mudanças na composição química, funções orgânicas e outros fatores presentes nas moléculas, como as hidroxilas dos carboidratos, monitoradas pelos os espectros característicos de FTIR pelas bandas diagnósticas pela espectroscopia molecular, bem como na estrutura da farinha artesanal e industrial. Além disso, o teor de mineral da farinha pode ser determinado pelo teor de cinzas totais. O presente trabalho teve como objetivo comparar as características químicas das farinhas de puba artesanal e industrial por meio da análise espectrométrica por infravermelho, assim como a determinação do teor de cinzas e apresentar também um estudo de caso com objetivos didáticos, para o ensino química, envolvendo conceitos químicos fundamentais aos estudantes do ensino fundamental maior do Centro Educacional Conselheiro Hilton de Oliveira Rodrigues de Santa Luzia do Paruá, Maranhão.
Material e métodos
As amostras da farinha de puba foram compradas no Município de Santa Luzia do Paruá, MA, localizado na região do Alto Turi, BR 316, cuja população é de 24.307 habitantes (IBGE, 2022). A farinha Industrializada, foi adquirida no centro da Cidade e a farinha artesanal e/ou Caseira foi adquirida no interior da cidade de um pequeno agricultor. Na Figura 1 é apresentada a matéria-prima é o produto (farinha). As amostras foram encaminhadas para a Universidade Federal de Uberlândia, e analisadas no Laboratório de Fotoquímia e Ciência de Materiais (LAFOT/UFU), submetidas à análise espectrométrica por infravermelho (IV) utilizando um espectrômetro FTIR. Os espectros obtidos (Origin 2022) foram comparados e analisados para identificar possíveis diferenças na composição química das amostras (LIMA, 2021). A determinação do teor de cinzas foi realizada no Laboratório de Ensino de Química Inorgânica da Universidade Federal de Uberlândia, por meio da queima das amostras em triplicata em mufla à temperatura de 550 ºC, seguida da pesagem dos resíduos remanescentes (SOUZA, 2008).
Resultado e discussão
Os espectros de infravermelho das amostras de farinha de puba artesanal e
industrial (Figura 2), revelaram diferenças nas bandas de absorção, indicando
possíveis modificações na composição química durante o processamento industrial
em relação a artesanal.
O espectro correspondente à farinha de industrializada apresenta uma banda
intensa e larga na região de 3640-3200 cm-1 característica do grupo O-H de
álcoois e fenóis, que podem estar associados as moléculas lipídicas,
carboidratos, proteínas e fibras da farinha. Segundo Crhisté e Cohen (2011), a
etapa de fermentação é responsável pelo aumento da acidez total da farinha de
mandioca do grupo O-H. Esse foi o único parâmetro que excedeu o valor limite
permitido pela legislação brasileira vigente.
A presença da banda 3000-2850 cm-1 é atribuída às absorções dos estiramentos
assimétricos de CH3 de grupos alifáticos terminais das estruturas químicas dos
lipídios. Segundo Capella et al. (2009), o percentual destes grupos pode
corresponder de 5,14% a 6,39%.
Ainda é verificado uma banda de absorção baixa, correspondente ao grupo
carboxilato de sódio, aproximadamente entre 1610-1385 cm-1, pela presença de Na+
referente às vibrações do estiramento assimétrico e simétrico, entre as bandas
1610 cm-1 e 1385 cm-1, do grupo carboxilato, indicado no espectro. Também se
observa o estiramento da ligação C-O de absorção que corresponde aos grupos
éster presentes principalmente nas estruturas químicas da fibra e nos
carboidratos. Na pequena banda de absorção de campo baixo 1610 cm-1 e 1385 cm-1
indica ressonância entre as duas ligações C-O e C=O do grupo carboxila da
molécula dos carboidratos (BARBOSA, 2007).
No que se refere ao teor de cinzas (Tabela 1), os resultados mostraram que a
farinha de puba industrializada apresentou um teor cinzas ligeiramente maior de
12,7±0,9% em relação farinha artesanal com 10,1±3,7%. Notar-se, o que pode
causar isso são seus ingredientes sendo a artesanal preparada a partir de grãos
inteiros e orgânicos, sem o uso de aditivos ou conservantes. Enquanto a farinha
industrializada pode conter aditivos, para melhoramento da farinha, agentes
branqueadores e conservantes, que são adicionados para melhorar a textura, a cor
e a vida útil do produto (SARANTOPOULOS, OLIVEIRA e CANAVESI, 2001; BERGJOHANN
et al. 2016). Quando comparado a legislação de 1,4% mandioca (ALVARES, 2014),
ficando acima dos padrões. Já a literatura menciona que, à presença de aditivos
e/ou processos de branqueamento durante o processamento industrial, ou sais
minerais, assim como a farinha artesanal processada rudimentarmente (CORREIA,
FARAONI e PINHEIRO-SANT’ANA, 2008; CRHISTÉ E COHEN, 2011). Para confirmar essas
afirmações e corroborar com resultados do FTIR, estão sendo realizadas análises
de Raman e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).
A análise de cinzas foi feita para se determinar a proporção de minerais da
farinha artesanal e industrializada. As cinzas foram obtidas por carbonização.
Para o cálculo da proporção de cinzas, usou-se a seguinte fórmula:
Cinzas(%)=(pi)-pf/pi)*100
Em que: pi = peso inicial, antes, e pf = peso final (após a queima).
Tabela 1 – Valor médio e desvio padrão dos teores de cinzas totais contido nas
farinhas.
Amostra Cinzas %
Farinha industrializada 12,7±0,9
Farinha artesanal 10,1±3,7
Fonte: Os autores, 2023
Aos correlacionar os resultados do FTIR ao teor de cinzas da farinha de puba
industrial e artesanal sugere a presença sais minerais, resíduos inorgânicos,
possivelmente provenientes de aditivos utilizados durante o processamento
(ALMEIDA et al., 2007; MARTIN, 2022). Vale ressaltar, que é possível diferenciar
as farinhas através sabor, crocância, textura e cor, que sim, há uma
discrepância entre os dois produtos farinhas.
A pesquisa também possibilitou aos discentes envolvidos e demais discentes da 9ª
série maior, conhecer os principais átomos que constitui a composição química da
farinha. Na oportunidade, conheceram os átomos constituintes das farinhas o
oxigênio (O), o carbono (C), o Sódio (Na) e o Hidrogênio (H) apresentados em
sala de aula.
Matéria-prima mandioca e a farinha.
Espectros do infravermelho (IV) das amostras de \r\nfarinha de puba industrializada e artesanal.
Conclusões
As análises de FTIR e teor de cinzas total das farinhas artesanal e industrial, possibilitou aos alunos contato com técnicas de análise química, com a química orgânica e dos alimentos. Permitindo aos mesmos analisarem a composição química da mandioca por meio da espectrometria por infravermelho, bem como teor de cinzas e seus minerais. Sendo estes conceitos permeados por assuntos culturais, ambientais, econômicos e sociais. Além disto, pode-se concluir que apesar das farinhas de mandioca estarem fora dos padrões, não houve grande discrepância dentre as duas amostras, o que já se esperava, uma vez que as moléculas em sua grande maioria sejam de carboidratos, e constituídas principalmente por o carbono, o hidrogênio e o oxigênio.
Agradecimentos
Nós agradecemos essa oportunidade dada por meio desse projeto e aos professores e a escola que por meio desse trabalho está nos fornecendo conhecimento e novas experiências.
Referências
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