Characteristics of cassava starch fermentation wastewater based on structural degradation of starch granules / Características das águas residuais da fermentação do amido de mandioca com base na degradação estrutural dos grânulos de amido

ABSTRACT: Sour cassava starch is a naturally modified starch produced by fermentation and sun drying, achieving the property of expansion upon baking. Sour cassava starch' bakery products can be prepared without the addition of yeast and it is gluten free. The fermentation process associated with this product has been well studied, but the wastewater, with high acidity and richness in other organic compounds derived from starch degradation, requires further investigation. In this study, the structure of solids present in this residue was studied, seeking to future applications for new materials. The solids of the wastewater were spray dried with maltodextrin (MD) with dextrose equivalent (DE) of 5 and 15 and the structure of the powder was evaluated by scanning electron microscopy. A regular structure with a network arrangement was observed for the dried material with MD of 5 DE, in contrast to the original and fermented starches structure, which suggests a regular organization of this new material, to be studied in future applications.

RESUMO: O polvilho azedo é um amido naturalmente modificado, produzido por fermentação e seco ao sol, atingindo a propriedade de expansão. Produtos de panificação a partir do polvilho azedo podem ser preparados sem a adição de leveduras e são livres de glúten. O processo fermentativo tem sido exaustivamente estudado, mas as águas residuais com elevada acidez e ricas em compostos orgânicos derivados da degradação do amido, requerem futuros trabalhos. Neste estudo, a estrutura dos sólidos presentes nesse efluente foi estudada vislumbrando futuras aplicações para estes novos materiais. Os sólidos contidos na água residual foram secos em spray dryer com maltodextrina (MD), com equivalente de dextrose (DE) de 5 e 15. A estrutura das partículas foi observada por microscopia eletrônica de varredura. Uma estrutura regular com arranjo em rede foi observada para o material seco com MD DE 5, em características que diferem das estruturas do amido nativo e do amido fermentado, o que sugere uma nova e regular organização estrutural com futuras aplicações a serem determinadas.

Efeitos da modificação por ácidos orgânicos e do processo de secagem sobre as propriedades de expansão do amido de mandioca / Effects of modification by organic acids and the drying process on the expansion properties of cassava starch

O amido fermentado de mandioca, polvilho azedo, possui ampla aplicação em produtos de panificação, devido à propriedade de expansão, sem fermento e sem glúten, o que alavancou a comercialização dos amidos substituintes modificados por ácido. O polvilho azedo é fermentado e seco ao sol, com a geração de ácidos: acético, butírico, lático e propiônico, enquanto os amidos modificados por ácido não são fermentados. Neste trabalho foi produzido o polvilho azedo, seco ao sol e em estufa e amidos modificados pelos ácidos prevalentes na fermentação, secos em UVC. Todos os amidos foram comparados, quanto aos ácidos orgânicos, dos amidos secos em diferentes condições e apenas fermentados, sem secagem, bem com quanto às características físico-químicas e reológicas. Ficou comprovado que a secagem solar favorece um produto mais ácido e de maior expansão. O maior volume específico foi observado para a amostra fermentada seca ao sol, seguida das modificadas por ácido lático 0,5 % e ácido acético 0,5 % e ácido lático 1 %. A baixa expansão da amostra fermentada e seca em estufa (E) mostrou que apenas a presença dos ácidos orgânicos não é suficiente para expansão e que a radiação UV (artificial ou solar) influencia diretamente nessa característica.

The fermented cassava starch, polvilho azedo, has wide application in bakery products, due to expansion property without yeast and gluten, which leveraged the marketing of starches modified by acid. The cassava starch is fermented and sun dried, with the generation of acids: acetic, butyric, lactic and propionic, while starches modified by acid are not fermented. In this work was produced cassava starch, dried in the sun and under oven, and modified by the acids of cassava starch fermentation, dried in UVC. All starches were compared, as the organic acids, dry starches in different conditions and only fermented without drying, as well as with the physicochemical and rheological characteristics. It was proven that solar drying favors a more acidic product and expansion property. The higher specific volume was observed for the sample fermented sun dried, followed by modified by 0.5 % lactic acid and 0.5 % acetic acid and lactic acid 1 %. The low expansion of the fermented sample and dried in an oven showed that only organic acids is not sufficient for expansion and that UV radiation (solar or artificial) directly influences this characteristic.

Estabilidade do ácido ascórbico e dos pigmentos da polpa de acerola congelada por métodos convencional e criogênico / Stability of ascorbic acid and pigments of frozen acerola pulp by conventional methods and cryogenic

O objetivo deste estudo foi avaliar a estabilidade do ácido ascórbico e dos pigmentos da polpa de acerola, congelada por métodos mecânico (convencional a -22,1°C) e criogênicos (imersão em vapor de N2 a -178,6°C e em N2 líquido a -195,1°C), durante armazenamento por 120 dias a -22,1°C. Foram determinados os teores de ácido ascórbico, antocianinas totais, carotenoides totais e a cor instrumental da polpa de acerola in natura, pós-congelamento e a cada 30 dias durante os 120 dias de armazenamento. Os teores de ácido ascórbico se mantiveram estáveis para todos os métodos de congelamento, enquanto que a amostra congelada convencionalmente apresentou a maior redução (16,45%) nos teores de carotenoides totais em relação ao padrão. Menor diferença de cor (ΔE*) foi verificada para a amostra congelada por vapor de N2, que apresentou redução de 11,26% e 8,50% nos teores de carotenoides totais e antocianinas totais, respectivamente, após 120 dias de armazenamento a -22,1°C. Diante dos resultados, o congelamento criogênico por vapor de nitrogênio revelou-se boa alternativa para maior retenção dos pigmentos da polpa de acerola.

Avaliação físico-química e aceitação sensorial de biscoitos tipo cookies elaborados com farinha de resíduos de acerola / Physical-chemical and sensory characteristics of cookies formulated with acerola

A farinha obtida dos resíduos de processamento da polpa de acerola foi utilizada para preparar biscoitos tipo cookies. O efeito da mistura dessa farinha foi avaliado na composição e aceitabilidade dos cookies. Foram elaboradas formulações com 0% (padrão), 10% (Tipo I) e 20% (Tipo II) de farinha de resíduos de acerola em substituição parcial da farinha de trigo. A farinha de resíduos, constituída de cascas e sementes, apresentou 8,60% de umidade, 8,88% de proteína, 0,52% de lipídios, 3,03% de cinzas, 24,33% de açúcares redutores em glicose, 8,09 μg.g-1 de carotenoides totais, 47,5ºBrix e 9549,61 mg de ácido ascórbico.100g-1. Os cookies preparados com farinha de resíduos obtiveram menores notas na impressão global (5,34-Tipo I e 4,14-Tipo II) em comparação à formulação padrão (6,62). Há necessidade de se efetuar melhorias, como ajuste no teorde umidade nas formulações, para maior aceitação do produto. No biscoito padrão não houve detecção de carotenoides totais e ácido ascórbico, mas estes estiveram presentes no Tipo I, respectivamente, nos valores de1,51 μg.g-1 e 2172,60 mg.100g-1. A farinha de resíduos de acerola, pelo elevado teor de ácido ascórbico, torna se boa alternativa para substituição parcial da farinha de trigo em cookies para melhorar seu valor nutritivo.

Acerola pulp processed residues flour was used as a mixture material for cookies. The effect of the addition ofthis flour was evaluated in the cookies composition and acceptability. Formulations containing 0% (standard),10% (Type I) and 20% (Type II) of acerola residues flour were prepared partially replacing the wheat flour.The residue flour, consisting of peels and seeds, showed 8.60% humidity, 8.88% protein, 0.52% lipids, 3.03%ash, 24.33% of reducing sugars into glucose, 8.09 μg.g-1 of total carotenoids, 47.5°Brix, and 9549.61 mg of ascorbic acid.100g-1. The cookies prepared with acerola residue flour formulations were not well scored onthe global impression of them, being 5.34 (Type I) and 4.14 (Type II) when compared with the standard one (6.62). Improvements as adjusting the moisture contents have to be carried out for increasing cookies acceptance. Neither total carotenoids nor ascorbic acid were detected in the standard cookies, however in Type I cookies these substances rates were of 1.51 μg.g-1 and 2172.60 mg.100g-1, respectively. Acerola residue flour showed a distinct advantage owing to its high ascorbic acid contents, being an useful alternative for partially replacing the wheat flour to improve the nutritional value of prepared cookies.