Temperatura de Gelatinização

Na temperatura ambiente, a estrutura do amido nos grãos de arroz mantém-se inalterada. Porém, quando os grãos são hidratados e submetidos a temperaturas elevadas, a estrutura do amido é modificada. Com a ação da energia térmica, as ligações de hidrogênio entre as moléculas de amilose e de amilopectina são enfraquecidas. Este procedimento promove o relaxamento da estrutura granular, facilitando a entrada das moléculas de água no interior dos grânulos. O aquecimento e hidratação do grão de arroz, portanto, causam a modificação da estrutura dos glânulos de amido no endosperma e conferem um aspecto “gelatinizado” ao grão polido de arroz. Parte da água permanece retida nos grânulos de amido, dificultando cada vez mais o movimento da água, levando a um aumento na viscosidade do grão. A Temperatura de Gelatinização (TG), também conhecida como “reação alcalina” ou “digestão”, é a temperatura em que se observa o efeito deste processo no grão de arroz. O conteúdo e estrutura do amido (relação amilose:amilopectina) no grão afeta a temperatura em que a gelatinização é observada.

As propriedades de gelatinização estão relacionadas com a estrutura molecular da amilopectina (comprimento de cadeia, extensão de ramificação, peso molecular), composição do amido (proporção amilose/amilopectina) e arquitetura granular (proporção de regiões cristalinas e amorfas). Por difração de raios-X pode se detectar a cristalinidade dos grânulos de amido, que correspondem a duas poliformas (A ou B) ou a uma forma intermediária (C). Essa classificação é baseada em variações no conteúdo de água e na configuração de empacotamento de duplas hélices (Imberty et al., 1991). Normalmente, altas temperaturas têm sido associadas a altos graus de cristalinidade, os quais fornecem a estabilidade estrutural e tornam os grânulos mais resistentes à gelatinização (Singh et al., 2003).

Por definição, a TG é a temperatura alcançada por em média 90% dos grânulos de amido quando atingem um aspecto de gelatinizados na presença de água aquecida (Guimarães ,1989). A Temperatura de Gelatinização dos grãos das cultivares comerciais de arroz em geral varia entre 55º a 80º C. Considera-se a TG baixa se computada entre 63 a 68º C, enquanto uma TG intermediária varia entre 69 a 73º C. Isto significa que variedades de arroz com TGs baixos e intermediários necessitam de menos tempo/energia para o sua cocção (Kumar et al., 1994). Entretanto, cultivares com alta Temperatura de Gelatinização, 74 a 80º C, estão relacionadas com baixo teor de amilose, requerendo mais água e tempo para o cozimento. Neste caso, o centro do grão permanece semi-duro após a cocção (Ferreira et al., 2005).

Considerando que já é conhecida uma significativa correlação entre desintegração em alcalinos e a temperatura de gelatinização de arroz (Juliano et al., 1964), a temperatura de gelatinização pode ser também medida pela reação do grão de arroz com uma solução alcalina. Desta forma, as propriedades físico-químicas dos grãos de amido podem ser avaliados por solução de 1,3% de KOH em temperatura ambiente ou em solução de uréia 4M a 30°C, medindo o grau de dispersão do grão de arroz em mm e correlacionando este valor com a temperatura de gelatinização. Neste caso, uma escala de notas variando de 1 (grão não a afetado) a 9 (grão totalmente disperso, gelatinizado) é utilizada para mensurar a Temperatura de Gelatinização.

O gene (gel(t)) que distingue o fenótipo de gelatinização do grão de amido entre as subespécies japonica e indica foi mapeado recentemente (Umemoto et al., 2002). O gene

gel(t) foi localizado na mesma posição do gene alk no cromossomo 6 em todas as linhagens

de arroz analisadas (Umemoto et al., 2002). Outros trabalhos realizados com SNPs no gene

alk, mostraram dois polimorfismos no éxon 8, sendo alk3 (A/G) e alk4 (GC/TT) associados

com temperatura de gelatinização (Umemoto, 2005; Waters et al., 2006). Trabalhos recentes usando esses SNPs resultaram em variedades com genótipos com combinação de alk3 (G) e

alk4 (GC) com temperatura de gelatinização alta e baixa desintegração alcalina, enquanto

variedades com genotipos alk3 (A) ou alk4 (TT) apresentaram temperatura de gelatinização baixa (Masouleh et al., 2009).

1.3.3- Centro Branco

A aparência do grão é altamente determinada pelo nível de opacidade do grão, um dos fatores primordiais para a comercialização do produto no mercado. Arroz com grãos

translúcidos são preferidos pelos consumidores, e isso faz com que haja uma redução nos preços de variedades de arroz com grãos gessados. O gessamento é caracterizado pela opacidade do grão, em parte ou em sua totalidade. As áreas opacas são chamadas de centro branco, barriga branca ou mancha branca

O cozimento de grãos com áreas opacas é diferente de grãos com áreas translúcidas, já que os grãos gessados desenvolvem fissuras rapidamente reduzindo a palatabilidade do produto após cocção (Nagato & Ebata 1959; Cheng et al., 2005). A indústria arrozeira também tem maior preferência por grãos tranlúcidos, pois os grãos gessados podem causar maior percentual de grãos quebrados, desvalorizando o produto para comercialização. Essas regiões tornam-se frágeis e estão sujeitas a rompimento, após beneficiamento (Del Rosario et al., 1968). Por outro lado, as cultivares de arroz com grãos gessados ou opacos são de grande interesse para a indústria japonesa para a produção de alimentos ou bebidas especiais, como o saquê.

As medidas usadas atualmente para avaliar a opacidade do endosperma e as áreas opacas do endosperma do arroz são: porcentagens de grãos gessados, a área do endosperma gessado (na região dorsal, centro branco e barriga branca) e grau de opacidade do endosperma. O IRRI segue uma avaliação de notas entre 0 a 9 para classificar por análise visual a porcentagem dos grãos que apresentam presença de barriga branca, centro branco, opacidade na região dorsal e o seu grau de translucidez. Assim, as amostras com nota zero de Centro Branco não apresentam nenhum grão com qualquer tipo de opacidade; amostras com nota 1 apresentam menos de 10% de grãos gessados; com nota 5 apresentam entre 10 a 20% de grãos gessados e nota 9 mais de 20% de grãos com qualquer área atingida por opacidade do grão (IRRI, 2002).

A translucidez do endosperma está relacionada com o grau de cristalinidade do amido. Esta característica pode ser influenciada por fatores ambientais como colheita dos grãos ainda imaturos, assim como por altas temperaturas noturnas durante a fase de maturação do arroz (Juliano & Gonzales, 1989). O grão translúcido é mais duro por apresentar maior densidade de grânulos de amido comparados com os grãos gessados. Os grãos translúcidos apresentam uma menor propensão à quebra durante o beneficiamento (Del Rosario et al.,1968).

As zonas opacas ou gessadas podem se localizar na região dorsal, ventral ou central dos grãos, sendo genericamente denominadas de Centro Branco (Bangwaek et al., 1994 e

Guimarães, 1989). A opacidade nestas áreas do grão ocorre devido ao arranjo entre os grânulos de amido (má formação dos grânulos com espaços de ar entre si) e proteína nas células (Singh et al., 2006). A existência desses espaços de ar entre os grânulos gera significativas alterações físico-químicas, morfológicas, na temperatura de gelatinização, na cocção e nas propriedades estruturais comparado àqueles de grãos translúcidos (Singh et al., 2003; Cheng et al., 2005). Grãos gessados podem apresentar aspecto de cor amarelada, isto pode estar relacionado com grãos envelhecidos ou ao maior conteúdo protéico. O alto conteúdo protéico também muda as propriedades de cozimento do arroz.

1.3.4-Rendimento de Beneficiamento (RB)

Contabilização do percentual de grãos inteiros mais o percentual de grãos quebrados existente após beneficiamento do arroz em moinho. A quebra dos grãos durante o processamento é conseqüência das propriedades físicas do grão, afetadas pela relação amilose:amilopectina no endosperma.