Introdução
O amido é um polissacarídeo, composto de amilose e amilopectina, presente em muitas plantas comestíveis, como batata, trigo, arroz etc. No setor farmacêutico, ele é usado como aglutinante durante a compressão de comprimidos e como desintegrante assim que o comprimido é exposto à umidade. O amido também desempenha um papel importante no setor alimentício, onde é usado como espessante e estabilizador em molhos e pudins. Semelhante ao seu uso no setor alimentício, ele pode ser usado como um adesivo ecológico no processamento de papel e madeira. Os adesivos à base de amido reagem à umidade e à temperatura, o que é benéfico no setor de embalagens. Além disso, o amido modificado é usado como agente espessante em tintas, revestimentos e produtos cosméticos. A medição da viscosidade usando a curva RVA pode ajudar a otimizar as propriedades de fluxo para aplicações industriais.
Quando aquecidos em um líquido, os grânulos de amido incham e se transformam de um estado parcialmente cristalino em um sistema gelatinoso. Esse processo, chamado de gelatinização, envolve mudanças na estrutura do amido e nas propriedades de fluxo. Ele pode ser simulado pelo estudo do comportamento reológico do amido em condições de temperatura controlada. Além disso, a qualidade do produto é avaliada por meio de parâmetros reológicos relevantes.
Condições de medição e suporte de amostra- Especialmente para testes de amido
A seguir, a influência da gelatinização na viscosidade de cisalhamento do amido de arroz é investigada com o reômetro rotacional Kinexus. Para esse fim, é usada uma geometria dedicada ao amido. Ela consiste em um copo e uma pá misturadora de duas lâminas (figura 1).
Uma amostra, composta de 3 g de amido em 25 g de água, foi investigada. As condições de medição estão resumidas na tabela 1. O programa de temperatura selecionado é típico para testar e avaliar as características de colagem do amido. A curva de viscosidade de cisalhamento resultante é conhecida como curva RVA (Rapid Visco-Analyzer curve).
Tabela 1: Condições de medição
| Etapa | Temperatura [°C] | Taxa de cisalhamento [s-1] | Tempo [s] |
|---|---|---|---|
| Pré-cisalhamento | 50 | 200 | 30 |
| 1 | 50 | 54 | 60 |
| 2 | 50 - 95, 6 K/min | 54 | - |
| 3 | 95 | 54 | 150 |
| 4 | 95 - 50, 6 K/min | 54 | - |
| 5 | 60 | 54 | 60 |
Resultados da medição
A Figura 2 mostra uma curva de gelatinização do amido de arroz obtida de acordo com o método de teste acima. No início do teste, a temperatura foi aumentada gradualmente. Antes de atingir a temperatura de gelatinização, o amido estava disposto em um estado cristalino ordenado e não podia absorver água ou inchar. A curva de viscosidade não sofreu nenhuma alteração, e a viscosidade permaneceu constante.
À medida que a temperatura continua a subir, a viscosidade começa a aumentar. Nesse ponto, os grânulos de amido começam a se gelatinizar, os cristais começam a se romper e a estrutura ordenada original é perdida. O ponto correspondente na curva de temperatura, chamado de temperatura de colagem, geralmente depende da proporção de amilose e amilopectina.
Durante o aquecimento adicional, a viscosidade continua a aumentar. Em uma determinada temperatura, a viscosidade atinge seu pico máximo, chamado de viscosidade de pico. Nesse ponto, as partículas de amido absorvem água e incham, expandindo-se ao máximo. Um pico de viscosidade baixo geralmente indica uma fraca capacidade de dilatação do amido, dificultando a gelatinização ou o cozimento.
Depois que o pico de viscosidade é ultrapassado, devido à absorção completa de água e ao inchaço do amido, ele não consegue mais absorver água. Portanto, com o aumento do tempo, sob a ação de forte agitação, a estrutura da pasta de amido é continuamente destruída, causando a quebra das cadeias moleculares. Isso resulta em uma diminuição da viscosidade até que ela atinja um determinado valor mínimo, que também pode ser chamado de viscosidade de retenção, viscosidade de cocho ou viscosidade de pasta quente. Geralmente ocorre no final do período IsotérmicoOs testes com temperatura controlada e constante são chamados de isotérmicos.isotérmico ou no início do resfriamento. A destruição da estrutura está relacionada à composição do amido.
A diferença entre o pico de viscosidade e a viscosidade mínima é chamada de valor de quebra ou valor de desintegração, que pode ser usado para avaliar quantitativamente o dano à estrutura do amido. A desintegração dos grânulos de amido depende da proporção de amilose para amilopectina, bem como de muitos outros fatores, como o tratamento da superfície dos grânulos de amido.
Quando a temperatura volta à temperatura inicial, a viscosidade retorna a um nível de viscosidade mais alto, o que é causado pela recristalização do amido linear durante o resfriamento, chamada de retrogradação. Essa viscosidade é chamada de viscosidade final ou viscosidade da pasta fria e pode ser usada como um indicador para avaliar a consistência da textura, o sabor ou a taxa de envelhecimento.
A diferença entre a viscosidade mais baixa e a viscosidade final é chamada de viscosidade de retrocesso. Ela está relacionada à recombinação do amido linear durante o processo de resfriamento e depende do conteúdo do amido linear, do grau de inchaço e da desintegração das partículas de amido. Quanto menor o valor de retrogradação, mais macia será a textura do produto feito com esse amido e mais lenta será a taxa de envelhecimento e endurecimento.
Conclusão
Uma curva RVA foi medida com o reômetro rotacional Kinexus para avaliar as características de colagem e retrogradação do amido de arroz. Esse tipo de medição é particularmente fácil de ser realizado com o Kinexus porque o software de medição e avaliação rSpace contém um método especialmente dedicado ao teste de amido.
A interpretação e a análise da curva resultante são usadas para prever e ajustar a qualidade do produto. O software também permite a quantificação da percepção humana subjetiva. Por exemplo, para uma massa macia, um pico de viscosidade mais alto sugere um forte inchaço, o que torna o produto mais macio e menos mastigável. Uma queda maior na viscosidade indica uma estrutura com baixa estabilidade sob calor e EstresseA tensão é definida como um nível de força aplicado a uma amostra com uma seção transversal bem definida. (Tensão = força/área). As amostras com seção transversal circular ou retangular podem ser comprimidas ou esticadas. Materiais elásticos, como a borracha, podem ser esticados até 5 a 10 vezes seu comprimento original.estresse de cisalhamento. Uma viscosidade final alta sugere maior retrogradação (reassociação da amilose), o que pode contribuir para uma massa mais firme e mais macia.