Mandioca, batata-doce e araruta como matérias primas para obtenção de amidos fosfatados

Abstract

O presente estudo objetivou caracterizar amidos de mandioca, batata-doce e araruta quanto às propriedades físico-químicas e modificar estes amidos quimicamente visando à obtenção de amidos fosfatados. No processo de modificação os amidos foram fosfatados com trimetafosfato de sódio e tripolifosfato de sódio durante diferentes tempos de reação. Os amidos nativos e modificados das três fontes botânicas foram analisados quanto aos teores de fósforo e de amilose, padrão de difração de raio-X, cristalinidade relativa, morfologia e tamanho dos grânulos, poder de inchamento, solubilidade, propriedades de pasta e térmicas. Os amidos nativos diferiram quanto às características morfológicas e físico-químicas. Todos os amidos mostraram baixo teor de fósforo. O amido de batata-doce apresentou maior cristalinidade e teor de amilose, enquanto o amido de araruta apresentou maior tamanho de grânulos, poder de inchamento, solubilidade e maior instabilidade frente às forças mecânicas. Independentemente da fonte botânica, a modificação química aumentou os teores de fósforo dos amidos com alterações das características morfológicas e propriedades físico-químicas. O aumento do tempo da reação de fosfatação aumentou o diâmetro médio dos grânulos, sendo observada menor uniformidade dos grânulos. Além disso, ocorreram mudanças como diminuição da cristalinidade relativa, aumento do poder de inchamento e quebra de viscosidade dos géis. Por outro lado, a modificação química alterou as propriedades de pasta com aumento da viscosidade final, diminuição da temperatura de gelatinização e, também, nos amidos de mandioca e araruta diminuição da tendência à retrogradação. Com relação à otimização do tempo de reação, foi possível obter amidos com elevado grau de fosfatação com 120 minutos de reação para araruta, 60 minutos para mandioca e 30 minutos para batata-doce, o que salienta as diferenças estruturais dos amidos destas três fontes botânicas. Os amidos fosfatados das três fontes poderão ser utilizados em diversas aplicações, ampliando assim os usos do amido de mandioca, e incrementando as possibilidades de usos industriais dos amidos de batata-doce e araruta ainda não utilizados comercialmente no Brasil.

This study aimed to characterize the physicochemical properties of cassava, sweet potato and arrowroot starches and to modify these starches chemically aiming to obtain phosphate starches. In the modification process the starches were phosphated with sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate during different reaction times. Native and modified starches from the three botanical sources were analyzed for phosphorus, amylose, X-ray diffraction pattern, relative crystallinity, morphology, granule size, swelling power, solubility, as well as, paste and thermal properties. Studied starches differed for morphological and physicochemical characteristics. All starches showed low phosphorus content. Sweet potato starch showed higher crystallinity and amylose content, while arrowroot starch showed higher granule size, swelling power, solubility and greater instability in relation to mechanical forces. Regardless of the botanical source, chemical modification increased the phosphorus content of starches with changes in morphological characteristics and physicochemical properties. Increasing the phosphate reaction time increased the average diameter of the granules, with less granule uniformity being observed. In addition, there were changes such as relative crystallinity decreased, swelling power increased and breakdown. Chemical modification changes pasting properties with increasing final viscosity, decreasing gelatinization temperature and also in cassava and arrowroot starches decreasing tendency to retrograde. Regarding the optimization of reaction time, it was possible to obtain high phosphate starches with 120 minutes of reaction for arrowroot, 60 minutes for cassava and 30 minutes for sweet potato, which highlights the structural differences of starches from these three botanical sources. Phosphate starches from the three sources can be used in a variety of applications, thus expanding the uses of cassava starch, increasing the possibilities for industrial use of sweet potato and arrowroot starches not yet commercially used in Brazil.