Relatório de IAA e ISA - BROMATOLOGIA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE NUTRIÇÃO
DISCIPLINA: BROMATOLOGIA
JOYCE SOUSA AQUINO BRITO
ÍNDICE DE ABSORÇÃO DE ÁGUA E ÍNDICE DE SOLUBILIDADE EM ÁGUA
TERESINA-PI
2015
JOYCE SOUSA AQUINO BRITO
ÍNDICE DE ABSORÇÃO DE ÁGUA E ÍNDICE DE SOLUBILIDADE EM ÁGUA
PROFESSORA: MSC. MAIARA JAIANNE BEZERRA LEAL RIOS
TERESINA-PI
 2015
1 INTRODUÇÃO
O amido é um abundante carboidrato de reserva dos vegetais, constituindo-se também em uma importante fonte energética para a alimentação humana. A capacidade de inchamento do amido e a relação amilose/amilopectina são os dois principais fatores que afetam a qualidade, como a do macarrão de arroz. (LINDEBOOM; CHANG; TYLER, 2004). As principais propriedades funcionais do amido extrusado e disperso em água são a absorção e a solubilidade. Como é conhecido, o amido nativo não absorve água a temperatura ambiente, sendo sua viscosidade praticamente nula. Entretanto, o amido extrusado absorve água rapidamente formando uma pasta a temperatura ambiente, a qual é formada por macromoléculas solubilizadas, incluindo também partículas intumescidas por água (gel). (LUSTOSA; LEONEL; MISCHAN, 2009).
As principais propriedades de hidratação são o índice de absorção de água (IAA), o índice de solubilidade em água (ISA) e o volume de intumescimento. O índice de absorção de água é uma medida que reflete a capacidade do grânulo de amido em absorver água, mesmo em temperatura ambiente. Reflete a capacidade de integralidade da estrutura amilácea após o processo de extrusão. A capacidade de absorção de água do material amiláceo cru é geralmente elevada a partir do momento em que se aplica calor, em meio úmido durante o processamento, por meio do processo de gelatinização. (ASCHERI, 2009).
 De acordo com Colonna et al. (1984) o índice de absorção de água está relacionado à disponibilidade de grupos hidrofílicos (-OH) em se ligar às moléculas de água e à capacidade de formação de gel das moléculas de amido. Os grãos de amido gelatinizado absorvem mais água que no estado natural e as proteínas, devido a mudanças conformacionais e estruturais, têm seu balanço hidrofílico/hidrofóbico alterado, podendo contribuir para o aumento ou diminuição do IAA. (GOMEZ E AGUILERA, 1983).
Em contrapartida, o índice de solubilidade em água (ISA) está relacionado à quantidade de sólidos solúveis presentes em uma amostra seca, e permite verificar o grau de intensidade do tratamento térmico, em função da gelatinização, dextrinização e consequente solubilização do amido, entre outros componentes da matéria-prima, tais como proteínas, lipídios e fibras. Este índice é bastante utilizado para medir o grau de solubilização do amido extrusado em bebidas, sopas, alimentos infantis, ente outros. O ISA é um parâmetro importante na caracterização de farinhas extrudadas para fins de solubilização posterior, como é o caso de sopas, por exemplo, pois por meio deste, pode-se verificar o grau de cozimento do amido e avaliar as condições de solubilização em meio aquoso. (GUTKOSKI, 1997).
O ISA expressa a porcentagem da matéria-prima seca recuperada após evaporação do líquido sobrenadante da determinação de absorção de água, permitindo verificar o grau de severidade do tratamento, em função da degradação, gelatinização, dextrinização e consequente solubilização do amido. (CARVALHO; ASCHERI; CAL-VIDAL, 2002).
Dessa forma, o objetivo da prática realizada foi verificar o índice de absorção de água (IAA) do amido, de acordo com a orientação da professora e as normas do laboratório.
2 METODOLOGIA
Materiais:
Balança Analítica
Bandeja
Bécker
Centrífuga
Espátula
Pera
Pipeta graduada
Pisseta com água destilada
Proveta de 50 ml
Tubo Falcon
Amostras:
5 g de amido
Métodos:
	No laboratório de Bromatologia e Bioquímica de Alimentos da UFPI, pegaram-se dois tubos falcons, e em uma balança analítica obteve-se o peso destes separadamente, visto que a prática necessitava ser em duplicata. Em seguida, em duas bandejas, pesou-se 2,5 g de amido em cada uma delas, e colocaram-se assim, com o auxílio de uma espátula, os 2,5 g de amido em cada tubo. Posteriormente, mediu-se 30 ml de água destilada em uma proveta de 50 ml por duas vezes, seguidamente despejou-se tal líquido nos tubos falcons que já continham o amido. Logo após, os dois tubos foram levados para uma centrífuga a 3000 rotações por 30 minutos. 
Ao fim deste tempo, os tubos foram recolhidos e pôde-se observar a formação de um gel no fundo destes, e logo acima uma quantidade de líquido sobrenadante. Visto que, apenas o gel formado era necessário, retirou-se com a ajuda de uma pipeta e uma pera e depositou-se em um bécker todo o líquido sobrenadante de cada um dos tubos. Restando assim apenas os géis nos tubos, pesou-os novamente, desprezando-se assim o peso dos tubos obtidos inicialmente e obtendo apenas o peso dos géis, sendo finalmente possível calcular o IAA por meio da seguinte fórmula:
IAA = Peso do gel / Peso da amostra
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
	Segue abaixo as imagens da prática de Índice de Absorção de Água (IAA): 
Imagem 1 – Obtenção de 2,5 g de amido.
Imagem 2 – Centrifugação dos tubos falcons contendo 2,5 g de amido e 30 ml de água destilada a 3000 rotações por 30 minutos.
Imagem 3 – Tubos falcons contendo gel resultante da centrifugação e bécker contendo o líquido sobrenadante que foi retirado dos tubos.
Imagem 4 – Obtenção do peso dos géis resultantes da centrifugação.
Fonte: Laboratório de Bromatologia e Bioquímica de Alimentos da UFPI.
O IAA e ISA são explicados pelas interações amido-água e são importantes na avaliação da adequabilidade do uso de produtos amiláceos extrusados em suspensões ou em soluções. O IAA está relacionado à viscosidade da pasta a frio, porque somente os grânulos de amido danificados absorvem água a temperatura ambiente e incham, resultando em incremento da viscosidade. Depois de os grânulos de amido alcançarem um máximo de absorção, o IAA decresce com o começo da dextrinização. O ISA está relacionado à quantidade de sólidos solúveis em uma amostra seca, permitindo verificar o grau de severidade do tratamento, em função da degradação, gelatinização, dextrinização e consequente solubilização do amido. (LUSTOSA; LEONEL; MISCHAN, 2009).
	Os resultados obtidos na prática realizada se encontram na tabela a seguir:
Tabela 1 – Relação do peso do gel da amostra de amido com o seu índice de absorção de água.
	 Peso do tubo (g) Peso do tubo/gel (g) Peso do gel (g) IAA
 Tubo 1 9,7102 13,9359 4,2257 1,69028
 Tubo 2 9,0841 13,3265 4,2424 1,69696
	Fonte: Laboratório de Bromatologia e Bioquímica dos Alimentos da UFPI
O IAA foi calculado por meio do seu cálculo padrão, sendo que, fez-se um cálculo para cada amostra, somaram-se os resultados e dividiu-se por dois, assim obteve-se a média, para um resultado mais fidedigno. Seguem abaixo os cálculos necessários para obter-se o índice de absorção de água no amido:
Amostra 1:
IAA = Peso do gel / Peso da amostra
IAA = 4,2257 / 2,5
IAA = 1,69028
Amostra 2:
IAA = Peso do gel / Peso da amostra
IAA = 4,2424 / 2,5
IAA = 1,69696
Média do IAA = 1,69028+1,69696/2 
IAA = 3,38724/2
IAA = 1,69362
O amido é composto basicamente por dois tipos de macromoléculas: amilose e amilopectina. A amilose é um polímero linear de resíduos de D-glicose, unidos por ligações α-1,4. As ligações de hidrogênio da amilose são responsáveis pela adsorção de água e a formação de géis. A amilopectina é um polímero ramificado da D-glicose, com ligações do tipo α-1,4 e nas ramificações são ligações do tipo α-1,6. (ANDRADE, 2006; CEREDA, 2003). O aquecimento de suspensões de amido em excesso de água (>60%) causa uma transformação irreversível denominada gelatinização. Oinchamento dos grânulos e a concomitante solubilização da amilose e da amilopectina induzem à gradual perda da integridade granular com a geração de uma pasta viscosa. (FRANCO, 2002). Para obter-se informação fundamental sobre o inchamento do grânulo é necessário que a gelatinização do amido seja conduzida em excesso de água, permitindo que os grânulos possam inchar livremente e sem desintegração mecânica. (CIACCO, 1982).
Diversos autores sugerem que o aumento do IAA em produtos extrusados a base de amido e proteína seja causado provavelmente pela exposição dos grupos hidrofílicos, bem como, pelo enfraquecimento e quebra das ligações do biopolímero, o que facilita a penetração da água nas estruturas. (LUSTOSA; LEONEL; MISCHAN, 2009).
Nas condições de elevada umidade e baixo teor de proteína nas misturas, ou nas situações inversas, elevado teor de proteína e baixa umidade, são obtidos os maiores valores de IAA. De acordo com Alvin et al., o IAA está relacionado à capacidade de absorção e retenção de água pelos constituintes da matéria-prima. Durante a extrusão, os grânulos de amido sofrem gelatinização e as proteínas são desnaturadas. O amido gelatinizado absorve mais água do que em seu estado natural e as proteínas, devido a mudanças conformacionais e estruturais, têm o seu balanço hidrofílico/hidrofóbico alterado, podendo contribuir para o aumento ou diminuição do IAA.
Ferreira, 1999, constatou em seu estudo que os maiores valores de IAA foram obtidos para os mais altos valores de umidade e de temperatura, acima de 26% e de 140°C, respectivamente. Isto pode ser explicado pela exposição de grupos hidrofílicos (-OH) das cadeias de amilose e amilopectina nos grânulos de amido submetidos aos efeitos do tratamento térmico. 
O índice de solubilidade em água é um parâmetro que reflete a degradação sofrida pelos constituintes da fibra, ou seja, o somatório dos efeitos de gelatinização, dextrinização e, consequentemente, solubilização (GUTKOSKY, 1997). A solubilidade tem efeito na funcionalidade da fibra e, principalmente, na estabilidade da viscosidade (GUILLON e CHAMP, 2000).
O cálculo necessário para a obtenção do índice de solubilidade em água é o seguinte:
ISA = Peso dos sólidos secos do sobrenadante / Peso da amostra
O aumento da solubilidade verificado em produtos extrusados é atribuído à dispersão das moléculas de amilose e amilopectina como consequência da gelatinização, quando as condições são mais brandas, e da formação de compostos de baixo peso molecular, quando as condições são mais drásticas. (COLONNA et al., 1984).
Chang et al., 2001 utilizaram a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) para estudar os efeitos dos parâmetros da extrusão termoplástica (umidade inicial da matéria-prima e temperatura de processo) e adição de concentrado proteico de soja no desenvolvimento de snacks extrusados à base de amido de mandioca, e concluíram que o maior IAA foi obtido quando utilizados maiores níveis de umidade e de concentrado proteico, e que a diminuição do teor de concentrado proteico levou á um menor ISA. 
Mesa et al., 2009 estudando o efeito da rotação da rosca e porcentagem de concentrado proteico de soja na produção de snacks fortificados de amido de milho, observaram o efeito dos dois fatores sobre os IAA e ISA dos produtos, com baixo valor de IAA nas condições de alta rotação da rosca e maiores porcentagens de concentrado proteico de soja. Já o ISA foi maior nas condições de elevada rotação (330 rpm) e alto conteúdo de concentrado de soja (20%).
4 CONCLUSÃO
A prática realizada foi de fundamental importância, pois possibilitou um melhor entendimento sobre o Índice de absorção de água, visto que este é desejável em grande escala para o preparo de sopas e mingaus, por exemplo. E ainda, através da literatura disponível foi possível compreender a relevância do Índice de solubilidade em água de alimentos como o amido de milho.
 
REFERÊNCIAS
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ANDRADE, E. C. B. Análise de alimentos: uma visão química da nutrição. São Paulo: livraria Varela, 2006, 283 p.
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CARVALHO, R. V.; ASCHERI, J. L. R.; CAL-VIDAL, J. Efeito dos parâmetros de extrusão nas propriedades físicas de extrusados (3G) de misturas de farinhas de trigo, arroz e banana. Ciência e Agrotecnologia, v. 26, n. 5, p. 1006-1018, 2002.
CEREDA, M. P; VILPOUX, O. Tecnologia, uso e potencialidades de tuberosas amiláceas latino-americanas. São Paulo: Fundação Cargil, 2003, v.3, cap. 12, p. 246-332.
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CIACCO, C.F. Fabricação de amido e sua utilização. Secretaria de Indústria e
Comércio, Ciência e Tecnologia, (Tecnologia Agroindustrial, 7). São Paulo, 1982.
COLONNA, P.; DOUBLIER, J.L.; MELCION, J.P., MONREDON, F.; MERCIER, C. Extrusion cooking and drum drying of wheat starch. I. Physical and macromolecular modifications. Cereal Chemistry, v.61, n.6, p.538-543, 1984.
FERREIRA, T. A. P. C. Avaliação nutricional do amaranto (Amaranthus caudatus L.) extrusado em diferentes condições de umidade. 1999. 157f. Tese (Doutorado) – Faculdade de Ciências Farmacêuticas, USP, São Paulo, 1999.
FRANCO, C. M. L. et al. Cultura de tuberosas amiláceas latino-americanas: propriedades gerais do amido. São Paulo: Fundação Cargil, 2003, v.1, 327p.
GOMEZ, M. H.; AGUILERA. J. M. Changes in the starch fraction during extrusion cooking of com. Journal of Food Science, v.48. p.378-381. 1983.
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