FIBRA DE MILHO: CARACTERIZAÇÃO DE SUAS PARTÍCULAS E APLICAÇÃO NO SISTEMA DE PANIFICAÇÃO DE ALIMENTOS
Zea mays, resíduos agroindustriais, derivados celulósicos, pão sem glúten, propriedades tecnológicas.
A fibra de milho (CF) é um coproduto primário da indústria do milho. Esse coproduto foi obtido pela moagem úmida a partir de grãos de milho. A CF contém componentes valiosos em sua estrutura lignocelulósica, como a fibra alimentar do tipo insolúvel. No entanto, ele é usado na alimentação animal ou descartado de forma inadequada no meio ambiente. O objetivo desta tese é caracterizar as partículas de CF e aplicá-las ao sistema de alimentos da panificação. Portanto, este estudo está dividido em quatro (4) capítulos consecutivos. No Capítulo 1, é realizada uma revisão bibliométrica sobre as percepções de CF no setor de alimentos. A bibliometria é uma técnica usada para processar e analisar dados bibliográficos qualitativa e quantitativamente usando ferramentas como a “Bibliometrix”. Os resultados indicaram que os estudos sobre CF estão aumentando (taxa de publicação por ano: 3,93%). As áreas de química, Ciência e Tecnologia de Alimentos têm o maior número de documentos publicados por ano. Cientistas e afiliações americanas e asiáticas se destacam na produção de trabalhos sobre a CF. As revistas europeias e americanas se destacam como as fontes mais publicadas e se caracterizam por estarem entre as melhores do mundo, com os quartis Q1 e Q2. As palavraschave com maior ocorrência foram corn fiber, corn fiber gum, arabinoxylans e emulsions. Atualmente, a CF é usada como um agente estabilizador para emulsões e hidrogéis em seu estado modificado (goma de fibra de milho). No entanto, ainda há muito a ser explorado sobre o assunto, e os cientistas de alimentos são sugeridos para produzir novas formulações desse material, bem como para obter celulose para aplicações em alimentos. No Capítulo 2, são avaliadas as propriedades físicas, tecno-funcionais, estruturais e químicas da CF e suas frações obtidas por peneiramento a seco. O tamanho das partículas apresentou baixa uniformidade (0,34) no material, o que poderia afetar o processamento e a qualidade do produto. Cada fração de CF apresentou diferenças significativas (p < 0,05) nas propriedades analisadas, como densidade, solubilidade, viscosidade da pasta, cor, proteína, cinzas, lipídios, compostos fenólicos e atividade antioxidante. A análise de componentes principais revelou quatro grupos distintos que possuíam características semelhantes em termos de propriedades tecno-funcionais e físico-químicas. Este estudo sugere o aproveitamento das frações grossas da CF para a extração de componentes como celulose e hemicelulose, enquanto as frações finas da CF poderiam ser excelentes materiais para a produção de alimentos de panificação com excelentes propriedades nutricionais e funcionais. No Capítulo 3, o estudo teve como objetivo produzir pães ideais sem glúten à base de arroz e misturas de CF, farinha de grão-de-bico e farinha integral de milheto com propriedades funcionais e tecnológicas aceitáveis. Os pães sem glúten foram formulados de acordo com um projeto de mistura centroide com restrição de 10% em cada componente. A mistura que atendeu aos requisitos tecnológicos foi a farinha de arroz (50%), CF (5%), farinha de grão-de-bico (45%) e farinha de milheto pérola (5%). Quando farinhas de grãos integrais são usadas na formulação, há o risco de deterioração. Assim, a melhor fórmula foi extrudada em condições fixas para proporcionar maior estabilidade durante sua vida útil. No entanto, as características tecnológicas do pão foram afetadas negativamente em comparação com as das amostras de controle (farinha de arroz) e da mistura crua. Entretanto, na aceitação sensorial, os pães feitos com misturas de farinha crua e extrudada obtiveram pontuações mais altas do que a amostra de controle e mantiveram componentes antioxidantes que poderiam beneficiar a saúde do consumidor. Assim, este capítulo apresenta um método vi para desenvolver novas formulações para panificação sem glúten e espera-se que contribua para pesquisas futuras. No Capítulo 4, o objetivo deste estudo foi produzir celulose e carboximetilcelulose (CMC) a partir da CF usando a metodologia de superfície de resposta e a otimização de superposição de contorno para caracterizar as propriedades térmicas, físico-químicas e morfológicas das amostras. Para a polpação, as condições ideais foram as seguintes: Concentração da solução de NaOH de 1,5% e tempo de reação de 108 minutos. Por outro lado, o volume de ácido peracético (20 mL) e o tempo de branqueamento (30 min) foram as condições ideais para o branqueamento da celulose bruta. A massa de ácido monocloroacético (2 g) e o tempo de reação (190 min) foram condições ideais para a produção de carboximetilcelulose com maior rendimento (192,5 – 201,53%) e alto grau de substituição (0,97 – 1,03). Essa CMC otimizada foi aplicada a uma formulação de pão sem glúten à base de arroz para avaliar o efeito da adição de CMC em suas propriedades tecnológicas. Os resultados indicaram que a adição de CMC à formulação afetou a viscosidade da massa, revelando uma redução na gelatinização e retrogradação da farinha de arroz. Além disso, a adição de CMC obtida das fibras de CF à formulação do pão de arroz melhorou a retenção de água e a dureza, e o volume específico aumentou com a adição de mais CMC na formulação, reduzindo, consequentemente, a perda de cozimento. Portanto, a CF mostrou grande potencial no campo da ciência e tecnologia de alimentos como um ingrediente alternativo na panificação sem glúten.