Avaliação da qualidade tecnológica dos produtos extrudados não expandidos diretos (pellets)

Os componentes dos alimentos são muito importantes para a qualidade tecnológica dos produtos extrudados. As proteínas são importantes para a elasticidade, a retenção de gás e a estrutura celular, a adesividade, a extensibilidade, a absorção de água, a ligação e, mesmo, a expansão. Os amidos são importantes, principalmente para adesão, coesão e expansão. Os lipídios são críticos para densidade volumétrica e expansão. A fibra é utilizada para o

controle da densidade e da textura, em adição ao seu especial valor nutritivo (SHUKLA, 1998).

2.12.1 Secagem

A secagem é uma operação unitária que pode ser definida como aplicação de calor sob condições controladas, para remover água presente em um produto por evaporação ou, ainda, é um complexo processo que envolve a transferência simultânea de calor e massa. O transporte de umidade, do interior para a superfície do material, pode ocorrer na forma líquida e/ou na de vapor, dependendo do tipo de produto e do percentual de umidade presente (PERUSSELLO, 2008).

Quando o material extrudado é submetido a uma rápida secagem a altas temperaturas, o material é desidratado principalmente na parte externa, e pode causar migração da umidade interna para o exterior, ocorrendo falta de homogeneidade nas peças desidratadas. Quando se utilizam secadores contínuos em larga escala de produção, a secagem pode ter um estágio crítico, por inadequado controle dos parâmetros temperatura e umidade relativa (SILVA, 2007).

A secagem é uma etapa do processo de extrusão de grande importância para os pellets, em que temperatura relativamente baixa e umidade relativa controlada são parâmetros. O índice de expansão volumétrico tem relação com essa etapa, pois, quando o material extrudado é submetido a uma rápida secagem em altas temperaturas, o material é desidratado principalmente na parte externa e, por causa da migração da umidade interna para o exterior, ocorre falta da homogeneidade da distribuição de água nos produtos desidratados, o que pode causar grandes diferenças no índice de expansão, ou melhor, expansão desuniforme (SILVA, 2007).

2.12.2 Densidade absoluta

A densidade absoluta é a diferença entre o volume total de poros e o volume envelope, ou bulk, que é o volume real de poros abertos. A densidade absoluta, ou real, pode ser avaliada pelas técnicas de porosimetria de mercúrio e picnometria pelo gás hélio. Na técnica da porosimetria, é esperado que os poros sejam maiores devido ao tamanho da molécula de mercúrio, quando comparada à molécula do hélio da picnometria. A diferença no volume de poros obtidos da porosimetria de mercúrio e da picnometria indica uma faixa de volume de poros mínimos, que é correspondente ao tamanho da molécula do gás. Gases como hélio e nitrogênio podem penetrar em microporos e mesoporos, onde o mercúrio não pode ser introduzido. A diferença entre o volume de poros obtidos pela porosimetria e o volume real de poros obtidos pela picnometria indica a limitação do método (WEBB, 2001).

Segundo Nascimento (2010), a densidade absoluta é uma medida fundamental que pode ser utilizada no dimensionamento e na operacionalização de equipamentos envolvidos no processamento, na embalagem, no transporte, bem como no controle de qualidade e na determinação da vida útil dos extrudados.

2.12.3 Densidade aparente

De acordo com Falcone e Philips (1988), a densidade aparente está relacionada indiretamente com a expansão. Quanto menos densos os extrudados forem, maior será a expansão, e vice-versa. Estes autores consideram, ainda, que a taxa de expansão é o resultado da expansão longitudinal e perpendicular ao fluxo da extrusão. Na verdade, a densidade aparente implica a expansão em todas as direções. Alta variação na densidade dos pellets pode acarretar em uma grande variabilidade de conteúdo, afetando a massa volumétrica bruta e a

redução do produto após a compactação, bem como a densidade aparente (densidade bruta).

A densidade aparente pode ser determinada por meio do uso de provetas ou de aparelho de compactação para análise de pós, grânulos, pellets, etc. (Ferreira, 2009).

De acordo com Mendonça (2005), é uma das características físicas mais importantes em produtos extrudados, pois interfere diretamente na embalagem e, consequentemente, na qualidade do produto final. Vários são os parâmetros que influenciam a densidade aparente de um produto extrudado, como umidade, temperatura de extrusão e formulação.

A densidade de um produto extrudado é um atributo muito importante na produção industrial, pois as embalagens são preenchidas pelo peso e não por volume. Se a densidade variar durante a produção, a embalagem ficará incompleta ou transbordará e implicará em graves problemas durante a produção. Portanto, a densidade é um atributo que, medido regularmente, garante a qualidade tanto do processo como dos extrudados (ASCHERI; CARVALHO, 2008).

2.12.4 Porosidade dos extrudados

A porosidade é definida como a função de volume aparente da amostra porosa que é ocupada pelos poros ou espaços vazios, em valor numérico que varia entre 0 e 1, dependendo do tipo de estrutura porosa envolvida (ALMEIDA, 2003). Segundo Ferreira (2009), os poros nos produtos uperfície a têm forma e tamanhos diferentes.

O equipamento utilizado para determinação da porosidade foi o picnômetro a gás hélio da Micromeritics®, modelo Accupyc 1330 (EUA). A metodologia utilizada é a de deslocamento de gás hélio. O picnômetro de gás determina o volume verdadeiro de um sólido, mesmo que poroso, por variação

da pressão de gás, numa câmara de volume conhecido (WEBB; ORR, 1997). Normalmente, utiliza-se hélio porque este gás, além de inerte, penetra facilmente nos poros (acessíveis) da amostra, devido ao pequeno tamanho dos seus átomos, permitindo, assim, determinar o volume do sólido com mais rigor.

O picnômetro de hélio é constituído por duas câmaras de volumes conhecidos (por calibração prévia), a câmara onde se coloca a amostra e a câmara de expansão, ligadas por uma válvula (válvula de expansão). Antes de iniciar a análise propriamente dita, a amostra é colocada na respectiva câmara e sujeita a um processo de desgaseificação que consiste em repetidas purgas com hélio, para a remoção de impurezas e umidade que, eventualmente, possa conter. A principal vantagem deste método reside na sua capacidade para medir apenas o volume da substância, ou seja, descontar o volume total da amostra de todos os poros (a menos que estes sejam inacessíveis ao gás). Por outro lado, permite, ainda, em princípio, medir volumes de sólidos com qualquer teor de umidade. E, como desvantagem, aponta-se o fato de as dimensões da amostra serem limitadas pelo reduzido tamanho do porta-amostra, cuja capacidade máxima é de 10 cm3 (WEBB; ORR, 1997).

2.12.5 Índice de expansão volumétrica dos extrudados

O volume de expansão é o indicador de qualidade primária associada à crocância, à dureza e à mastigabilidade de produtos extrudados. Durante o processo de extrusão, algumas variáveis, como temperatura, configuração do parafuso, tamanho, forma da matriz, velocidade do parafuso e conteúdo de umidade, têm grande influência no volume dos extrusados. As características das matérias-primas, tais como conteúdos de proteínas, lipídios, amido e composição química, podem também afetar as características do volume de expansão dos produtos extrudados após a fritura (WANG et al., 2008).

A facilidade e a rapidez na aplicação de um método ou de uma técnica são sempre imprecindíveis na determinação da qualidade de um produto alimentício. Dentre as técnicas mais simples, a expansão de extrudado, expandido ou não (pellet), é influenciada pelas mudanças físico-químicas ocorridas durante o processo de extrusão, como o grau de gelatinização (MERCIER; FEILLET, 1975; CHINNASWAMY; BHATTACHARYA, 1983; CAI; DIOSADY, 1993) e de degradação molecular do amido (GOMEZ; AGUILERA, 1983, 1984; KIRBY et al., 1988; CAI; DIOSADY, 1993). É fortemente influenciada pela temperatura de extrusão, teor de umidade, velocidade de rotação, configuração do parafuso e pela geometria da matriz (MERCIER; FEILLET, 1975; MERCIER, 1977; OWUSU-ANSAH; VAN DE VOORT: STANLEY, 1983; BHATTACHARYA; HANNA, 1987; KIRBY et al., 1988; COLONNA; TAYEB; MERCIER, 1989; GOGOI; YAM, 1994; LAUNAY, 1994; YAM et al., 1994; GOGOI; CHOUDHURY; OSWALT, 1996; GOGOI; OSWALT; CHOUDHURY, 1996; CHEN; YEH, 2001). O índice de expansão volumétrica (IEV) é calculado por meio do volume dos extrudados fritos, dividido pelo volume dos extrudados crus (RAMIREZ; WANDERLEI, 1997).

2.12.6 Textura instrumental (crocância)

A crocância é definida como sendo o comportamento do alimento ao se aplicar uma força de corte, durante a mastigação. Esta força está relacionada com o conteúdo de umidade presente no alimento, com a expansão efetiva dos produtos, com a concentração dos ingredientes presente, a aplicação de aromatizantes e a utilização de embalagens adequadas (BORBA; MENEGAT; THOMÉ, 2010).

A crocância dos produtos extrudados está relacionada com o teor de umidade final, a qual pode ser encontrada entre 4% a 8% (CARVALHO;

ASCHERI, 2004). Há diversos parâmetros que determinam o quanto o alimento pode ser mais ou menos crocante, como a textura, a composição e a atividade de água no produto, entre outros.