Após o amido modificado ser processado numa extrusora, as suas propriedades físicas, químicas e estruturais sofrem alterações significativas, o que se deve principalmente à elevada temperatura, à elevada pressão, à elevada força de cisalhamento e à ação mecânica durante o processo de extrusão. Seguem-se as principais alterações e efeitos do amido modificado durante o processo de extrusão:
- Mudanças estruturais
- Gelatinação do amido e destruição da estrutura cristalina
- Gelatinização: A temperatura elevada (normalmente entre 100 e 200 °C) e a alta pressão durante o processo de extrusão fazem com que os grânulos de amido absorvam água e inchem, que as ligações de hidrogénio se quebrem, que a estrutura cristalina se desintegre e que as moléculas de amido passem de uma disposição ordenada para um estado gelatinoso desordenado.
- Transformação do tipo de cristal: Os cristais de amido natural do tipo A (amido de cereais) ou do tipo B (amido de tubérculos) podem ser parcialmente transformados num tipo V mais estável (complexo de amilose e lípidos), o que afeta a solubilidade e a digestibilidade.
- Degradação e reorganização molecular
- Quebra da cadeia molecular: Uma força de cisalhamento elevada pode provocar a degradação das moléculas de amido (amilose e amilopectina), reduzir o peso molecular, gerar dextrina ou açúcares de baixo peso molecular e diminuir a viscosidade.
- Reticulação ou reorganização: Alguns amidos modificados (tais como os amidos reticulados) podem sofrer uma reticulação adicional durante a extrusão, a fim de aumentar a estabilidade térmica; enquanto outros tipos podem reorganizar as suas cadeias moleculares para formar novas estruturas em rede.
- Alterações nas propriedades físicas
- Solubilidade e capacidade de inchaço
- A solubilidade em água do amido gelatinizado aumenta, e a solubilidade em água fria pode aumentar (especialmente no caso do amido pré-gelatinizado).
- A formação de uma estrutura porosa após a extrusão pode aumentar a absorção de água, mas uma degradação excessiva pode levar a uma diminuição da capacidade de inchaço.
- Propriedades reológicas
- A viscosidade diminui significativamente (devido à degradação molecular), mas a resistência do gel pode aumentar devido à reorganização, dependendo do tipo de amido e dos parâmetros de extrusão (tais como a temperatura e o teor de humidade).
- Morfologia e textura
- Após a extrusão, o amido apresenta uma estrutura porosa, em flocos ou fibrosa, com uma textura mais solta, podendo ser utilizado na confeção de alimentos tufados ou como material de suporte.
- Alterações nas propriedades químicas
- Reação de um grupo químico
- Os grupos de modificação química originais (tais como o acetilo e o hidroxipropilo) do amido modificado podem sofrer decomposição parcial devido às altas temperaturas, o que afeta as propriedades funcionais (tais como a estabilidade ao congelamento e descongelamento).
- Pode ocorrer a reação de Maillard (caso haja proteínas) ou uma reação de oxidação, o que resulta numa alteração da cor (escurecimento).
- Formação de amido resistente (RS)
- A recristalização da amilose durante a extrusão pode dar origem a amido resistente (RS3 ou RS4), o que aumenta o teor de fibra alimentar e reduz o índice glicémico.
- Alterações nas propriedades funcionais
- Estabilidade térmica e propriedades mecânicas
- A resistência às altas temperaturas e a capacidade de cisalhamento do amido reticulado podem ser ainda mais melhoradas, tornando-o adequado para alimentos processados a altas temperaturas.
- As propriedades de formação de película ou de formação de fibras do amido após a extrusão podem ser melhoradas, podendo este ser utilizado em materiais de embalagem biodegradáveis.
- Propriedades digestivas
- Aumento do amido de digestão rápida (RDS): A gelatinização torna o amido mais suscetível à hidrólise enzimática.
- Formação de amido resistente (RS): Algumas estruturas reestruturadas podem resistir à digestão, dependendo das condições de processamento (por exemplo, a extrusão com baixo teor de humidade favorece a formação de RS).
(3) Adsorção e função de transporte
- A estrutura porosa pode aumentar a capacidade de retenção de substâncias aromatizantes e ingredientes ativos, sendo frequentemente utilizada em sistemas de microencapsulação ou de libertação prolongada de fármacos.
- Impacto nas aplicações
O amido modificado, após o processo de extrusão, apresenta um melhor desempenho nas seguintes áreas:
- Indústria alimentar: alimentos prontos a consumir, snacks tufados, veículo de aromatizantes.
- Área médica: excipiente para libertação controlada, desintegrante.
- Materiais ecológicos: plásticos biodegradáveis, películas de embalagem.
- Processamento de rações: para melhorar a digestibilidade do amido ou como aglutinante.
Principais fatores regulamentares
O efeito de extrusão é influenciado pelos seguintes parâmetros:
- Temperatura: a temperatura elevada favorece a gelatinização e a degradação, enquanto a temperatura baixa pode preservar parte da estrutura cristalina.
- Teor de humidade: um elevado teor de humidade (20–30%) favorece a gelatinização, enquanto um baixo teor de humidade promove a degradação molecular e a formação de uma estrutura porosa
- Velocidade do parafuso e força de cisalhamento: uma força de cisalhamento elevada agrava a quebra molecular.
- Tipo de amido: a relação linear/ramificada e o método de modificação (acetilação, reticulação, etc.) determinam as propriedades finais.
Resumo
O processo de extrusão altera significativamente a estrutura e a função do amido modificado através de uma sinergia físico-química, tornando-o mais adequado para aplicações de elevado valor acrescentado. Através do ajuste dos parâmetros do processo, é possível controlar o grau de gelatinizacão, a distribuição do peso molecular, a digestibilidade e outras propriedades do amido, de modo a satisfazer diferentes necessidades industriais. Se tiver alguma dúvida, não hesite em contactar-nos.
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