Índice de absorção de água (IAA)

A análise de variância para o Índice de Absorção de Água (IAA) da cv. BRS Primavera, mostrou que o modelo matemático completo foi significativo (P = 0,0003) e a falta de ajuste não foi significativa (FA = 0,4624), podendo ser considerado preditivo, pois apresentou coeficiente de variação (C.V.) baixo (1,34%) e 98,11% das respostas explicáveis pelo modelo completo, sendo reduzido para 96,97% no modelo ajustado. O efeito linear da temperatura e os efeitos lineares e quadráticos do tempo de imersão foram os mais importantes para esta resposta, como pode ser visto no Anexo B1.

Para o Índice de Absorção de Água (IAA) da cv. BRS Sertaneja foi possível verificar pela análise de variância, que o modelo foi significativo (P = 0,0003), com C.V. baixo (1,15%), podendo ser considerado preditivo, pois apresentou 98% das respostas explicáveis pelo modelo completo, e 96,03% pelo modelo ajustado. A falta de ajuste mesmo sendo significativa (FA = 0,0287), foi considerada aparente porque o quadrado médio do erro experimental (QM = 0,0067) foi baixo (WASZCZYNSKYJ et al., 1981). O efeito linear da temperatura e do tempo de imersão foram os mais importantes para esta resposta. Apesar do efeito quadrático do tempo de imersão não ser significativo (0,0654), foi mantido no modelo por ser expressiva sua influência na resposta (Anexo C1).

A partir dos modelos ajustados para cada cultivar (Tabela 9 e 11), foram traçados gráficos que mostram a variação do IAA (%) em função da temperatura (°C) e do tempo de imersão (min), como pode ser observado nas Figuras 26 e 27, sendo que os pontos brancos no gráfico de superfície tridimensional ou nas curvas de nível são as médias dos dados experimentais.

De acordo com Gariboldi (1972), a faixa ideal para o IAA (%) na etapa de encharcamento é próxima de 30% de umidade, pois baixo conteúdo de umidade no grão nesta etapa causa sua quebra durante o polimento e resulta em textura inadequada após cocção

(YANASE; OHTSUBO, 1986) e alto conteúdo de umidade (acima de 30%), a cariopse incha consideravelmente devido a parcial gelatinização do amido, e como consequência ocorre o rompimento da casca, o que é bastante indesejável, pois a água lava e arrasta muitas substâncias contidas no grão (AMATO; ELIAS, 2005).

Figura 26. Efeito da temperatura e tempo de imersão na etapa de encharcamento da parboilização sobre o IAA (%) dos grãos parboilizados da cv. BRS Primavera

Para a cv. BRS Primavera, verifica-se na Figura 26 que a faixa próxima de 30% de IAA localiza-se para as temperaturas entre 58 - 60°C e nos tempos de imersão entre 200 - 420 min. Nesta mesma faixa de temperatura e tempos de imersão de 112 – 200 min (região transversal superior). Já para a faixa de temperatura entre 60 – 67 °C nos tempos de imersão entre 60 - 112 min (região centro transversal da área). Estes resultados comprovam, que existe uma faixa ideal de temperatura e de tempo de imersão utilizados no encharcamento, que facilita a penetração superficial da água no grão, sem que ocorra excessiva abertura da casca,

pois nesta mesma região experimental observou-se também o menor índice de abertura da casca. Apesar destas regiões serem consideradas ideais, a que empregou a faixa de temperatura de 60 – 67 °C e tempos de imersão de 60 – 112 min é a mais vantajosa devido a faixa de temperatura estar abaixo da faixa de gelatinização dos grânulos de amido e o menor tempo de imersão utilizados, o que representa o menor custo e tempo para se conseguir o objetivo final.

Figura 27. Efeito da temperatura e tempo de imersão na etapa de encharcamento da parboilização sobre o IAA (%) dos grãos parboilizados da cv. BRS Sertaneja

A Figura 27, apresenta que a região ideal para o IAA (%) da cv. BRS Sertaneja, encontra-se na faixa de temperaturas entre 58 - 60°C e nos tempo de imersão entre 400 - 660 min. Nesta mesma faixa de temperatura e tempos de imersão de 250 – 400 min. Já para a faixa de temperatura entre 60 – 64 °C, nos tempos de imersão entre 180 - 250 min (região centro transversal da área). Justamente nesta região citada, houve também o menor índice de

abertura da casca, ou seja, o grão absorveu a quantidade de água ideal sem comprometer a abertura da casca. Na região abaixo da ideal (temperatura de 58 - 60 °C e tempo de imersão inferior a 250 min), o conteúdo de umidade no grão causa quebra durante o polimento e resulta em textura inadequada após cocção (YANASE; OHTSUBO, 1986). E nas regiões acima (temperaturas acima de 64 °C em qualquer tempo estudado), o grão absorve muita água resultando em altos índices de abertura da casca, aumentando-se esse efeito entre 70 - 72 °C. A regiãoque empregou a faixa de temperatura de 60 - 64°C e tempos de imersão de 180 – 250 min é a mais vantajosa devido a faixa de temperatura estar abaixo da faixa de gelatinização e o menor tempo de imersão utilizados, o que representa menor custo operacional para se conseguir o objetivo final.

Verifica-se que a região ideal de absorção de água necessária para atingir 30% de umidade para as cvs. estudadas foram diferentes, justamente por elas apresentarem a geometria do grão diferentes (principalmente, espessura). Como o grão da cv. BRS Sertaneja é mais espesso (0,18 cm), comparado com o da cv. BRS Primavera (0,16 cm de espessura), é necessário um maior tempo nas mesmas condições de temperatura para que o centro da cariopse atinja 30% de umidade.

O IAA depende da disponibilidade de grupos hidrofílicos para se ligarem à molécula de água. O amido nativo, praticamente não apresenta absorção de água à frio, já um amido pré-gelatinizado apresenta valores relativamente altos, dependendo do grau de severidade do tratamento a que foi submetido (LINKO; COLONNA; MERCIER., 1981).

A absorção de água pode ser aumentada, quer por meio do aumento do tempo de imersão ou pela elevação da temperatura de imersão, o que verificou-se para as duas cvs. estudadas (Figuras 26 e 27). A análise estatística mostrou que o efeito linear da temperatura foi significativo para ambas cultivares. Segundo Ali e Pandya (1974), a dependência direta entre a taxa de absorção de água e a temperatura pode ser explicada. Com o aumento da temperatura ocorre expansão do ar nos poros, facilitando a entrada de água para os grânulos; com aumento da temperatura de maceração, a energia fornecida na forma de calor enfraquece a estrutura granular devido a ruptura das ligações de hidrogênio, ampliando a superfície para absorção de água nos grânulos; a absorção de água pelo amido é um processo que depende do coeficiente de difusão, que aumenta com a temperatura, devido a alterações de algumas propriedades, como a pressão de vapor, a viscosidade, a densidade e a tensão superficial.

O efeito linear do tempo de imersão para as duas cvs. também foram significativos. Gariboldi (1972), num dos trabalhos mais completos sobre a parboilização, publicado pela FAO, recomenda rapidez na operação para evitar os efeitos fermentativos e processos

enzimáticos, com suas consequências desfavoráveis no sabor, cor e odor do produto. Segundo Amato, Bittencourt e Guindani (1989), de fato, o binômio “tempo x temperatura” se complementam, na medida que o efeito na penetração da água, em intervalos discretos das duas variáveis, se dá na medida que o decréscimo de uma é compensado com o acréscimo da outra. E para decidir o tempo de imersão, devem ser levados em conta as características de hidratação do arroz, que dependem da variedade, das condições de cultivo e do tempo de armazenamento. Segundo Amato e Elias (2005), tempo excessivamente curto (encharcamento muito rápido), menor do que 4 h costuma apresentar problemas operacionais e de qualidade do produto. Para se conseguir encharcamento em tempo inferior a quatro horas, deve-se considerar duas situações: a) quando a temperatura é muito alta, geralmente superior a 70°C, ocorre ruptura excessiva da casca e deformação de grãos; b) quando o tempo é insuficiente para uniformizar a distribuição da água por difusão, ocorre desuniformidade na gelatinização e queda no rendimento industrial. Tempo excessivamente longo (encharcamento muito lento), maior do que 8 h, também é inconveniente pois são acompanhados por indesejáveis alterações de sabor e odor, com predisposição à posterior intensificação de cor nos grãos parboilizados.

A maior absorção de água para as duas cultivares foi encontrada em regiões com altas temperaturas e tempos de imersão, ou seja, em condições severas, que acarretaram uma destruição da estrutura cristalina dos polímeros, permitindo sua liberação e, consequentemente uma maior disponibilidade de grupos hidrofílicos para se ligarem à molécula de água.

Miah et al. (2002a) também verificaram que o encharcamento a quente por longo tempo provocaram a ruptura das ligações de hidrogênio e o enfraquecimento da estrutura micelar dos grânulos de amido, provocando maior penetração de água no grão. Pois, o encharcamento em água quente aumenta a taxa de difusão da água por capilaridade, com movimento de água da superfície até o centro do grão, também por absorção molecular e hidratação.