Tecnologia de Raízes e Tubérculos

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Tecnologia de raízes e tubérculos
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Raízes e Tubérculos
	As culturas tuberosas incluem um grande número de plantas com bulbos, raízes e tubérculos, que são muito disseminadas nas regiões tropicais do globo. Entre as culturas mais comuns cita-se a mandioca, mandioquinha-salsa, inhame, taro, batata-doce, yacon, etc. A grande maioria destes cultivos é de amiláceas, isto é, materiais nos quais predomina o amido como componente.
	O processamento pós-colheita pode vir a estabilizar esses cultivos, por permitir aumentar o tempo de vida útil, melhorar o aproveitamento da produção no campo e possibilitar maior flexibilidade de uso para a população e maior demanda de produtos nos ambientes de consumo, como os supermercados.
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	Segundo a comissão Nacional de Normas e Padrões para Alimentos: Raízes, tubérculos e rizomas são as partes subterrâneas de plantas herbáceas, primeiramente classificadas como hortaliças, utilizadas como alimento.
 						CNNPA nº12 de 1978
Tubérculo: batata, cará, inhame
Rizoma: araruta, gengibre, açafrão 
Raiz: mandioca, batata doce, mandioquinha salsa
Bulbo: cebola, alho
Raízes e Tubérculos
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RIZOMA
BULBO
Rizoma:  tipo de caule que cresce horizontalmente, geralmente subterrâneo, mas podendo também ter porções aéreas, que acumulam substâncias nutritivas. podem ser distinguidos de raízes pelo fato de apresentarem gemas laterais. O gengibre, usado como tempero na cozinha oriental, é um caule tipo rizoma.
Bulbos são estruturas complexas formadas pelo caule e por folhas modificadas. Os bulbos costumam ser classificados em três tipos: tunicado, escamoso e cheio.
O exemplo clássico de bulbo tunicado é a cebola. 
Da parte superior do prato partem folhas modificadas, são os catafilos, que formam a cabeça da cebola. Da porção inferior do prato partem as raízes.
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Possuem mais semelhanças que diferenças:
Todos crescem debaixo da terra e possuem algum órgão de reserva de nutrientes que se desenvolve e da origem aos alimentos.
A principal distinção é que o órgão aumenta de tamanho
em lugares diferentes em cada um desses grupos.
Raízes: plantas como a cenoura, a mandioca, o rabanete e
a	batata-doce,	têm	uma	raiz	principal	muito	mais desenvolvida.
Tubérculos: espécies que acumulam energia em caules modificados . 
Raízes e Tubérculos
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Raízes e Tubérculos
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Tuberosas amiláceas
Mandioca
Batata
Inhame
Cará
Araruta
Batata doce
Mandioquinha salsa
Teor de amido as torna propícias para
panificação e produção de snakcs
80 - 84
60 – 80
30 – 40
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Tuberosas amiláceas
Fonte: Leonel e Cereda, 2002.
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Mandioca
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Mandioca
Nome científico: Manihot esculenta Crantz
Mito indígena: Mani oca, casa de Mani
Família: Euphorbiaceae
Nomes populares: Mandioca, macaxeira, aipim
Nome em inglês: Cassava
Origem: Brasil
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Descrição da planta
Raiz tuberosa
Película externa branco acinzentada ou marrom avermelhada
Casca branca e espessa rica em latex
Pode conter o fator antinutricional da mandioca: linamarina e lotaustralina, que liberam HCN (Cianeto de hidrogênio ou Ácido Cianídrico)
Entrecasca:
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Descrição da planta
Cilindro central volumoso branco, róseo ou amarelado
Acúmulo de amido
Pode conter o princípio venenoso com menor intensidade
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Godoy (1940), citado por TIESENHAUSEN (1987), classificou como mandioca brava aquela cujo conteúdo máximo de ácido cianídrico é de 0,0442% e mínimo, 0,0275%; e como mansa aquela com teor máximo de 0,0238%.
Teor de Ácido Cianídrico 
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Fonte: Nambisan and Sundaresan (1985), citado por CARVALHO, 1987.
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Importância da Cultura
Tríplice utilização:
Maior parte: alimentação humana
 Consumo das raízes na forma in natura
África e América Latina: dieta diária = principal fonte
de carboidratos
Alimentação animal: raízes frescas ou raspas em rações,
farelos da parte aérea ou misto
Indústria:
Amido = alimentação, preparação de adesivos
Produção de álcool
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Grande capacidade de adaptação
Hoje: mais de 80 países produzem
Brasil: segundo maior produtor
Nigéria: maior produtor
Produção 
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Produção 
Fácil adaptação: produzida em todos os estados brasileiros
Mesmo em solo pobre e ácido
Entre os 9 primeiros produtos agrícolas do País em área cultivada.
Sexto em valor de produção.
Fonte: Embrapa, 2016
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Produção no mundo
África
Principal produtor: líder absoluto
Ásia
Tailândia: Grandes indústrias de fécula de mandioca e pellets
para ração animal
Indonésia
América do Sul
Brasil
 1970  30 milhões de ton
 Atualmente  ↓ produção  25 milhões de ton
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Produção no mundo
Brasil  ↓ da produção???
Queda no consumo animal  redução no uso para produção de rações balanceadas
Queda no consumo humano  preferência por massas
de trigo
Avanços na industrialização para a produção de fécula e amido industrial.
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Produção
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Produção
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Colheita
Épocas mais indicadas para colher
as plantas se encontram em período de repouso (já diminuíram o número e o tamanho das folhas e dos lobos foliares = máximo de produção de raízes com elevado teor de amido)
Colheita é primordialmente manual e/ou com auxílio de implementos.
Afofador 
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Colheita
2 etapas:
1) poda das ramas, efetuada (h= 20 a 30 cm acima do nível do solo)
2) Arranquio das raízes, com a ajuda de ferramentas.
Depende das condições de umidade e/ou características do solo.
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Colheita
Após o arranquio:
As raízes devem ser amontoadas em pontos para facilitar o recolhimento pelo veículo transportador;
deve-se evitar que permaneçam no campo por mais de
24h;
 evitar deterioração fisiológica e/ou bacteriológica.
 Carregamento das raízes no campo: cestos, caixas,
sacos, grades de madeira
Transporte para o local de beneficiamento: animais,
carroças e caminhões.
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-Casca (periderme)
-Entrecasca (córtex)
-Polpa (Parênquima de armazenamen
amido)
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Características e usos das principais partes
Raízes
Principal matéria prima da planta
Composição:
Fonte: Governo do Estado de São Paulo.
	Componente	%
	Umidade	60,0 – 65,0
	Amido	21,0 – 33,0
	Proteínas	1,0 - 1,5
	Lipídeos	0,18 – 0,24
	Fibras	0,7 – 1,06
	Cinzas	0,6 – 0,9
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Características e usos das principais partes
Raízes
Alimentação humana
Alimentação animal
Raízes recém colhidas: gado leiteiro, suínos
(Fatias ou raladas)
Resíduos das indústrias de amido, raspas,
farinha de raspas.
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Características e usos das principais partes
Ramas (hastes e folhas)
Forragem (fresco ou fenado)
Folhas: parte mais rica
Fonte: Governo do Estado de São Paulo.
	Componente	%
	Proteína bruta	16,0 – 18,0
	Lipídeos	7,5 – 15,3
	Carboidratos	40 ,0- 45,0
	Fibras	9,0 – 15,0
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Características e usos das principais partes
Folhas
Ricas em Vitamina A e C
A: 3000 UI
C: 100 a 500 mg / 100 g folhas frescas
Hastes
Riqueza de nutrientes depende da idade da planta
 + velhas = + fibrosas
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Características e usos das principais partes
Classificação prática
Depende do teor de compostos cianogênicos
Raiz calórica: ~1.500 kcal/kg
Fonte barata de amido
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Composição da mandioca e outros alimentos
amiláceos
	Componente (%)	Mandioca	Batata	Trigo	Milho
	Umidade	69,0	78,0	12,0	12,0
	Proteína	1,5	2,0	10,5	8,8
	Gordura	0,2	0,1	1,9	3,8
	Fibra	0,7	0,9	1,4	2,0
	Cinza	0,6	1,0	1,3	1,4
	Amido	28,0	18,0	72,9	72,0
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Produtos da Mandioca
Mandioca
Parte aérea
Folhas
Hastes
Raiz
Alimentação
humana
Alimentação Animal
Indústria
Minimamente processadas, cozidas, fritas, bolos, biscoitos, pães, sopas, beijus, purê, empanadas, chips, cuscuz, cremes, pudins, nhoque, etc
Frescas, desidratadas (farinhas,
raspas, pellets)
Amido (fécula),
amido fermentado
(polvilho azedo),
farinhas,
raspas,
álcool
Maior destino
Restante da produção
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Cultivares 
	Tradicionalmente, as variedades de mandioca (Manihot esculenta) apresentam duas denominações: de mesa, para o consumo humano e industrial, para o processamento em farinha, fécula ou mesmo alimentação animal. A mandioca de uso culinário recebediferentes denominações nas diversas regiões do Brasil, tais com aipim, macaxeira ou mandioca de mesa. Em geral é colhida precocemente, entre 6 e 12 meses, quando é menos fibrosa. 
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Cultivares
Para mesa
Para indústria
 Têxtil
 Alimentícia
 Farmacêutica
 Química
 Ração animal
Para forragem
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Cultivares para a mesa
Mandioca Doces (mansa)
Baixo teor de HCN
Boas qualidades culinárias (cozimento rápido, polpa tenra e com pouca fibra, saborosa e de boa fritura)
Soltar bem a casca da polpa
Apresenta bom rendimento em volume de polpa
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Cultivares para a Indústria
Alta capacidade de produção
Não há preocupação com o teor de HCN
Volatiliza durante industrialização
Apresenta maior rendimento em teor de amido que a mandioca de mesa 
Polpa clara = produção de amido
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Cultivares para forragem
Baixo teor de HCN
Boa produtividade de raízes e massa verde
Reter as folhas por mais tempo durante o inverno
Qualquer cultivar para mesa pode ser usada para forragem
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Processamento de Mandioca 
	As mandiocas in natura são cada vez menos frequentes em mercados e supermercados de cidades grandes. Além da deterioração pós-colheita, precisam ser descascadas em casa e tem menores garantias de qualidade, pois em geral não tem rótulo de produtor. 
	As principais formas de processamento são in natura, minimamente processadas, resfriadas, congeladas cruas, congeladas depois de cozidas (fritas e toletes), esterilizadas à vácuo e fritas (chips). 
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Usos
Para o processamento é necessário considerar o escurecimento enzimático
Após a colheita e após o descascamento 
Processo de deterioração
Pode ser evitado com a aplicação de tratamentos antioxidantes:
imersão em solução diluída de ácidos orgânicos
branqueamento (tratamento térmico brando)
Vácuo
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Armazenamento de raízes frescas
Deterioram em poucos dias
↓ aspecto
↓ qualidade culinária
Características de deterioração
Coloração em tons azul escuro ou marrom
Aparecimento de linhas vasculares ou escuras
Amolecimento das áreas afetadas
Apodrecimento
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Processo de deterioração
Deterioração fisiológica primária
Linhas vasculares azuis ou negras próximas à
periferia da polpa
Posteriormente se estendem = descoloração
marrom mais generalizada
Aumento da acidez da polpa
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Processo de deterioração
Deterioração secundária
Pronunciada decomposição total
Ataque de microrganismos
Fermentações
Amolecimento da polpa
Não há delimitação precisa entre ambas as fases
Não há relação com aparência externa
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Processo de deterioração
Deterioração fisiológica pode ser retardada
Não separar raízes das hastes
Sintomas de podridão após 14-21 dias de colheita
Ocorre devido a poda da parte aérea 2 – 3 semanas antes da colheita
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Raspas e farinha de raspas
Pedaços de mandioca desidratados
↑ vida útil
Armazenamento, exportação, entressafra
RASPAS: alimentação animal
Produtores de baixa renda
Constituinte energético da ração
Farinha de raspas: Panificação
Processamento:
Lavagem  descascamento  corte  prensagem  secagem
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Raspas e farinha de raspas
Farinha
Obtido pela moagem das raspas
Intensidade varia de acordo com uso
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Minimamente processada
1ª. Sanitização
Após primeira lavagem
Hipoclorito de sódio
200ppm/15 min
Corte e descascamento
Manualmente
Faca de aço inox
Descartar pontas das raizes
Parte mediana: cortar em
cilindros (6 cm)
Remover entrecasca
Dividir no meio
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Minimamente processada
2ª. Sanitização
Após descascamento dos
cilindros
Água clorada
(20ppm/2min)
Pode ser reutilizada para lavagem inicial das raízes
Drenagem
Uso de peneiras
Retirar excesso de água
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Minimamente processada
Embalagem e pesagem
Polietileno com nylon
Barreira ao vapor de água
e O2
Pesagem: 200g a 2kg
Remover ar das
embalagens
Selar a vácuo
Estocagem
Câmara fria ~5°C ou
Geladeiras 7-10°C
Vida de prateleira: 15-30 dias
Congelamento -18 °C – Vida útil de até 9 meses.
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Minimamente processada
Perdas
Entrecasca e pontas: 25 – 30%
(para raízes mais finas: ~40%)
Influenciadas por:
 Qualidade das raízes
 Tempo de armazenamento na água pós-colheita
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Mandioca Chips
Características do produto 
Cor
Sabor
Textura
Palatabilidade
Cuidado: óleo
Meio de transferência de
calor de alta qualidade
Saúde do consumidor
Custo
Crocância
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Mandioca Chips
Recepção, Seleção,
Lavagem, Sanitização
Igual à minimamente
processada
Corte e descascamento
Facas de aço inox
Cilindros de 12 cm
Remover casca e entrecasca
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Mandioca Chips
Corte em fatias
Cortador de frios
Espessura: 0,8 mm
↓espessura = ↑crocância
↓espessura = ↓tempo fritura
Lavagem e drenagem
Igual à minimamente processada
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Mandioca chips
Fritura:
Óleo vegetal
 150 - 170°C
Qualidade do óleo
Influencia qualidade do produto e tempo de armazenamento
 + tempo = + degradação
Ponto de descarte do
óleo
Testes imediatos
Kits que se baseiam na mudança química (quantidade de compostos polares)
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Mandioca Chips
Salga
1% NaCl
Pode-se adicionar outros
condimentos ou aromas
Drenagem
Retira o excesso de óleo
Papel absorvente
Temperatura ambiente
Em estufa de circulação de
ar forçada 40°C
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Mandioca Chips
Embalagem
Seladora
 Polipropileno
 Polietileno
Polipropileno com barreira de alumínio associada à injeção de nitrogênio
 Retarda rancificação do
óleo
 >30 dias
Pesagem
 40 – 80 g
Depende do interesse do
mercado
Consumo:
10 dias no máx.
Ao abrigo da luz
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Mandioca Chips
Estocagem
Temperatura ambiente
Rendimento
15 a 35% do peso total das
raízes
58
Industrialização da mandioca
Índice bom para indústria: 21 – 23% fécula
Matéria prima colhida em período adequado de desenvolvimento
Armazenamento a céu aberto, desde que industrialização seja no mesmo dia da colheita
Silos: melhor proteção ao operário e matéria prima
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Preparo das raízes para industrialização
Terra de raízes pode ter até 100kg de terra aderida
Redução de perigo de contaminação por microrganismos
Evitar incorporação de massa inerte às operações
Diminuir desgaste de equipamentos
Evitar aparecimento de sujidades nos produtos acabados
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Preparo das raízes
Lavadores-desempedradores
Lavam
Eliminam a película parda e pequenos pedaços da casca branca
Barras de madeira reforçadas cilíndricas e semi cilíndricas
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Produtos - Mandioca Brava
Farinha seca
Farinha d’água
Fécula ou polvilho doce
Polvilho azedo
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Farinha de mandioca
Forma mais ampla de aproveitamento industrial da mandioca
Legislação: FARINHA é o produto obtido pela moagem de partes comestíveis de matérias primas sãs e limpas, isentas de parasitas ou substâncias terrosas
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Farinhas
Principais tipos de farinha:
Farinha d’água (fermentada)
Farinha seca (ralada)
Farinha mista
Farinha de raspa ou apara
Farinha do Pará
Farinhas temperadas
Tipo: Fina e Grossa
Classe: cor
Branca
Amarela
Intermediária
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Farinha seca
Líquido é colocado para decantar
Recuperação do amido, conhecido por goma
Sobrenadante = tucupi
Massa ralada prensada é esfarelada e colocada para secar ou torrar
Tachos de cobre=farinha branca
Tachos de ferro=farinha escura
Reação do HCN com o metal
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Farinha d’água
Muito consumida na Região Norte do Brasil
Produção:
Colocar as raízes na água (de riachos, tanques de
cimento) de 3 a 5 dias
Retira-se a casca (película e córtex)
Prensa-se
Torra-se.
A granulometria maior farinha tradicional.
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Farinha d’água
Mandioca
Lavagem e
descascamento
Fermentação
Ralação
Prensagem
Peneiragem
Esfarelamento
Torração
Peneiragem (opcional)
Acondicionamento
Armazenamento
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Farinha d’água
Mandioca colocada para macerar
Até cascas soltarem
Amolecimento da raiz
Fermentação durante maceração
Não usa o líquido drenado para “goma”
Aroma butírico
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Fécula ou Polvilho Doce
Mandioca
Lavagem e descascamento
Extração e separação da fécula
Secagem e Moagem
Acondicionamento e armazenamento
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Fécula
Fécula = amidoNome do produto:
Amido: substância amilácea encontrada nos grãos
Fécula: substância amilácea encontrada nas raízes
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E o Polvilho azedo?
Matéria prima: Polvilho doce  fermentação
Classificação baseia-se no teor de acidez
Produto fermentado: máx 5 mL NaOH/100 g
Polvilho doce: máx 1 mL NaOH/100 g
Fermentação: sabor e odor característicos
Alterações nas propriedades físico-químicas
 + solúveis, maior absorção de água
Pasta formada: menos viscosa
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Polvilho azedo
Características diferentes para produtos de panificação
Sabor
Textura
Expansão
Aumento do valor nutritivo
Fermentação aumenta % proteínas
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Polvilho azedo
Microrganismos com atividade amilolítica
Degradam a fécula
Bacillus subtilis
Paseudomonas alcaligenes
Lactobacillus plantarum
Corynebacterium manihot
Leuconostoc mesenteroides
Pseudomonas aeruginosa
Crescimento bom
 42oC, pH 5-6
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Fermentação
Tanques
2/3 de fécula doce úmida
Recobre com água
Depois de alguns dias
Superfície turva, presença de bolhas
Odor ácido
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Polvilho azedo
Sobrenadante é drenado
Superfície do amido é raspada
Eliminar impurezas superficiais
Subproduto
Retirada do tanque
Esfarelado
Secagem
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Composição – Polvilho azedo
	Composição %	Doce	Azedo
	Umidade	10,07	13,61
	Amido	97,33	84,48
	Proteína bruta	0,15	1,22
	Fibra	0,50	0,31
	Lipídeos	0,0012	0,004
		Doce	Azedo
	pH	6,4	3,87
	Acidez titulável mL soluto N/100g	Máx 1,0	Máx 5,0
	Cor	Branca	Levemente creme
	Granulação	Fina	Muito fina
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Outros produtos
Fécula
Base da tapioca e polvilho
Biscoitos, beijus
Culinária geral
Escolha do tipo
Em todo país, depende da região = cultural
Região amazônica: Farinha e tucupi (líquido da massa da
mandioca ralada)
Minas: produção de amido (polvilho, pão de queijo)
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Tapioca ou goma (polvilho com 45% de umidade)
Tapioca dura: goma peneirada e seca em tachos
Farinha de tapioca “isoporzinho”: sagu que volta ao tacho para “pipocar”
Sagu: goma úmida, peneirada, rolada (manualmente ou em esteiras com escovinhas), secas
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