CLASSIFICAÇÃO DE FARINHAS DE TRIGO REFINADAS

CLASSIFICAÇÃO DE FARINHA DE TRIGO REFINADA UTILIZANDO UM NÚMERO ADIMENSIONAL

Autores: Georgia Ane Raquel Sehn e Caroline Joy Steel O artigo será submetido à Cereal Chemistry

ARTIGO 4 - CLASSIFICAÇÃO DE FARINHAS DE TRIGO REFINADAS UTILIZANDO UM NÚMERO ADIMENSIONAL

Georgia Ane Raquel Sehn¹, Caroline Joy Steel¹*

¹Departamento de Tecnologia de Alimentos, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, Rua Monteiro Lobato, 80, 13083-862, Campinas, São Paulo, Brasil. +551935214004. *Autor para correspondência. E-mail: [email protected]

RESUMO

Os testes reológicos realizados com a farinha de trigo auxiliam as indústrias a predizer as características de processamento da massa e a qualidade dos produtos finais, sendo parte de um conjunto de análises, no qual necessariamente deve estar incluído o teste de panificação. O Brasil não é autossuficiente na produção de trigo, sendo necessária a importação deste produto para atender às necessidades de farinha das indústrias de panificação e padarias nacionais. Os principais exportadores de trigo para o mercado brasileiro são países como Argentina e Estados Unidos, que devido, principalmente, às condições climáticas, produzem trigos conhecidos como fortes, de elevada qualidade tecnológica para panificação. Com base nisso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento reológico de farinhas de trigo refinadas do mercado brasileiro (forte e muito forte) e desenvolver um número adimensional capaz de classificar estas farinhas tendo como base o volume específico dos pães. Foram utilizadas como base para o trabalho duas farinhas de trigo de forças diferente (A e B), preparando-se pré-misturas de ambas em diferentes proporções. De acordo com as análises reológicas, a farinha de trigo A pode ser considerada uma farinha com características de média a forte, indicada para a produção de pão de forma (resultando em um volume específico de 4,15 mL/g), e a farinha B, com características de muito forte, não indicada para a fabricação de pães de forma, resultando em pães com volume específico de 3,41 mL/g, devido, principalmente à sua elevada resistência à extensão (elasticidade), que impede a expansão da massa durante as etapas de fermentação e forneamento. Através do desenvolvimento do número adimensional de Sehn, foi possível estabelecer uma classificação para as farinhas de trigo refinadas em adequadas (número adimensional de Sehn entre 1,30 e 2,60) e inadequadas (número adimensional de Sehn menor que 1,30, ou maior que 2,60) para

a produção de pão de forma. Além disso, foi desenvolvida uma equação que pode prever o volume especifico de pães de forma produzidos com farinha de trigo refinada utilizando o número adimensional como variável independente.

Palavras-chave: farinografia, extensografia, pão de forma e volume específico.

ABSTRACT

The rheological tests conducted with wheat flour help industries to predict the processing characteristics of the dough and the quality of the final product, being part of a series of analyses, amongst which the baking test must necessarily be included. Brazil is not self- sufficient in wheat production, thus importing this product to meet the needs of the bakery industry is required. The main wheat exporters for the Brazilian market are countries like Argentina and the United States, which mainly due to climatic conditions, produce wheat known as strong, with high technological quality for breadmaking. Based on this fact, the aim of this study was to develop a dimensionless number able to predict the technological quality of pan bread made with refined wheat flours of the Brazilian market (strong and very strong), through rheological analyses commonly performed to evaluate the quality of wheat flours. Two refined wheat flours of different strength (A and B) were used as basis for this work, with the preparation of pre-mixes of both in different proportions. According to the results from the rheological analyses, wheat flour A can be considered adequate for pan bread production, with rheological characteristics from medium to strong, resulting in loaves with a specific volume of 4.15 mL/g, and wheat flour B, with very strong characteristics, being inadequate for the production of pan bread, resulting in loaves with a specific volume of 3.41 mL/g, due, mainly, to its high resistance to extension (elasticity), which prevents the expansion of the dough during fermentation and baking stages. By developing the dimensionless number of Sehn, it was possible to establish a classification for refined wheat flours in adequate (Sehn number between 1.30 and 2.60), and inadequate (Sehn number below 1.30 Sehn or above 2.60) for the production of pan bread. Also, an equation that can predict the specific volume of pan bread made from refined wheat flour using the dimensionless number as the independent variable was developed.

1 INTRODUÇÃO

Cada produto à base de farinha de trigo (pães, massas, bolos e biscoitos) requer uma farinha com características tecnológicas específicas para a sua elaboração, sendo que a escolha da farinha tem um forte efeito sobre a capacidade de formular um produto aceitável. As características da farinha de trigo estão associadas à capacidade das proteínas formadoras da rede de glúten (gliadinas e gluteninas) em formar uma rede viscoelástica durante o processo de mistura e desenvolvimento da massa (Hoseney, 1998; Marti et al., 2015).

O farinógrafo é um instrumento utilizado para avaliar o comportamento mecânico das massas de farinha de trigo, reproduzindo as condições de processo durante a etapa de mistura (Sarker et al., 2008). Para Preston & Kilborn, (1984) através da análise de farinografia, é possível dividir as farinhas de trigo em fraca, média, forte e muito forte, sendo que a farinha fraca possui absorção de água (WA) menor que 55%, tempo de desenvolvimento da massa (DDT) menor que 2,5 min, estabilidade (S) menor que 3 min, e índice de tolerância à mistura (MTI) maior que 100 UB (Unidades Brabender) e, para uma farinha forte, a WA deve ser superior a 58%, o DDT entre 4 e 8 min, a S entre 8 e 15 min, e o MTI entre 15 e 50 UB. Farinhas médias são aquelas que apresentam parâmetros intermediários entre farinhas fracas e fortes. Já, DDT superiores a 10 min, S superiores a 15 min e MTI inferiores a 10 min são características de farinhas muito fortes. Normalmente, são obtidos bons resultados com farinhas fortes na produção de pães, farinhas médias na produção de biscoitos crackers, e farinhas fracas na produção de biscoitos e bolos. Segundo Mailhot & Patton (1988), a farinha empregada na produção de pães de forma deve possuir as seguintes características: absorção de água média a alta (59 a 65%), tempo de desenvolvimento da massa de 5 a 8 min, e estabilidade de, no mínimo, 7,5 min. Para a Legislação Brasileira, farinhas indicadas para a produção de pão devem possuir estabilidade de no mínimo 10 min (Brasil, 2010).

O extensógrafo foi introduzido para suplementar as informações fornecidas pelo farinógrafo, sendo utilizado para avaliar o comportamento da massa de farinha de trigo durante o processo de descanso e fermentação. A massa é avaliada em três períodos de descanso (45, 90 e 135 min) para conhecer a evolução das características da massa (elasticidade e extensibilidade) com o tempo. Uma diminuição da resistência com o aumento do tempo significa que a farinha tem uma redução na capacidade de reter o gás durante a fermentação (Pizzinato, 1997). É relatado que a resistência máxima e a área sob a curva extensográfica podem ser utilizadas como indicadores da força da massa de farinha de trigo (Preston & Hoseney, 1991). Segundo Mailhot & Patton (1988), a farinha de trigo empregada na produção de pães de forma deve possuir um equilíbrio entre as características de extensibilidade (E) e resistência à extensão (R). De acordo com Pizinatto (1997), as farinhas podem ser classificadas em fracas, quando possuem uma resistência à extensão de 130 UB, e extensibilidade de 180 mm, e fortes quando possuem resistência à extensão de 560 UB e extensibilidade de 155 mm.

O Brasil não é autossuficiente na produção de trigo, sendo necessária a importação deste produto para atender às necessidades de farinha das indústrias de panificação e padarias nacionais. Os principais exportadores de trigo para o mercado brasileiro são países como Argentina e Estados Unidos, que devido, principalmente, às condições climáticas, produzem trigos conhecidos como fortes, e de elevada qualidade tecnológica para panificação. Segundo informações dos moinhos brasileiros, nos últimos anos observou-se uma maior dificuldade em encontrar farinhas consideradas fracas e médias (empregadas na fabricação de bolos, biscoitos e alguns pães).

Com base nisso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento reológico de farinhas de trigo refinadas do mercado brasileiro (forte e muito forte) e desenvolver um número adimensional capaz de classificar estas farinhas.

2 MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Material

As farinhas de trigo refinadas utilizadas foram: Farinha A (Moinho Ipiranga, Santa Maria, BRA) e Farinha B (Moinho Anaconda, São Paulo, BRA).

2.2 Métodos

2.2.1 Caracterização das matérias-primas

As farinhas de trigo foram caracterizadas quanto à sua composição centesimal, através das seguintes análises, em triplicata: umidade, proteínas, lipídios e cinzas pelos métodos 44- 15.02, 46-13.01, 30-25.00 e 08-01.01 da AACCI (2010), respectivamente; Falling Number pelo método 56-81.03 da AACCI (2010); e conteúdo de fibra alimentar total pelo método 985.29 da AOAC (2000).

2.2.2 Caracterização reológica das pré-misturas de farinha de trigo refinada

A farinha de trigo refinada (A) foi misturada com a farinha de trigo (B) nas proporções de 0:100; 16,7:83,3; 33,3:66,7; 50:50; 66,7:33,3; 83,3:16,7 e 100:0%, gerando 7 pré-misturas. As pré-misturas foram preparadas em misturador em V (Tecnal, Piracicaba, BRA), misturando por 20 minutos cada, em porções de 4 kg

As pré-misturas foram avaliadas em triplicata através das análises de: farinografia (absorção de água, tempo de desenvolvimento da massa, estabilidade e índice de tolerância à mistura), segundo o método 54-21.02 da AACCI (2010), utilizando um farinógrafo modelo 827505 (Brabender, Duisburg, DEU); e extensografia (resistência à extensão e extensibilidade), segundo o método 54-10.01 da AACCI (2010), em extensógrafo modelo 860703 (Brabender, Duisburg, DEU).

2.2.3 Elaboração dos pães de forma

Os pães de forma foram preparados em duplicata a partir das 7 pré-misturas, utilizando-se a mesma formulação. Seguiu-se o procedimento descrito por Schmiele et al. (2012), com modificações (em base farinha): pré-mistura (100%); sacarose (4%); cloreto de sódio (1,8%); fermento biológico seco instantâneo (2%); leite em pó integral (4%); gordura vegetal (4%); propionato de cálcio (0,6%) e alfa-amilase fúngica (0,0025%). A quantidade de água adicionada foi baseada na absorção de água da análise de farinografia das diferentes pré- misturas (Tabela 2).

Os ingredientes foram misturados em uma masseira automática (Hypolito, Ferraz de Vasconcelos, BRA) em velocidade baixa (~90 rpm) por 5 minutos e em velocidade alta (~210 rpm) até o desenvolvimento completo da rede de glúten (formação do véu). A massa foi dividida em porções de 450±1 g, que foram modeladas em modeladora modelo MPS 350 (GPaniz, Caxias do Sul, BRA), colocadas em formas abertas (de dimensões 20 cm x 10 cm x

5 cm) e levadas à câmara de fermentação modelo CCKU 5868 20-1 (Super Freezer, Poços de Caldas, BRA), a 30ºC e 80% U.R., onde permaneceram por 100 minutos.

Os pães foram forneados em forno elétrico modelo IP 4/80 (Haas, Curitiba, BRA), regulado às temperaturas de 170ºC (teto) e 185ºC (lastro) por 30 minutos. Após o forneamento, os pães foram desenformados e resfriados por 3 horas à temperatura ambiente. Em seguida, efetuou-se a análise de volume específico, em triplicata, pelo método 10-05.01 da AACCI (2010).

2.2.4 Análise estatística

As comparações das médias da composição centesimal, das análises reológicas e do volume específico das farinhas de trigo refinadas foram realizadas através do teste de Tukey, utilizando-se o software Statistica 7.0 (Statsoft, Tulsa, USA).

Os parâmetros reológicos das farinhas de trigo e o volume específico dos pães de forma foram analisados através de regressão linear (método dos mínimos quadrados) para ajuste de funções lineares simples e quadráticas, utilizando-se o software Statistica 7.0 (Statsoft, Tulsa, USA).

O desenvolvimento do adimensional de Sehn envolveu cálculos para seleção dos resultados farinográficos e extensográficos das farinhas de trigo, através da aplicação do método de máxima verossimilhança para determinar os valores dos expoentes da função adimensional de Sehn. O método da máxima verossimilhança ajusta a melhor função f(x) a um conjunto de pontos experimentais (Vuolo, 1996). No caso específico de ajuste de função a um conjunto de pontos experimentais, o método de máxima verossimilhança, pode ser definido como a melhor função f(x) para descrever um conjunto de pontos experimentais, sendo que, esse conjunto de pontos é o mais verossímil possível, se a função f(x) é admitida como a função verdadeira.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Caracterização das matérias-primas

Na Tabela 1, são apresentados os valores da composição centesimal e Falling Number das farinhas de trigo A e B. Os teores de proteínas foram de 11,07% (amostra A) e 10,39% (amostra B). Segundo Mailhot & Patton (1988), o teor de proteína indicado para a produção de pão de forma é de 11 a 13%, sendo que valores inferiores podem resultar em menor

volume dos pães. A amostra A apresentou maior teor de lipídios e menor teor de cinzas que a amostra B; já, ambas as amostras não diferiram quanto ao teor de fibra alimentar total.

O Falling Number é uma estimativa do conteúdo de α-amilase presente na farinha de trigo. Sabe-se que esta enzima degrada o amido em dextrinas e oligossacarídeos, facilitando a ação da -amilase presente na farinha. Através desta análise, obteve-se o valor de 597 e 515 segundos para as amostras A e B, respectivamente. Farinhas adequadas para a elaboração de pães devem ter Falling Number entre 200 e 300 segundos (Mailhot & Patton, 1988), sendo, portanto, necessária a adição da enzima na elaboração dos pães neste trabalho.

Tabela 1 – Caracterização das farinhas de trigo refinadas A e B

Análises A B

Umidade (%) 11,82±0,43b 13,26 ± 0,03a

Proteínas (%)* 11,07±0,12a 10,39 ± 0,81a

Lipídios (%)* 1,20±0,26a 0,53 ± <0,01b

Cinzas (%)* 0,57±0,03b 1,18 ± 0,10a

Fibra alimentar total† 3,43±0,29a 3,69 ± 0,28a

Carboidratos totais (por diferença)* 87,16 87,9

Falling Number (s) 597±26a 515±25b

Média ± desvio padrão; *Valores em base seca; † Fração inclusa nos carboidratos; Letras minúsculas diferentes na mesma linha indicam diferença significativa entre as amostras (p≤0,05).

3.2 Análises reológicas das pré-misturas das farinhas de trigo e volume específico dos pães de forma

Na Tabela 2, estão apresentados os resultados das análises de farinografia e extensografia (Figuras C1 a C14 do Apêndice C) das pré-misturas de farinha de trigo refinada que foram utilizados para o desenvolvimento do número adimensional, além do volume específico obtido com a fabricação dos pães de forma.

A absorção de água obtida através do farinógrafo corresponde à quantidade de água adicionada à farinha (14% de umidade) necessária para produzir uma massa com consistência de 500 UB. A absorção de água sofreu um aumento conforme maiores quantidades de farinha B foram utilizadas. De acordo com Tipples, Meredith, & Holas (1978), o teor proteico e o amido danificado da farinha de trigo têm impacto positivo na absorção de água, entretanto as farinhas utilizadas neste trabalho não diferiram estatisticamente em relação ao teor de proteínas. Possivelmente, a maior absorção de água da farinha B seja inerente a um maior teor de amido danificado, ou também, devido a um maior teor de pentosanas presente na farinha de trigo, principais polissacarídeos não-amiláceos, que competem com o glúten pela absorção de água (Wang et al., 2002). Segundo Preston & Kilborn, (1984), farinhas fortes tendem a

absorver maiores quantidade de água (superiores a 58%), o que poderia sugerir que a farinha B apresenta maior força do que a farinha A.

O tempo de desenvolvimento (DDT) é o tempo, em minutos, necessário para a massa atingir a sua consistência máxima, sendo que para todas as farinhas dois picos foram observados. Conforme orientações da AACCI (2010), neste caso, o segundo pico deve ser considerado como o DDT. A estabilidade (S) indica a tolerância da massa à mistura, ou o período em que a curva se mantém sobre a linha das 500 UB, e é durante esta etapa que ocorre a hidratação dos componentes da farinha e o desenvolvimento da rede de glúten. Um aumento no tempo de desenvolvimento da massa e da estabilidade foi observado com maiores concentrações da farinha B, comportamento esperado, devido ao maior DDT e S desta amostra (15,13 e 23,10 min, respectivamente).

O índice de tolerância à mistura (MTI) fornece informação sobre a tolerância da massa na etapa de sobre-mistura (ou a velocidade com que a massa perde consistência após o desenvolvimento ótimo), e é determinado pela diferença entre o topo da curva no pico (maior consistência) e a parte superior da curva medida 5 minutos após o pico ser alcançado, em UB. Para as farinhas estudadas (A e B), o MTI de maneira geral, não apresentou diferença, sendo que o menor valor (28,67 UB) foi encontrado quando um balanço das duas farinhas foi utilizado (mistura de 50% das farinhas A e B), e somente diferiu estatisticamente da amostra com 83,3:16,7 (A:B), que apresentou maior valor de MTI (37,67 UB).

Os parâmetros resistência à extensão (R) e extensibilidade (E), avaliados no extensógrafo, correspondem à altura do extensograma, em UB, medida 50 mm após o início da extensão, e à medida da distância que uma porção da massa pode ser esticada antes de se romper, respectivamente. Estas análises são realizadas em três tempos (45, 90 e 135 min), o que, segundo Catterall & Cauvain (2009), compreende o tempo durante o qual uma massa pode ser fermentada. Ainda de acordo com estes autores, em relação às massas de pães de curta fermentação, o primeiro estiramento, aos 45 min, seria o mais importante. A farinha B apresentou maior resistência à extensão, tanto no tempo de 45 min (535,00 UB), como no tempo de 135 min (1147,33 UB), e menor extensibilidade (127,83 e 70,33 mm para os tempos de 45 e 135 min, respectivamente), quando comparada à farinha de trigo A. De acordo com as análises reológicas realizadas e os padrões descritos por Preston & Kilborn (1984), a farinha de trigo A pode ser considerada uma farinha com características de média a forte, e a farinha de trigo B com características de farinha muito forte.

Tabela 2 – Propriedades reológicas e números adimensionais para as diferentes pré-misturas das farinhas de trigo A e B PM A:B (%) WA

(%) S (min) DDT (min) MTI (UB) E45 (mm) E135 (mm) R45 (UB) R135 (UB) VE (mL/g) Sehn 1 100:0 56,4 14,60±0,10e 10,17±0,29c 35,00±3,46ab 143,00±4,32a 104,40±6,42a 277,00±18,73d 597,00±23,52d 4,15±0,02a 1,974 2 83,3:16,7 56,5 15,27±0,50de 10,17±0,06c 37,67±4,51ª 123,07±1,96bcd 82,87±4,08bcd 311,67±29,48d 708,67±41,79cd 3,99±0,01b 1,304 3 66,7:33,3 56,7 16,97±0,50cd 11,30±0,46bc 32,33±2,08ab 127,07±3,99bc 96,10±7,07ab 391,33±17,04c 763,3±63,69bc 4,19±0,08a 1,734 4 50:50 56,6 17,83±0,35c 12,07±0,93b 28,67±1,15b 121,97±1,76bcd 93,93±7,17abc 454,00±34,39bc 857,33±49,22b 3,87±0,01c 2,115 5 33,3:66,7 58,3 19,80±0,70b 14,30±0,36ª 31,33±1,53ab 118,87±2,31cd 82,60±6,41bcd 521,00±13,75ab 1043,67±2,08a 3,96±0,07bc 1,525 6 16,7:83,3 58,8 21,23±0,91ab 15,10±0,26ª 36,67±4,73ab 118,60±3,31d 77,83±4,72cd 513,00±48,87ab 1083,33±61,86a 3,91±0,08bc 1,051 7 0:100 59,3 23,10±1,11a 15,13±0,81ª 30,67±2,89ab 127,83±2,54b 70,33±3,67d 535,00±14,00a 1147,33±51,54a 3,41±0,03d 0,466 Média ± desvio padrão; PM: pré-misturas; WA: absorção de água; DDT: tempo de desenvolvimento da massa; S: estabilidade; MTI: índice de tolerância à mistura; R45: resistência no tempo de 45 minutos; E45: extensibilidade no tempo de 45 minutos; R135: resistência no tempo de 135 minutos; E135: extensibilidade no tempo de 135 minutos; UB: Unidades Brabender; VE: volume específico; Sehn: número adimensional (calculado conforme a Equação 1); Letras minúsculas diferentes na mesma coluna indicam diferença significativa entre as amostras (p≤0,05).

O volume dos pães é uma das medidas mais importantes para avaliar a qualidade do trigo (Mondal & Datta, 2008). Mesmo as farinhas apresentando igual teor proteico, a qualidade destas proteínas (força) mostrou-se diferente, influenciando diretamente no volume específico. Os pães produzidos com a farinha A, que possui características de média a forte, considerada adequada para a produção de pão, segundo Mailhot & Patton (1988), apresentou maior volume específico (4,15 mL/g). O mesmo também foi encontrado para a formulação com 66,67:33,3 (A:B) (4,19 mL/g). Ao contrário, foi observado para os pães da formulação com 100% de farinha B, considerada muito forte, inadequada para a fabricação de pães, um menor volume específico (3,41 mL/g). Isto pode ser devido, principalmente, à sua elevada resistência à extensão (elasticidade), que impede a expansão da massa durante as etapas de fermentação e forneamento. Na Figura 1, são apresentadas as imagens das fatias centrais dos pães produzidos com as 7 pré-misturas.

Uma grande variação de volumes específicos de pães de forma produzidos com farinhas de trigo refinadas é encontrada na literatura: 3,5 mL/g (Irakli, Katsantonis, & Kleisiaris, 2015), 3,75 mL/g (Tuncel et al., 2014), 4,01 mL/g (Conto et al., 2012), 4,17 mL/g (Esteller & Lannes, 2005), e 4,36 mL/g (Schmiele et al., 2012). Esta variação é inerente ao tipo de farinha de trigo utilizada, e à quantidade e tipo de aditivos e coadjuvantes utilizados na fabricação destes pães. Neste estudo, foi considerado o volume específico de 4,00 mL/g (média aproximada dos valores encontrados na literatura) como referência para a separação das farinhas de trigo em adequadas ou inadequadas para a produção de pão de forma. Cabe ressaltar que este valor é indicativo, sendo que cada indústria pode estabelecer o valor limite para definir a adequação ou não de uma farinha.

Sendo assim, considerou-se uma farinha de trigo refinada adequada para a produção de pão de forma aquela que produz um pão com volume específico igual ou superior a 4,0 mL/g, sem a utilização de aditivos e coadjuvantes de tecnologia; e uma farinha de trigo refinada inadequada, aquela que produz um pão de forma com volume específico menor que 4,0 mL/g.

Figura 1 – Fatia central dos pães de forma produzidos com as pré-misturas das farinhas de trigo refinadas A:B (100:0; 83,3:16,7; 66,7:33,3; 50:50; 33,3:66,7; 16,7:83,3; 0:100 para as formulações 1 a 7, respectivamente)

3.3 Número adimensional Sehn

Números adimensionais consistem em números desprovidos de qualquer unidade física, obtidos através da divisão de uma equação por um dos termos, onde cada produto ou quociente indica, de forma adimensional, a razão entre as contribuições dos mecanismos, no numerador e no denominador. A análise adimensional permite reduzir o número de variáveis que devem ser consideradas em modelos experimentais ou correlacionar dados (Foust et al., 1982).

As variáveis da análise de farinografia utilizadas na composição do número adimensional, batizado como número adimensional de Sehn, foram: absorção de água, tempo de desenvolvimento da massa, estabilidade e índice de tolerância à mistura. As variáveis reológicas da análise de extensografia utilizadas na composição do número adimensional de Sehn foram: resistência à extensão e extensibilidade lidas em 45 e 135 min. O tempo

No documento Desenvolvimento de padrões reológicos para farinhas de trigo e estudo do envelhecimento de pães de forma integrais (páginas 100-148)