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Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) Amido (Microscopia e Gelatinização) Kamila Duarte – 90168 Rafaella Rios de Carvalho – 90164 Thaís Rodrigues – 90179 Thallyta Amorim - 79227 Viçosa 02-09-2017 Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) 1. INTRODUÇÃO O amido é a fonte de reserva mais importante dos vegetais, está presente nos plastídios de vegetais superiores e está disponível em abundância na natureza, perdendo apenas para a celulose. Geralmente, suas principais fontes são: o milho, a batata, o trigo, a mandioca e o arroz. É constituído por uma mistura de dois polissacarídeos: amilose e amilopectina, em proporções que variam com a espécie e o grau de maturação. Ele é o principal carboidrato de reserva em plantas, sendo responsável por 70-80% da energia calórica consumida mundialmente. Ele está presente em praticamente todos os setores industriais, especialmente nas indústrias alimentícias. A quantidade de amilose nos grânulos de amido oscila de acordo com a origem do amido. O amido de milho, por exemplo, possui entre 25-28% de amilose, enquanto o de batata possui 20%. Por isso, estes amidos apresentam propriedades funcionais distintas. O acondicionamento de amilose e amilopectina constituem os grânulos de amido, insolúveis em água fria, e quando são aquecidos em excesso de água, se dissolvem liberando as moléculas (há perda da organização molecular no grânulo de amido), formando um gel viscoso. Este processo é conhecido como gelatinização do amido. O amido de milho é obtido através da moagem dos grãos de milho na presença de água. E é usualmente destinado a fabricação de adoçantes. Já o amido de batata é obtido através da Solanum Tuberosum L. e possui maior viscosidade em relação aos outros amidos e baixo teor de proteína, além de ter pouca tendência a formar o gel. O fato de ser armazenado em grânulos insolúveis em água e de ser facilmente extraível torna-o único na natureza, com ampla possibilidade de utilização diretamente na dieta humana ou na indústria alimentícia (CORDENUNSI, 2006). 2. OBJETIVO Identificar e diferenciar grânulos de amido de milho e de batata durante o aquecimento e suspensão destes. 3. MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAIS Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) Microscópio Lâminas e lamínula Béqueres Amido de batata Amido de milho Água Banho maria METODOLOGIA Parte 1: Prepararam-se duas lâminas para visualização no microscópio à temperatura ambiente, uma de amido de batata com água e outra de amido de milho com água. Parte 2: Preparou-se 100 mL de uma supensão de amido de milho (2% m/v). Preparou-se 100 mL de uma suspensão de amido de batata (2% m/v). Preparou-se três béqueres contendo 30 mL de amido de milho. Preparou-se três béqueres contendo 30 mL de amido de batata. Colocou-se os béqueres contendo as suspensões de amido de milho e amido de batata em um banho maria a 40ºC. Aguardou-se 5 minutos e retirou-se um béquer de amido de milho e um béquer de amido de batata. Prepararam-se lâminas com estas soluções para visualização no microscópio. Repetiu-se o mesmo procedimento para as lâminas de 60ºC e 80ºC. Ao final da prática, observaram-se as diferenças na viscosidade e opacidade/transparência das soluções de amido de milho e amido de batata nos béqueres durante o aquecimento. 4. RESULTADOS PARTE I RESULTADOS: Inicialmente, observou-se os grânulos do amido de milho e de batata em suspensão de água, com auxílio de um microscópio com lente de aumento de 400 vezes. Nota-se que a imagem dos grânulos do amido de milho (Figura 1) apresenta grânulos não tão nítidos, isso devido ao seu Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) tamanho muito reduzido. Já os grânulos do amido de batata (Figura 2), por serem maiores, são visualizados com maior facilidade. Além da diferença do tamanho dos grânulos entre eles, pode-se notar a diferença no formato dos mesmos. Sendo o grânulo do amido de milho poliédricos achatados e o de batata oval. Figura 1 - Grânulos de amido de milho (25°C) Figura 2 - Grânulos de amido de batata (25°) DISCUSSÕES: O grânulo de amido é formado por dois polissacarídeos, amilose e amilopectina, as proporções em que essas estruturas aparecem diferem em relação às fontes botânicas, variedades de uma mesma espécie e, mesmo numa mesma variedade, de acordo com o grau de maturação da planta (ELIASSON, 2004; TESTER et al., 2004). A amilose é uma molécula formada por uma cadeia linear de α-D-glicopiranoses unidas por ligações glicosídicas do tipo α-1,4, enquanto a amilopectina é uma molécula ramificada constituída por cadeias lineares de α-D-glicoses unidas em α-1,4, essas cadeias estão unidas entre si através de ligações glicosídicas α-1,6. Essas moléculas se encontram distribuídas ao longo do grânulo fazendo ligações entre si, dando origem às zonas cristalinas e amorfas do mesmo, estruturas essas responsáveis pela característica de birrefringência do grânulo. No geral os grânulos de amido variam em tamanho e forma, substancialmente, baseado em suas fontes botânicas. Os diâmetros dos grânulos geralmente variam de menos de 1µm a mais do que 100µm, e os formatos podem ser regulares (por exemplo: esférico, ovóide ou angular) ou bastante irregulares. O grânulo de milho como se pode observar (figura 1) tem forma poliédrica achatada e um estado de agregação simples, seu diâmetro pode variar de 2-30 micrômetros, apresentando também baixa claridade da pasta e não possui boa resolução e definição em temperatura ambiente (25°C) como o de batata (figura 2), em que os grânulos possuem formas lenticulares e estrias visíveis, e seu diâmetro pode variar de 10-100 micrômetros. Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) PARTE II RESULTADOS: A seguir, foram observados os grânulos de amido de milho e batata também ao microscópio com aumento de 400 vezes, contudo antes da observação esses grânulos ficaram submersos em água e expostos às temperaturas de 40°C, 60°C e 80°C, o que resultou em um aumento gradual no tamanho dos grânulos, como se observa nas figuras abaixo: Figura 3 - Grânulos de amido de milho (40°C) Figura 4 - Grânulos de amido de batata (40°) Figura 5 - Grânulos de amido de milho(60°C) Figura 6 - Grânulos de amido de batata(60°C) Figura 7 - Grânulos de amido de milho (80°C) Figura 8 - Grânulos de amido de batata (80°) Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) DISCUSSÕES: Quando se compara o controle, que são as fotos dos grânulos observados ao microscópio à 25 °C, com os grânulos que passaram por aquecimento nas temperaturas de 40°C, 60°C e 80°C, observa-se que ocorre um inchamento dos mesmos com o decorrer do aquecimento constante, ou seja, os grânulos aumentam muito de tamanho, o que acarreta em um aumento da viscosidade das suspensões, formando uma pasta. O aumento da viscosidade se dá quando os grânulos começam a inchar, com isso as moléculas de amilose começam a ser lixiviadas dos grânulos, sabe-se que o pico de viscosidade se dá quando a maioria dos grânulos estão totalmente inchados e intactos. Em uma certa faixa de temperatura os grânulos começam a quebrar, diminuindo a viscosidade. Se permitir um resfriamento,os polímeros de amilose e amilopectina começam a se associar e aumenta novamente a viscosidade, processo conhecido como retrogradação. A partir do momento que os grânulos atingem a viscosidade máxima, que ocorre em uma determinada temperatura (52°C a 55°C para o amido de batata e 65°C a 80°C para o amido de milho), conhecida como temperatura de gelatinização, os mesmos começam a se degradarem, ou seja, os grânulos se rompem, há uma perda da organização celular e com isso a viscosidade volta a diminuir. Nesse momento, também percebe-se a influência da água, pois a partir do momento em que as ligações de hidrogênio entre amiloses e amilopectinas são rompidas a mesma consegue penetrar nas micelas do grânulos colaborando também para uma diminuição da viscosidade da suspensão. As diferenças na viscosidade e opacidade das soluções do amido de milho e do amido de batata nos béqueres, durante o aquecimento, se deve ao fato de que a partir do momento em que o amido de forma geral começa a ser aquecido, suas moléculas começam a vibrar intensamente, quebrando as pontes de hidrogênio entre amilose e amilopectina, permitindo assim, a água entrar nas micelas, fato que vai aumentando proporcionalmente ao aumento da temperatura do aquecimento. Assim, um aquecimento contínuo na presença de água acarretará perda da zona cristalina, da birrefringência e a solução ficará transparente, como aconteceu durante a realização do experimento. Conforme pode-se observar nas fotos apresentadas, o amido de batata atinge a temperatura de gelatinização primeiro do que o amido de milho, tendo em vista que ele é constituído por um teor Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) de amilose menor (18%), do que o amido de milho (25% de amilose). Quanto maior o teor de amilose, mais difícil de romper a zona cristalina e assim, maior será a temperatura de gelatinização. O amido pode ser utilizado em diferentes alimentos devido às suas propriedades da pasta que é influenciada pela temperatura. Sabe-se que uma alta viscosidade é desejável para usos industriais, nos quais o objetivo é o poder espessante, logo o processo de gelatinização mostra-se muito importante em usos industriais. O amido é usado em grande quantidade nas indústrias: alimentícia, metalúrgica, mineração, construção, cosméticos, papel, têxtil, entre outras. Na indústria de alimentos é utilizado principalmente como ingrediente que ao mesmo tempo confere valor calórico e melhora as propriedades funcionais em sistemas alimentícios. Dependendo do tipo, o amido pode, entre outras funções, servir para facilitar o processamento, fornecer textura, servir como espessante, fornecer sólidos em suspensão, proteger os alimentos durante o processamento Desde modo, este polissacarídeo desempenha um importante papel no controle das características de um grande número de alimentos processados (FRANCO, 2001). 5. CONCLUSÃO O experimento realizado permitiu a observação da variação das características físicas e químicas das amostras contendo grânulos de amido, quando este varia em relação a sua fonte vegetal e o meio em que ele se encontra. Após a avaliação dos dados das amostras, pode-se concluir que as formas e os tamanhos dos grânulos de amido são diretamente correlacionados com sua fonte botânica, como observado na comparação entre a batata e o milho, na primeira parte do experimento. Assim como a relação amilose e amilopectina, observada na segunda parte do experimento, que em conjunto com outros fatores influenciam na viscosidade da amostra. É importante salientar que essa proporção também é modificada de acordo com o grau de maturação da planta. Ressalta-se ainda, que ao submeter os grânulos a um aumento de temperatura e umidade ocorrerá a gelatinização. E por consequência, os grânulos reterão água dentro de sua estrutura, aumentando assim, de tamanho e viscosidade. Universidade Federal de Viçosa Departamento de Tecnologia de Alimentos Química de Alimentos I (TAL 406) O pico de viscosidade se dá na temperatura de gelatinização. E quando os grânulos estão nessa temperatura, a maioria deles encontram-se totalmente inchados e intactos. Porém, após esse pico, os grânulos começam a se romper, diminuindo assim, a viscosidade. A alta viscosidade é desejável para usos industriais, nos quais o objetivo é o poder espessante. Logo, o processo de gelatinização mostra-se altamente útil em certos objetivos industriais. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. DENARDIN, Cristiane Casagrande; SILVA, Leila Picolli. Estrutura dos grânulos de amido e sua relação com propriedades físico-químicas. Ciência Rural, Santa Maria, Online, 2008. Disponível em: < http://www.scielo.br/pdf/cr/2009nahead/a109cr517.pdf> Acesso em: 30 set, 2017. 2. AMIDOS: FONTES, ESTRUTURAS E PROPRIEDADES FUNCIONAIS. Revista food ingredients Brasil, aditivos & ingredientes, p. 26-37. Disponível em: < http://www.insumos.com.br/aditivos_e_ingredientes/materias/124.pdf > Acesso em: 30 set, 2017. 3. RIBEIRO, E.P.; SERAVALLI, E.A.G. Química de Alimentos. Instituto Mauá de Tecnologia. 2ª Edição. São Paulo: Blucher, 2003. 190p. 4. CORDENUNSI, B. R. Utilização de novas técnicas de microscopia na caracterização do amido. In: LAJOLO, F. M.; MENEZES, E. W. Carbohidratos em alimentos regionales iberoamericano. São Paulo: Edusp, 2006. p. 49-62. 5. SAMODARAM, S.; PARKIN, K.L.; FENNEMA, O.R. Química de alimentos de Fennema. 4ª Edição. São Paulo: Artmed, 2010. 859p.
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