Efeito da pressão e temperatura em suspensões de amido

Abstract

O objetivo do presente trabalho consistiu no estudo das propriedades viscoelásticas de suspensões de amido nativo e processado a alta pressão. Foi utilizado um sensor acústico de forma a analisar as propriedades das suspensões, sendo depois recolhidas informações complementares através de outras técnicas: calorimetria diferencial de varrimento, microscopia de luz polarizada e microscopia eletrónica de varrimento. Neste trabalho foram realizados estudos com amido de milho nativo e processado a alta pressão (500 MPa, 5 minutos, temperatura ambiente), tendo-se verificado que a suspensão do amido processado apresentava propriedades viscoelásticas muito diferentes do amido nativo. A temperatura a que se iniciou o aumento da viscosidade foi mais elevada para o amido processado a alta pressão, e as variações observadas para temperaturas superiores a 70 °C foram menores. Durante o arrefecimento foi detetada uma diminuição da viscosidade, correspondente a um aumento da organização molecular, com maior expressão no amido nativo mas que se dá no mesmo intervalo de temperatura, quer para este quer o processado a alta pressão. Foi também possível concluir que a velocidade de aquecimento da amostra de amido influencia as propriedades viscoelásticas da suspensão e as temperaturas a que ocorrem as variações de viscosidade relacionadas com o processo de gelatinização do amido. De assinalar também que no amido de milho se pode detetar pela variação da frequência do cristal piezoelétrico o rompimento dos grânulos e que apesar do estabelecimento de novas ligações e da reposição de alguma ordem molecular que se pode verificar durante o arrefecimento, a frequência da suspensão depois de arrefecida era muito diferente da suspensão de amido inicial. No amido de arroz, a temperatura a que se inicia o aumento de viscosidade foi superior à que se observou para o amido de milho, indicio da maior resistência do amido de arroz, para o qual não se detetou sinal de rutura dos grânulos. A frequência final da suspensão do mesmo, depois de arrefecido, era igual à inicial. Com o amido de arroz foi feito o estudo da influência da temperatura no processamento de alta pressão, tendo sido processadas suspensões a 400 MPa, durante 15 minutos, a 5, 10, 23 e 34 °C. As propriedades viscoelásticas foram analisadas com recurso a um sensor acústico, tendo-se verificado que quanto maior a temperatura de processamento a alta pressão, mais elevada a temperatura necessária para que se inicie o aumento de viscosidade e menores as temperaturas a que se inicia diminuição da mesma durante o arrefecimento.

The aim of this work was to study the viscoelastic properties of native and high-pressure-treated starch suspensions. An acoustic wave sensor was used to analyze the suspensions, and those studies were complemented with other data obtained by other techniques: differential scanning calorimetry, polarized light microscopy and scanning electron microscopy. Studies have been conducted with native and high-pressure-treated maize starch (500 MPa, 5 minutes, room temperature). It was found that the high-pressure-treated starch suspensions presented viscoelastic properties different from native starch. The onset temperature of viscosity increase is higher for the high-pressure-treated starch, although the changes in viscosity observed at temperatures above 70 ° C were smaller. During cooling, a decrease in viscosity was detected, which corresponded to an increase in molecular organization. The magnitude of the frequency shift was higher for native starch, although it was observed within the same temperature range, for native and high-pressure-treated starch. It was also possible to conclude that the heating rate of starch influences the suspension viscoelastic properties and the temperatures of viscosity changes related to the starch gelatinization process. It should be noted that in the maize starch a change in the piezoelectric crystal frequency due to the breaking of the granules was detected. Despite the establishment of new connections and the recover of some molecular order, which was evidenced during cooling, the frequency of the crystal in contact with the suspension after cooling was very different from the initial frequency. In rice starch, the temperature at which the viscosity increase begins was higher than for the maize starch. Higher resistance index for rice starch was detected, with no rupture of the granules. After cooling, the frequency of the crystal in contact with the suspension was equal to the initial frequency. Also for rice starch the influence of temperature on high-pressure-treated starch was studied. Suspensions were treated at pressures of 400 MPa for 15 minutes at 5, 10, 23 and 34 ° C. The viscoelastic properties were studied using an acoustic wave sensor. It was found that the higher the processing temperature, the higher the temperature at which the viscosity increase began and the lowest the temperatures at which there was a decrease in viscosity during cooling.