Amido e fécula

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Amido e fécula
Elisa Cristina Andrade Neves
Faculdade de Engenharia de Alimentos
Universidade Federal do Pará
Amido e fécula
● Nomenclatura no Brasil
● Amido  produto amiláceo extraído da parte aérea
comestível da planta cereais, frutos milho, arroz, trigo
● Féculaamido extraído das raízes tuberosas, tubérculos
e rizomas  mandioca, batata, araruta
● Para mandioca goma, fécula, polvilho doce, polvilho azedo
● Starch sem distinção entre fonte botânica
Amido e fécula
● Mais importante fonte de energia na alimentação mundial
● Polissacarídeos  polímeros de alto peso molecular formado
por unidades de glicose
● Carboidrato de reserva da planta
● Forma grânulos com dimensões microscópicas
● Insolúvel em água a temperatura ambiente suspensão branca
opaca em repouso sedimentação do amido
● Reage com iodeto de potássio cor azul
Amido de trigo
Fontes de amido
1. Cereais
2. Raízes tuberosas
3. Tubérculos
4. Frutos
5. Rizomas
Grãos de trigo e milho 
Amido e proteínas
Endosperma
Amido
6
Raiz de mandioca
Casca
Contra- casca
Polpa
Amido e fibras
Casca
Contra- casca
Polpa 
parênquima 
XIlema
●Amilose  estrutura linear unidades de glicose unidas por
ligações α-1,4
●Amilopectina  estrutura ramificada, unidades de glicose unidas
em α-1,4 e α-1,6
●Proporção varia entre espécies botânicas, variedade e estágio de
maturação  propriedades físico-químicas e funcionais
diferenciadas  utilização em alimentos ou aplicações
industriais
Estrutura do amido
Proporção amilose amilopectina 
*Cerosos” (waxy)  quase totalmente de amilopectina
Fonte de amido Amilose(%)
Milho 25
Milho ceroso* zero
Arroz 16
Arroz ceroso* zero
Batata 18
Trigo 24
Amido
Estrutura do amido
Estrutura do amido
Constituintes Trigo Arroz Milho Cevada Sorgo Aveia
Água (%) 13,2 13,1 12,5 11,7 13,6 13,0
Proteína (%) 11,7 7,4 9,2 10,6 13,9 12,6
Lipídios (%) 2,2 2,4 3,8 2,1 4,2 5,7
Carboidratos (%) 69,3 75,4 71,0 71,8 64,8 62,9
Amido (%) 59,2 70,4 62,6 52,2 63,0 40,1
Fibras (%) 2,0 0,67 2,15 1,55 1,50 1,56
Cinzas (%) 1,5 1,2 1,3 2,25 2,0 2,85
Composição química dos grãos 
de cereais
Características do grânulo 
de amido
12
●Ponto central  hilo  início formação do grânulo 
deposição dos polímeros origem botânica
●Cruz de Malta  microscopia óptica com luz polarizada  o
grau de orientação molecular interna birrefringência positiva
●Dimensões  < 1 µm a > 100 µm origem botânica
●Formas  esférica, oval, poligonal, alongada e outras
●Natureza  semi cristalina
Batata Mandioca
13
Características dos grânulos
Fontes 
botânicas
Diâmetro 
(µm)
Morfologia Distribuição
Milho 5-30 Arredondado ou poligonal Unimodal
Trigo
2-10 (B)
20-35 (A)
Arredondado(B) ou 
poligonal (A)
Bimodal
Arroz 3-8 Poligonal Unimodal
Batata 5-100 Lenticular Unimodal
Mandioca 4-35 Semi-esférico Unimodal
MilhoArroz Batata TrigoMandioca
14
● Glicêmico ou resistente
1. Amido glicêmico  degradado a glicose por enzimas no
trato digestivo
● Amido rapidamente (ARD)  testes in vitro,
hidrolisado em glicose dentro de 20 minutos pão
branco  aumenta índice glicêmico
● Amido lentamente digerível (ALD) no intestino
delgado  convertido em glicose entre 20 e 110 minutos
 massas alimentícias
Classificação nutricional do 
amido
15
2.Amido resistente  resiste à digestão no intestino delgado, 
fermentado no intestino grosso pela microflora bacteriana 
produção gases e liberação de ácidos graxos de cadeia curta,
efeitos similares da fibra alimentar
● Tipos de AR
● AR1  fisicamente inacessível as enzimas grãos e legumes
● AR2  batata, banana verde
● AR3  retrogradado devido processamentos
● AR4  amido modificado
● AR5 complexo amilose-lipídeo
● Redução do índice glicêmico alimentossaciedade
● Aplicação ingredientes funcionais em produtos com baixa
umidade pães, muffins, cereais matinais
Classificação nutricional do 
amido
Propriedades do amido
16
● Dilatância
● Birrefrigência
● Gelatinização
● Retrogradação
● Claridade de pasta
● Susceptibilidade enzimática
Dilatância
17
●Amido estado natural insolúvel em água fria
●Suspensões concentradas  fluido dilatante  fluxo
inversamente proporcional a pressão exercida
●Maior pressão menor fluidez
Birrefringência 
18
●Cruz de Malta  microscopia óptica com luz polarizada  grau
de orientação molecular interna birrefringência positiva
●Perda da birrefringência gelatinização
Amido de mandioca
● Grânulos de amidoinsolúveis em água fria
● Gelatinização  amido aquecidos em excesso de água, se
dissolvem, liberando macromoléculas de amilose e amilopectina
 gel viscoso e característico
● Com gelatinização  amido facilmente acessível à ação
das enzimas digestivas
Gelatinização
● Alterações durante aquecimento da suspensão aquosa de amido
● Rompimento das pontes de H
● Hidratação dos grupos –OH das glicoses das áreas cristalinas
● Grânulos incham e se rompem
● Lixiviação da amilose
● Perda da estrutura cristalina perda da birrefringência
● Rompimento dos grânulos sob agitação
● Viscosidade decresce
● Formacão de pasta
● Resfriamento
● Formação de gelaumento
da viscosidade
Gelatinização
21
Gelatinização do amido
Gelatinização
Fontes de amido
T gelatinização
(oC)
Batata 56-66
Mandioca 58-70
Milho 62-72
Trigo 52-63
Arroz 61-77
Gelatinização do amido
● Formação de pasta viscoelástica túrbida
● Concentrações suficientemente altas gel elástico opaco
Retrogradação do amido
24
● Gelificação
● Armazenamento e resfriamento  retrogradação  cadeias de
amilose tendem a interagir mais fortemente entre si, reassociar-se
num estado mais ordenado  gerando zonas mais cristalinas 
obrigando água a sair sinérese
● Viscosidade da pasta aumenta viscosidade de setback
25
Gelatinização e retrogradação 
do amido
26
Retrogradação do amido
27
Gelatinização e Retrogradação
28
Retrogradação do amido
● Negativos
● Endurecimento do pão
● Endurecimento do arroz cozido
● Sinérese de pasta se géis de amido
● Desenvolvimento de opacidade das pastas
● Positivos
● Produção de amido resistente
● Preparação de amido lentamente digerível
● Formação de filmes pela amilose
29
● Transparência  característica muito importante das pastas de 
amido e interesse para aceitabilidade dos produtos
● Recheios de tortas  transparente
● Pudins pré-preparados opacos
● Amidos com alta tendência a retrogradação  produzem
pastas mais opacas
Claridade de pasta
30
Claridade de pasta
● Amidos de milho, trigo ou arroz teores relativamente elevados
de amilose  pastas opacas e formam géis durante
resfriamento
● Féculas de batata ou de mandioca  pastas mais claras e
menos opacas  resfriarem apresentem determinado aumento
de viscosidade, não chegam formar géis opacos
● Amido de milho cerosomenor tendência à retrogradação
Gel de amido 
de milho
Gel de amido de 
milho ceroso
Gel de fécula 
de mandioca
31
Susceptibilidade enzimática 
● Principais enzimas que atuam sobre amido
● α-amilse  hidrolisam ligações α-1,4 em qualquer ponto da
cadeia
● Produto final glicose, maltose, dextrinas
● β-amilase  hidrolisam ligações α- 1,4 a partir da
extremidade não redutora da cadeia produzindo dextrinas
com ramificações a partir da amilopectina
● Glicoamilase  semelhante a β-amilase, porém α-1,4 e α-1,6
32
Susceptibilidade enzimática 
33
Susceptibilidade enzimática 
● Principais enzimas que atuam sobre amido
● Pupulanase  hidrolisam ligações α-1,6 de dextrinas 
produzindo maltose
● Isoamilase  hidrolisam ligações α-1,6  produzindo
maltose
Amidos modificados
34
● Atender as necessidades específicas da indústria de alimentos
 diferentes propriedades  ligantes, espessantes substitutos
de lipídeos
● Cadeias menores  amidos de maior resistência mais
estabilidade
● Modificações  amidos de milho, batata, trigo e
mandioca
● Tipos de modificações
● Modificações físicas
● Modificações químicas
● Modificações enzimáticas
35
Modificaçãofísica
● Pré-gelatinização  extrusão, spray drying
● Fácil reidratação
● Solubilização em água fria
● Pudins e sopas instantâneas
● Espessantes em recheios molhos
● Farinha de tapioca, cuí
36
Modificações químicas
● Mudanças na funcionalidade dos alimentos  ampliam
utilização na indústria de alimentos
37
Modificações químicas
● Ligações intercruzadas  introdução de ligações éster nas
hidroxilas entre cadeias de amido  aumento da estabilidade
molecular em relação a cisalhamento mecânico, hidrólise ácida,
submissão a altas temperatura  alimentos infantis,
temperos de saladas
38
Modificações químicas
● Oxidação  amido tratado com agente oxidante  oxidação
das hidroxilas a carboxilas  forma géis claros e menor
viscosidade
● Polvilho azedo  fermentação e secagem aos sol 
modificação por oxidação  propriedade de expansão 
biscoito de polvilho e pão de queijo
39
Modificações químicas
● Dextrinização  resulta da hidrólise ácida do amido  maior
solubilidade em água fria  soluções menos viscosas e géis mais
duros em temperatura mais baixas
● Balas de gomas e confeitos
40
Modificações enzimáticas
● Modificações enzimáticas produção de maltodextrinas,
ciclodestrinas e oligossacarídeos
Maltodextrinas
Análises do amido
Microscopia óptica de luz 
polarizada
42
● Identificcar fonte botânica do amido
● Verificar pureza
● Verificar fraude
● Verificar presença de amido cru ou
gelatinizado
● Birrefringência dos grânulos de amido crus 
presença da cruz de Malta e hilo
● Gelatinização  perda de birrefringência
43
Microscopia óptica de luz 
polarizada
44
Microscopia óptica de luz 
polarizada
● Gelatinização  perda de birrefringência
Milho Batata
Luz 
normal
Luz 
polarizada
45
Microscopia óptica de luz 
polarizada
● Amido de trigo  grânulos relativamente pequenos e esféricos e
grânulos grandes em forma de lente, com superfícies lisas ou
estriadas
● Hilo não visível na farinha de trigo
46
Batata
Microscopia óptica de luz 
polarizada
Mandioca
47
● Identificar fonte botânica do amido
● Identificar alterações no grânulo cru, colapsado, gelatinizado,
modificado, expansão
● Determinar dimensões dos grânulos ImageJ
Microscopia eletrônica de 
varredura- MEV
Cru
Colapsado
Gelatinizado
48
● Preparo da amostra
● Se necessário  realizar cortes nos sentidos longitudinal ou
vertical, ou em metades
● Secar temperatura abaixo de gelatinização do amido
● Identificar porta amostras stubs
● Colar pedaço da fita de carbono, dupla fase nos stubs
● Para amostra em pó  colocar pequena porção sobre fita
adesiva e retirar excesso com soprador
● Colocar pedaços das amostra sobre fita  anotar posição nos
stubs
● Realizar metalização com ouro
Método para MEV
49
Microscopia eletrônica de 
varredura- MEV
Anotar posição dos 
stubs no carrossel 
Aumentos  50 a 
6.000 vezes
● Condições utilizadas para realização da análise  corrente
de feixe de elétrons 90 A, voltagem de 20 kV e distância de
trabalho 15 mm
50
Farinha de 
trigo
Microscopia eletrônica de 
varredura- MEV
51
Características dos grânulos
Fontes 
botânicas
Diâmetro 
(µm)
Morfologia Distribuição
Milho 5-30 Arredondado ou poligonal Unimodal
Trigo
2-10 (B)
20-35 (A)
Arredondado(B) ou 
poligonal (A)
Bimodal
Arroz 3-8 Poligonal Unimodal
Batata 5-100 Lenticular Unimodal
Mandioca 4-35 Semi-esférico Unimodal
MilhoArroz Batata TrigoMandioca
52
MEV
Amido de trigo
● Diâmetros entre 22,3 e 5,4 μm bimodal
● 83% d < 10 μm
● Formatos
● Lenticular  d > 10 μm
● Esférico  d < 10 μm
53
MEV
Farinha de 
tapioca
Crosta e 
miolo de pão
54
Difração de raio X- DRX
● Cristalinidade
●Amilopectina  responsável pela estrutura semi-cristalina
dos grânulos de amido
●Áreas cristalinas  mantém estrutura do grânulo  controlam
comportamento do amido na água
55
Difração de raio X- DRX
● Método do pó
Ângulos de varredura de
4° a 75° [2θ], 
56
Difração de raio X- DRX
● Forma e estrutura cristalina dos grânulos de amido 
características de cada fonte botânica
● Padrões de difração de raios-X
● Tipo A  amidos de cereais, mandioca  cadeias externas
relativamente curtas das moléculas de amilopectina (< 20
unidades de glicose)
● Tipo B  algumas raízes tuberosas, tubérculo, banana
verde e em amidos de milho com alto teor em amilose
 cadeias externas maiores das moléculas de amilopectina de
tubérculos (>22 unidades de glicose)
● Tipo C  amidos de leguminosas e sementes 
combinação dos tipos A e B
● Tipo V  amido com alta amilose e com lipídeo complexado
57
Difração de raio X- DRX
B- Batata
C- Feijão
A- Milho
V
58
Difração de raio X- DRX
● Índice de cristalinidade (%)  razão entre área da região
cristalina e área total coberta pela curva, composta pela soma
da área da região cristalina e da área da região amorfa
● Método ajuste dos picos dos difratogramas de raios X
Índice cristalinidade % =
Área cristalina
Área total
x100 Eq. 1
Calorímetro diferencial de 
varredura (DSC)
59
● Determinar propriedades térmicas  mudanças físicas
e químicas que envolvem processos endotérmicos (absorção de
calor), exotérmicos (liberação de calor) ou mudanças
de capacidade calorífica
● Cápsulas de alumínio fechadas, com 5ºC/min até 100ºC
Calorímetro diferencial de 
varredura (DSC)
60
● Propriedades térmicas
●Entalpia de gelatinização (Hgel)  depressão  reação
endotérmica de gelatinização envolve fusão dos grânulos
●Temperatura inicial (To)
●Temperatura final (Tf)
●Temperatura de pico da gelatinização (Tp)
61
Aplicação do DSC
Espectroscopia de infravermelho com 
transformada de Fourier -IFTR
62
● Determinar grupos funcionais identificar impureza, modificações
● Cada grupo absorve em frequência característica de radiação na
região do infravermelho
● Pastilhas com KBr
63
Espectros de infravermelho 
(a) Amido de milho
(b) Fécula de batata
(c) Banana verde 
(d) Farinha de trigo 
64
Espectros de infravermelho 
Mandioca
Propriedades de pasta
65
● Método  Rapid Visco-Analyser 
RVA
● Triturar e peneirar (0,25 mm, US nº 60)
amostras
● Pesar o indicado no programa (~3,0 g) de
amostra em duplicada, ajustada para 14%
de base úmida, com adição água
indicada (~25 g)
66
Propriedades de pasta
● Programar ciclo de aquecimento e resfriamento padrão 
standard 1 ou extrusion
● 13 min de análise  50 ºC/60 segundos, rampa de aquecimento
até 95 ºC em 4,8 min, mantendo 95°C até 7,2 min, decrescente até
50 ºC em 11 min, mantendo a 50°C até 13 min
67
Propriedades de pasta
● Parâmetros da curva obtida no RVA
● Temperatura de pasta (Tp)
● Viscosidade máxima à 95 ºC (VM)
● Tempo de pico (tp)
● Viscosidade mínima à 95 ºC (Vm)
● Quebra de viscosidade (breakdown) à 95 ºC (Q)  diferença
Vmax e Vmin
● Viscosidade final à 50 ºC (Vf)
● Tendência a retrogradação (setback)(R)  diferença Vfinal e
Vmin  estimativa da estabilidade do gel de amido na
estocagem e sinérese
68
Propriedades de pasta
Curva obtida no RVA
70
Propriedades de pasta
71
Tpasta
(ºC)
Tpico
(min)
Vmax
(cP)
Vmim
(cP)
Quebra
(cP)
TRetrog
(cP)
Vfinal
(cP)
Arroz 82,10 5,8 2612 2217 395 2427 4645
Mandioca 64,32 3,52 6856 2101 4755 1123 3224
Milho 74,40 5,12 3348 2099 1248 1260 3359
Trigo 68,50 6,92 2982 2500 482 1129 3630
Batata 65,70 2,87 9576 1801 7774 2609 4410
F. trigo 66,35 5,0 2483 1264 1219 1625 2889
Propriedades de pasta -RVA
Força do gel
72Texturômetro
Probe 10 
Dia 
Cylinder
Derrm
(P/10)
Farinha de 
arroz
Amido de 
milho
Fécula de 
mandioca Goma
Minolta
● Método de determinação
● Colorímetros  sistema CIELab
● Nix color senser
https://www.nixsensor.com/free-color-converter/
Parâmetros de cor
Cor
74
Cor
https://www.nixsensor.com/free-color-converter/
75
Figura 1. Imagens das farinhas de mandioca, considerando cor e granulometria originais
(A) e parâmetros de cor (L*, a* e b*) no sistema CieLab (B)
Cor
Características dos 
amidos
76
Aplicaçãode amidos
77
● Indústria alimentícia
● Alterar ou controlar diversas características
● Textura
● Aparência
● Umidade
● Consistência
● Estabilidade na vida de prateleira
78
Aplicação de amidos
79
Panificação
1
3
2
4
Fermentação da 
massa de pão
Forneamento do pão
Amassamento