Cor instrumental, IAA, ISA e sinérese

O efeito da radiação gama na luminosidade (Tabela 4.1) do amido das cultivares estudadas ocorreu de modo diferenciado. A cv. IAC 202 não sofreu o impacto das doses de radiação, enquanto a cv. IRGA 417 apresentou leve clareamento com as mesmas, considerando que as amostras originais já estavam bem brancas, com valores próximos ao máximo (100). Valores positivos de b* representam tendência para a cor amarela e, portanto, ambas as cultivares apresentaram aumento de intensidade da cor amarela proporcional à dose de radiação aplicada. Tal amarelecimento foi igualmente constatado por Kang et al. (1999), os quais o atribuíram à reação de caramelização dos monossacarídeos gerados pela clivagem das macromoléculas do amido. Outra reação de escurecimento não enzimático, a reação de Maillard, em decorrência da radiação gama também foi considerada por outros pesquisadores, como Falade e Kolawole (2013) e Lee et al. (2007), para os quais a irradiação produz radicais livres e

produtos de radiólise, açúcares redutores e aminoácidos, que podem se condensar e produzir os compostos coloridos.

Tabela 4.1 - Parâmetros de cor instrumental, índices de absorção de água e solubilidade em água e sinérese dos amidos das duas cultivares de arroz em função das doses de radiação

Parâmetro Cultivar Dose (kGy) 0 1 2 5 L IAC 202 99,4 ± 0,31aA2 99,6 ± 0,2 aA 99,2 ± 0,2 aA 99,6 ± 0,3 aA IRGA 417 98,7 ± 0,3 bB 99,5 ± 0,5 aA 99,6 ± 0,2 aA 99,4 ± 0,2 aA b* IAC 202 6,0 ± 0,1 aD 6,2 ± 0,0 aC 6,4 ± 0,1 aB 6,8 ± 0,1 aA IRGA 417 5,9 ± 0,0 bD 6,2 ± 0,0 aC 6,4 ± 0,1 aB 6,9 ± 0,1 aA IAA (g/g) IAC 202 2,08 ± 0,01 bB 2,10 ± 0,02 aB 2,10 ± 0,02 bB 2,17 ± 0,01 aA IRGA 417 2,11 ± 0,02 aB 2,12 ± 0,01 aAB 2,15 ± 0,01 aA 2,15 ± 0,01 aA ISA (%) IAC 202 0,05 ± 0,01 aD 0,11 ± 0,01 aC 0,15 ± 0,01 aB 0,27 ± 0,01 aA IRGA 417 0,06 ± 0,04 aD 0,12 ± 0,01 aC 0,16 ± 0,01 aB 0,24 ± 0,02 bA Sinérese (%) IAC 202 0,28 ± 0,011bA2 0,33 ± 0,01 bA 0,38 ± 0,02 bA 0,42 ± 0,02 bA IRGA 417 2,38 ± 0,09 aC 2,77 ± 0,21 aB 3,93 ± 0,12 aA 2,44 ± 0,06 aC 1

Valores reportados como média ± desvio padrão.

2

Letras minúsculas iguais na coluna dentro de cada parâmetro avaliado e maiúsculas iguais na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05).

IAA = Índice de absorção de água; ISA = índice de solubilidade em água.

A irradiação elevou o IAA (Tabela 4.1) do amido de arroz de ambas cultivares. Comportamento semelhante foi constatado em estudo com amido de feijão irradiado (ABU; DUODU; MINNAAR, 2006; GANI et al., 2012) e atribuído aos danos que a radiação gama causa nos grânulos de amido. A absorção de água pelos grânulos de amido em temperatura ambiente ocorre devido à difusão e absorção das moléculas de água nas regiões amorfas (BELLO-PÉREZ; MONTEALVO; ACEVEDO, 2006). Como a irradiação causa ruptura tanto das regiões amorfas quanto cristalinas (CHUNG; LIU, 2009), esta pode ser a causa provável do aumento do IAA.

O ISA também aumentou com o incremento das doses de radiação gama, em ambas cultivares (Tabela 4.1). Este mesmo comportamento foi observado em amidos de feijões, batata e milho irradiados (GANI et al., 2012; HENRY; COSTA; AYMES-CHODUR, 2010; LEE et al., 2006; LIU et al., 2012). O aumento da

solubilidade em água pode decorrer do aumento na polaridade do amido devido à quebra das ligações glicosídicas e formação de grupos carboxilas, bem como pela redução das ligações de hidrogênio entre as cadeias de amido (HENRY; COSTA; AYMES-CHODUR, 2010; LIU et al., 2012). Portanto, a redução do tamanho das cadeias do amido, observado pela cromatografia (Tabela 3.3 e Figura 3.6) e o aumento no teor de carboxilas (Tabela 3.6) corroboram o aumento na solubilidade do amido irradiado.

A sinérese, água liberada pelo gel de amido armazenado sob refrigeração, apresentou comportamento diferenciado para as cultivares frente à irradiação (Tabela 4.1). A sinérese da cv. IAC 202 foi menor do que da cv. IRGA 417 e não variou com a irradiação, enquanto esta última apresentou aumento inicial (até 2 kGy), com redução na dose 5 kGy.

A sinérese depende da reassociação das moléculas de amido depois da gelatinização, portanto, está diretamente relacionada à retrogradação do gel do amido (KARIM; NORZIAH; SEOW, 2000). O aumento da sinérese para a cv. IRGA 417 pode ser em decorrência da fragmentação molecular (Figura 3.6), que facilitou a reassociação das mesmas, formando um gel mais forte, que expulsou mais água. Na dose 5 kGy, a quebra pode ter sido muito intensa, gerando cadeias muito curtas, que não foram capazes de se reassociarem.

4.3.2 Fator de expansão e amilose lixiviada

O fator de expansão (FE) apresentou variabilidade entre as temperaturas, cultivares e irradiação (Tabela 4.2). A elevação das temperaturas de aquecimento causou aumento da expansão dos grânulos. Isto porque quanto maior a temperatura, maior a quantidade de energia fornecida para que ocorra o rompimento das pontes de hidrogênio e abertura dos grânulos para absorção de água.

A cv. IAC 202 apresentou amido regular com menor capacidade de expansão nas temperaturas menores, entretanto, naquelas mais elevadas esta tendência se inverteu.

Tabela 4.2 - Fator de expansão dos grânulos em suspensão aquosa (2% p/v) dos amidos das duas cultivares de arroz em função das doses de radiação sob diferentes temperaturas

T (°C) Cultivar Dose (kGy) 0 1 2 5 55 IAC 202 2,8 ± 0,21bB2 4,0 ± 0,4 bA 3,3 ± 0,5 aAB 4,4 ± 0,6 bA IRGA 417 3,8 ± 0,4 aC 5,7 ± 0,4 aB 4,0 ± 0,8 aC 7,7 ± 0,4 aA 65 IAC 202 4,8 ± 0,4 bC 6,0 ± 0,2 bA 5,8 ± 0,2 aAB 5,2 ± 0,5 bBC IRGA 417 7,6 ± 0,1 aA 8,2 ± 0,1 aA 6,1 ± 0,2 aB 7,9 ± 0,1 aA 75 IAC 202 10,2 ± 0,6 aA 10,4 ± 0,1 aA 10,1 ± 0,3 aA 7,8 ± 0,3 aB IRGA 417 9,2 ± 0,6 bA 8,2 ± 0,4 bAB 7,9 ± 0,7 bB 7,6 ± 0,4 aB 85 IAC 202 10,7 ± 0,3 aB 11,7 ± 0,5 aA 11,5 ± 0,1 aA 10,8 ± 0,4 aB IRGA 417 10,5 ± 0,1 aA 9,8 ± 0,1 bB 10,3 ± 0,2 bAB 8,3 ± 0,2 bC 95 IAC 202 25,7 ± 0,5 aA 23,8 ± 0,2 aC 24,9 ± 0,1 aB 24,4 ± 0,1 bB IRGA 417 18,7 ± 0,1 bC 18,8 ± 0,3 bBC 19,3 ± 0,1 bB 24,8 ± 0,2 aA 1

Valores reportados como média ± desvio padrão.

2

Letras minúsculas iguais na coluna dentro de cada temperatura avaliada e maiúsculas iguais na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05).

Houve aumento da expansão do amido de ambas as cultivares sob a menor temperatura (55 °C), para as amostras irradiadas nas doses de 1 e 5 kGy. Possivelmente a quebra das moléculas causaram desestruturação das regiões cristalinas e amorfas, e sob temperaturas abaixo da temperatura de gelatinização, ocorreu maior expansão, pois as energias existentes entre as moléculas foram modificadas pela radiação gama.

Para temperatura de 65 °C, houve aumento no FE para as doses 1 e 2 kGy na cv. IAC 202 e redução na dose 2 kGy na cv. IRGA 417. Nesta temperatura, a cv. IAC 202 nem iniciou o processo de gelatinização, enquanto a cv. IRGA 417, já atingiu a temperatura de pico (Tabela 3.5). Na temperatura de 75 °C houve tendência à redução da expansão com o aumento das doses de radiação em ambas cultivares. Outros estudos observaram redução de expansão dos grânulos com o aumento das doses de radiação gama (ABU; DUODU; MINNAAR, 2006; CHUNG; LIU, 2009; 2010; DARFOUR et al., 2012; GANI et al., 2012). A expansão dos grânulos revela a habilidade que os mesmos apresentam de absorver e reter água

dentro da estrutura. Considerando que a amilopectina é a principal macromolécula responsável pela expansão granular, tem-se que a irradiação pode ter causado rupturas nesta amilopectina, reduzindo a expansão dos mesmos (GANI et al., 2012; TESTER; MORRISON, 1990).

Na temperatura de 85 °C houve aumento no FE dos grânulos nas doses 1 e 2 kGy para cv. IAC 202 e redução nas doses 1 e 5 kGy para a cv. IRGA 417. Na temperatura de 95 °C houve redução da expansão com a irradiação para cv. IAC 202 e aumento para cv. IRGA 417. A redução da expansão dos grânulos de amido está relacionada à degradação da amilopectina pelos raios gama, já o aumento pode ter relação com uma melhor restruturação da mesma pela irradiação. Esta restruturação, segundo Chung e Liu (2009), é causada pelo rearranjo das duplas hélices do amido, pois pode ocorrer um realinhamento molecular das cadeias de amido no interior das regiões amorfas e cristalinas durante longo tempo de irradiação (baixa taxa de dose), com formação de pontes de hidrogênio entre as cadeias.

A amilose lixiviada em função do aquecimento dos grânulos de amido aumentou com a elevação das doses de radiação gama e com o incremento da temperatura para ambas as cultivares (Tabela 4.3). Comportamento semelhante foi constatado em outros estudos para amido de milho (CHUNG; LIU, 2009) e de feijão e batata (CHUNG; LIU, 2010), e atribuído à produção de frações de menor massa molecular e degradação da estrutura do amido. A cromatografia de permeação em gel (Figura 3.6) comprovou a quebra das moléculas, que justifica o aumento na lixiviação da amilose.

Tabela 4.3 - Amilose lixiviada (%) pelo aquecimento em diferentes temperaturas de suspensão aquosa (0,2% p/v) dos amidos das duas cultivares de arroz em função das doses de radiação

T (°C) Cultivar Dose (kGy) 0 1 2 5 55 IAC 202 0,02 ± 0,011bB2 0,05 ± 0,02 bB 0,14 ± 0,05 bA 0,20 ± 0,03 bA IRGA 417 0,22 ± 0,02 aC 0,27 ± 0,03 aBC 0,32 ± 0,01 aB 0,49 ± 0,02 aA 65 IAC 202 1,6 ± 0,02 bD 2,0 ± 0,02 bC 2,4 ± 0,10 bB 3,4 ± 0,16 bA IRGA 417 2,1 ± 0,06 aD 2,7 ± 0,10 aC 3,4 ± 0,07 aB 5,1 ± 0,14 aA 75 IAC 202 8,0 ± 0,32 aD 9,8 ± 0,29 aC 11,0 ± 0,09 aB 13,9 ± 0,02 aA IRGA 417 4,1 ± 0,08 bD 5,1 ± 0,17 bC 6,5 ± 0,31 bB 9,0 ± 0,14 bA 85 IAC 202 19,9 ± 0,29 aC 23,2 ± 0,59 aB 23,8 ± 0,58 aB 27,5 ± 0,61 aA IRGA 417 11,4 ± 0,45 bD 14,4 ± 0,18 bC 15,6 ± 0,45 bB 19,8 ± 0,03 bA 95 IAC 202 33,6 ± 0,22 aC 36,5 ± 0,55 aB 36,7 ± 0,78 aB 42,3 ± 0,54 aA IRGA 417 24,8 ± 0,15 bD 28,0 ± 0,55 bC 29,8 ± 0,26 bB 33,8 ± 0,79 bA 1

Valores reportados como média ± desvio padrão.

2

Letras minúsculas iguais na coluna dentro de cada temperatura avaliada e maiúsculas iguais na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05).