Amidos de inhame e açafrão da terra nativos do Brasil : caracterização, modificação e aplicação = Brazilian yam and tumeric native starches : characterization, modification and application
Resumo
Resumo: A determinação das características dos amidos nativos é crucial para direcionar sua aplicação na indústria. As propriedades térmicas, reológicas e estruturais do amido nativo das espécies de Dioscoreaceas foram caracterizadas e comparadas com as propriedades dos amidos comerciais e apresentadas no CAPÍTULO 2. Os resultados de termogravimetria (TG/DTG) mostraram que o amido nativo da tuberosa D. piperifolia obteve a maior estabilidade à degradação entre amostras, exceto quanto ao amido de batata. Além disto, através das técnicas analíticas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e viscoamilografia (RVA) foi possível determinar que os amidos nativos obtiveram as maiores temperaturas de início de gelatinização (To - "onset") e maior tendência à retrogradação. Geralmente os amidos nativos não possuem as propriedades requeridas para suportar processos produtivos. Por este motivo, foi desenvolvido no CAPÍTULO 3 um método de modificação limpa "verde" empregando a mistura de diferentes espécies dos amidos de inhame estudados no CAPÍTULO 2, incluindo-se a cultivar Dioscorea trífida. Pela Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Viscoamilografia (RVA), verificou-se que o conteúdo de amilose do amido nativo de Dioscorea sp. influenciou nas propriedades de gelatinização e pasta das amostras após a mistura. Além disso, utilizando a análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), foi possível sugerir uma correlação entre o tamanho dos grânulos de amido e seu grau relativo de cristalinidade, que foi calculado pelos difratogramas de raios X (XRD). No CAPÍTULO 4, um processo limpo "verde" para obtenção de embalagem biodegradável foi desenvolvido. Os filmes obtidos após o processo de mistura apresentaram baixo teor de umidade e alta transparência, alta solubilidade, características desejáveis para biodegradabilidade. Da mesma forma, a barreira à luz e a barreira de permeabilidade ao vapor de água foram aperfeiçoadas. Usando a calorimetria exploratória diferencial, observou-se que a temperatura de transição vítrea dos filmes diminuiu. A mistura de amido aprimorou as características mecânicas dos filmes em 200 % para resistência à tração e 232% para o alongamento à ruptura. O CAPÍTULO 5 apresenta o estudo da composição centesimal do amido nativo do açafrão da terra (Curcuma longa L.) a identificação e quantificação por HPLC-MS e "Folin-Ciocalteu" dos compostos fenólicos, da atividade antioxidante por DPPH, ABTS e ORAC do amido nativo e da embalagem obtida de Curcuma longa L. comparando com os resultados obtidos para o amido e filme de milho comercial. As propriedades mecânicas, térmica, de espessura, cor e superfície do filme obtido igualmente foram investigadas e comparadas. O HPLC-MS revelou oito compostos fenólicos principais no amido de C. longa e seis em seu filme. O amido e o filme de C. longa apresentaram alta capacidade antioxidante, 65 - 92 % (DPPH e ABTS). Além disso, o filme do amido de C. longa exibiu uma superfície de estrutura lisa e uma alta resistência à força de tração, mantendo sua elasticidade. A análise de cor apresentou a tendência à cor amarela do filme de açafrão que pode exercer excelente barreira à luz. Com base nos resultados obtidos, uma nova película de amido biodegradável e naturalmente bioativo foi desenvolvida aplicando-se o amido nativo da Curcuma longa L.. Palavras-chave: Dioscoreáceas, amido modificado, modificação limpa "verde", cúrcuma, filme amiláceo, filme bioativo. Abstract: The determination of the characteristics of the native starches is crucial to direct their application in the industry. The thermal, rheological and structural properties of the native starch of Dioscoreaceae species were characterized and compared with the commercial starch properties presented in CHAPTER 2. Thermogravimetric (TG / DTG) results showed that the native starch of D. piperifolia tuberose had the greater stability to degradation between samples, except for potato starch. In addition, by analytical techniques of differential scanning calorimetry (DSC) and viscoamilography (RVA) it was possible to determine that the native starches obtained the highest gelatinization (To - onset) temperatures and a tendency to retrograde. Generally, native starches do not have the properties required to support productive processes. For this reason, a "green" modification method was developed in CHAPTER 3 using the mixture of different species of the yam starches studied in CHAPTER 2, including Dioscorea trífida. By Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Viscoamilography (RVA), it was verified that the amylose content of the native starch of Dioscorea sp. influenced the gelatinization and paste properties of the samples after mixing. In addition, using Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis, it was possible to suggest a correlation between the size of the starch granules and their relative degree of crystallinity, which was calculated by the XRD diffractograms. In CHAPTER 4, a "green" process for obtaining biodegradable packaging was developed. The films obtained after the mixing process presented low moisture content and high transparency, high solubility, desirable characteristics for biodegradability. Likewise, the light barrier and the water vapor permeability barrier have been improved. Using differential scanning calorimetry, it was observed that the glass transition temperature of the films decreased. The starch mixture improved the mechanical characteristics of the films by 200% for tensile strength and 232% for elongation at break. In the present study, the centesimal composition of native saffron starch (Curcuma longa L.) was determined by HPLC-MS and Folin-Ciocalteu quantification of phenolic compounds, antioxidant activity by DPPH, ABTS and native starch and the package obtained from Curcuma longa L. comparing with the results obtained for starch and commercial corn film. The mechanical, thermal, thickness, color and surface properties of the obtained film were also investigated and compared. HPLCMS revealed eight major phenolic compounds in C. longa starch and six in its film. Starch and C. longa film had high antioxidant capacity, 65 - 92% (DPPH and ABTS). In addition, the C. longa starch film exhibited a smooth structure surface and a high tensile strength, while maintaining its elasticity. The color analysis showed the tendency to yellow color of saffron film that can exert excellent barrier to light. Based on the results obtained, a new biodegradable and naturally bioactive starch film was developed by applying the native starch of Curcuma longa L.. Key-words: Dioscoreaceas, yam, modified starch, green process, turmeric, starchy films, bioactive film.
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