| Summary: | Orientadora : Profª Drª Regina Maria Matos Jorge === Orientador : Prof. Dr. Luiz Mário de Matos Jorge === Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 27/10/2014 === Inclui bibliografia === Resumo: A hidratação precede a moagem úmida para posterior moagem e extração dos principais componentes do grão de milho. Com a entrada dos milhos transgênicos no mercado de alimentação, surge a necessidade de avaliar o comportamento destes grãos. Por isto, a hidratação do grão de milho transgênico semidentado 2B587 Hx e sua isolinha convencional 2B587, cedidos pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC/APTA) da safrinha de 2012, foram comparadas com outras três amostras transgênicas de diferentes texturas de endosperma como o dentado DKB 240PRO, semiduro DKB 390PRO e duro DKB 245PRO cedidos pelo Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) da safra de 2012. Para o estudo da hidratação foi utilizado o modelo empírico de Peleg e o modelo fenomenológico de parâmetros concentrados considerando volume constante e geometria esférica. Os experimentos de hidratação foram realizados nas temperaturas de hidratação de 40, 50, 60 e 67 ºC para avaliar o efeito da temperatura na absorção de água dos grãos. Análises complementares como a composição química das amostras, microscopia eletrônica de varredura, análises térmicas, mudanças na textura do grão durante a hidratação e mudanças nas propriedades da água de hidratação (pH e os sólidos solúveis totais) também foram realizadas. Em geral as concentrações mássicas de equilíbrio foram maiores para os milhos dentados e semidentados (0,4577-0,4615 g/cm3) e menores para os milhos semiduros e duros (0,4311-0,4340 g/cm3). O modelo de Peleg e de Parâmetros concentrados foram capazes de representar as principais características do processo de hidratação. Porém, o modelo de Peleg representou o período inicial de absorção de água de grãos com menores desvios em relação ao modelo de parâmetros concentrados. O aumento da temperatura aumenta a velocidade de hidratação dos cultivares e os grãos alcançam condições de equilíbrio em tempos menores. As energias de ativação (Ea) para a hidratação foram obtidas pela equação de Arrhenius, indicando que o cultivar DKB 240PRO foi o mais afetado pela temperatura. A força de deformação requerida nos ensaios de textura, para os cinco cultivares, em tempos prolongados de hidratação não apresentou diferença significativa (p<0,05), mesmo com variação de temperatura. O milho transgênico 2B587 Hx apresentou diferenças na composição química e foi menos sensível à temperatura em comparação à sua isolinha convencional 2B587 conforme sugerido pelas análises térmicas. Em média, a velocidade de hidratação do milho convencional 2B587 foi 9 % maior em relação ao milho transgênico 2B587 Hx de acordo com a constante k1 do modelo de Peleg. Do mesmo modo, os valores dos coeficientes de difusividade (Ks) do milho convencional 2B587 foram em média 7% maiores que o milho transgênico em temperaturas acima de 40 ?C, sugerindo tempos de hidratação menores para o cultivar convencional. Os sólidos solúveis liberados na água de hidratação foram influenciados pela temperatura e foram representados por um modelo cinético de ordem zero, por isso a escolha de temperatura é apropriada para minimizar esta liberação. A temperatura que mostrou-se favorável para a hidratação dos grãos é de 40 ?C para o cultivar DKB 240PRO, de 50 ?C para os cultivares 2B587 e 2B587 Hx e de 60 ?C para os cultivares DKB 390PRO e DKB 245PRO.
Palavras-Chave: Modelos matemáticos, absorção de água, coeficiente de difusão, textura, TG - DSC, sólidos solúveis, MEV. === Abstract: Hydration precedes wet milling process for grinding and subsequent extraction of the main components of corn grain. With the entry of transgenic corn in feed market, the need arises to evaluate the behavior of these grains. Therefore, the hydration of transgenic variety semident 2B587 Hx and its conventional isogenic variety 2B587 obtained by Agronomic Institute of Campinas (IAC/APTA) program from the 2012 winter corn crops, were compared with other three transgenic corn samples of different endosperm textures dent DKB 240PRO, semi-flint DKB 390PRO and flint DKB 245PRO provided by Agronomic Institute of Parana (IAPAR) from the 2012 summer corn crops. For the grains hydration study was used the empirical Peleg model and the phenomenological concentrated parameters model considering constant volume and spherical geometry. The experiments of hydration were conducted at soaking temperatures of 40, 50, 60 and 67 ¢ªC to evaluate the effect of temperature on water uptake of the grains. Additional analyses such as the samples chemical composition, thermal analysis, scanning electron microscopy, changes in the texture of the grain during hydration and changes in properties of soaking water (pH and total soluble solids) were also performed. In general, the equilibrium mass concentrations were greater for dent and semi-dent corns (0.4577 to 0.4615 g/cm3) and lower for semi-flint and flint corns (0.4311 to 0.4340 g/cm3). Peleg model and concentrated parameters model were able of representing the main characteristics of the hydration process. However, the Peleg model represented the initial water absorption of grains with smaller deviations than the concentrated parameters model. Increasing the temperature, increases the rate of cultivars hydration and the grains reach equilibrium conditions in shorter times. The activation energies (Ea) for the hydration were obtained by the Arrhenius equation, indicating that the cultivar DKB 240PRO was greatly affected by temperature. The deformation force required for tests of texture, for the five cultivars, in prolonged periods of hydration showed no significant difference (p<0.05), even with temperature variation. Transgenic corn 2B587 Hx showed differences in chemical composition and was less sensitive to temperature compared to its conventional isogenic 2B587 as suggest by thermal analyzes. On average, the rate of hydration of conventional corn 2B587 was 9% higher compared to transgenic corn 2B587 Hx according to the Peleg constant k1. Similarly, the values of diffusivity coefficient (Ks) of conventional corn 2B587 was averaged 7% higher than the transgenic corn at temperatures above 40 ¡Æ C, suggesting shorting hydration times for conventional cultivar. The soluble solids released into hydration water were influenced by temperature and were representing by a zero-order kinetic model, so the choice of temperature is appropriate to minimize this release. The temperature which may be favorable for hydration of the grains is 40 ¢ªC for cultivar DKB 240PRO, 50 ¢ªC for cultivars 2B587 and 2B587 Hx and 60 ¢ªC for cultivars DKB 390PRO and DKB 245PRO.
Keywords: Mathematical models, water absorption, diffusion coefficient, texture, TG - DSC, soluble solids, SEM.
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