Caracterização das águas sobrenadantes da fermentação de amido de mandioca: ácidos orgânicos e suas relações com as propriedades do polvilho azedo

• Main Author: Aquino, Ana Carolina Moura de Sena
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2015
• Subjects: Ciência dos alimentos; Amido; Mandioca; Polvilho azedo
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/133075

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2015. === Made available in DSpace on 2015-05-26T04:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333797.pdf: 5197081 bytes, checksum: fb62a092150c3e9c7686f78014b4f748 (MD5) Previous issue date: 2015 === Primeiramente este trabalho objetivou avaliar, através da caracterização das águas sobrenadantes e das propriedades de expansão do polvilho azedo, o processo fermentativo do amido de mandioca por meio do efeito da adição de glicose em relação ao método tradicional. A adição de glicose reduziu o tempo do processo fermentativo em 13 dias (40,6%) e o polvilho azedo obtido pelo método modificado apresentou, em apenas 19 dias de fermentação, propriedades de expansão semelhantes ou até mesmo superiores às do polvilho azedo comercial. A definição do tempo de fermentação através da determinação da acidez titulável e do pH e do volume específico pode contribuir tanto para a retirada do amido fermentado quanto para futuras aplicações das águas da fermentação como matéria prima para novos produtos, uma vez que quando o amido é retirado dos tanques para a secagem, as águas residuais com alta acidez são consideradas efluentes. Em seguida, as técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) com fase reversa e de eletroforese capilar (EC), ambas com detecção de arranjo de diodos, foram avaliadas e comparadas para a determinação de ácidos orgânicos (ácido lático, ácido acético, ácido propiônico e ácido butírico) nas águas da fermentação do amido de mandioca, com a perspectiva de contribuir para aplicações futuras dessas águas ainda consideradas resíduos agroindustriais, bem como o maior entendimento das alterações envolvidas no processo de produção do polvilho azedo. Todos os parâmetros de validação atenderam os critérios aceitos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária e não foram verificadas diferenças significativas entre os métodos em termos de performance analítica para os ácidos analisados. No entanto, devem ser levadas em consideração as vantagens da EC em relação à CLAE, como menor custo, menor geração de resíduos e menor tempo de análise (< 2 minutos). Como estudos relacionando a composição das águas sobrenadantes com as propriedades do polvilho azedo são inexistentes, este trabalho também visou avaliar e correlacionar as características físico-químicas e a quantificação dos ácidos orgânicos de amostras de polvilho azedo e de suas respectivas águas sobrenadantes durante a fermentação modificada e tradicional. Os ácidos acético e butírico predominaram nas amostras analisadas e foram os que mais contribuíram para a acidez titulável do polvilho azedo produzido nas condições deste estudo. Os resultados da análise multivariada mostraram que a principal característica do polvilho azedo, a expansão, possui baixa correlação com os ácidos orgânicos presentes no produto. Por fim, as condições do processo produtivo de polvilho azedo em polvilharias do estado de Santa Catarina foram avaliadas, envolvendo a caracterização das amostras de águas de fermentação e de polvilho azedo coletadas nessas unidades visando uma futura intervenção para padronização, e consequente valorização, do processo como também do produto. A padronização das práticas produtivas pode representar uma importante iniciativa para minimizar as diferenças entre os polvilhos obtidos, concorrendo para a padronização. O cenário apresentado revelou que as variações, principalmente em relação ao tempo de fermentação, não permitem agrupar os amidos fermentados obtidos por parâmetros de qualidade que reflitam o processo empregado, o que dificulta o reconhecimento do produto para mercados mais exigentes.<br> === Abstract : First this study aimed to evaluate, through the characterization of supernatant water and the sour cassava starch expansion properties, the fermentation process of cassava starch through the effect of the addition of glucose compared to traditional method. The addition of glucose reduced the fermentation process time in 13 days (40.6%), and the sour cassava starch obtained by the modified method presented in only 19 days of fermentation, similar expansion properties or even better than commercial sour cassava starch properties. The definition of fermentation time by determining the total acidity, pH and specific volume can contribute to the withdrawal of the fermented starch and also for future applications of water fermentation as raw material for new products, since when the starch is removed from the tanks to the sun drying, this wastewater with high acidity is considered an effluent. Then the techniques of high performance liquid chromatography (HPLC) with reverse phase and capillary electrophoresis (CE), both with diode array detection, were evaluated and compared for the determination of organic acids (lactic acid, acetic acid, propionic acid and butyric acid) in waters fermentation of cassava starch, with a view to contributing to future applications of these waters still considered agroindustrial waste, and greater understanding of the changes involved in the sour cassava starch production process. All validation parameters were according to the requirements of Brazilian Health Surveillance Agency and no significant differences were found between the methods in terms of analytical performance for the compounds analyzed. However, should be taken into consideration the benefits of EC in relation to the HPLC, as lower cost, less waste and less time analysis (<2 minutes). As studies related the composition of the supernatant water with sour cassava starch properties are nonexistent, this study also aimed to evaluate and correlate the physical and chemical characteristics and the quantification of organic acids of sour cassava starch samples and their respective supernatant waters for the modified and traditional fermentations. Acetic and butyric acids predominated in the samples and were the main contributors to the acidity of sour cassava starch produced under the conditions of this study. The results of multivariate analysis showed that the main attribute of cassava starch, expansion, has low correlation with organic acids present in the product. Finally, the conditions of the production process of sour cassava starch in factories of the state of Santa Catarina were evaluated, involving the characterization of samples of fermentation water and sour cassava starch collected in these factories aimed at future action for greater standardization, and subsequent process appreciation as well as the product. The results presented showed that the irregularities, especially regarding the fermentation time, do not allow group fermented starches obtained by quality parameters that reflect the process employed, which difficults the product recognition for the most demanding markets.