OCORRÊNCIA E CARACTERIZAÇÃO DO AMIDO RESISTENTE EM AMIDOS DE MILHO E DE BANANA

Resumos

No presente trabalho foi estudada a ocorrência de Amido Resistente (AR) em amidos de milho e de banana (naturalmente resistente) e investigado o efeito das variáveis: umidade de condicionamento, tempo e temperatura de armazenamento dos géis, na formação do AR em amido normal de milho; além das características físico-químicas e a estrutura fina do AR de milho e de banana. Foi observado que o teor de AR em amidos de milho e banana (2,5% e 49,61%, respectivamente) parece não estar relacionada com a composição química do grânulo. O amido de banana apresentou grânulos com certo poliformismo, padrão de raio-x tipo B, além de uma fração linear de DP 34 resistente à <FONT FACE="Symbol">b</font>-amilólise. A estrutura cristalina que mantém o grânulo do amido de banana coeso, por si só, não explicou o alto teor de AR encontrado. O amido de milho normal apresentou formas poliédricas e padrão difração em raio-x tipo A. Não foi observada a fração com DP 34 resistente à <FONT FACE="Symbol">b</font>-amilólise, apesar da sua maior coesividade quando comparado ao amido de banana. O tratamento hidrotérmico aplicado no amido normal de milho quase triplicou o teor de AR (7,15%) devido à formação de estruturas cristalinas coesas. O AR de milho (7,15% de AR), constituído por fragmentos porosos, apresentou padrão de difração tipo C. A não significância do tempo de armazenamento dos géis na produção do AR e a fração linear com DP 34 resistente à <FONT FACE="Symbol">b</font>-amilólise presente nos cromatogramas, sugerem a participação da amilose na formação desta estrutura resistente.

Amido- Estrutura; Milho; Banana

In this work the occurrence of resistant starch (RS) in normal corn and banana (naturally resistant) starches was studied and also the effects of conditioning moisture, storage temperature and time on the formation of RS in normal corn starch. The physico-chemical characteristics of the RS from corn and banana were also studied, including the molecular structure. The proximate composition data showed that the percentage of RS is not related to the chemical composition of the granule. Banana starch showed granules with a certain polyformism, and a B x-ray diffraction pattern. The dextrins from this starch showed a linear fraction with DP 34 resistant to sequential action of <FONT FACE="Symbol">b</font>-amylase and/or pulullonase. The pasting characteristics indicated that the high RS content observed in this starch, could not be explained by the physical structure which maintains the granule. The normal corn starch showed polyhedral shapes. Exclusion gel chromatography of the residues obtained after <FONT FACE="Symbol">b</font>- amylase and/or pulullonase hydrolysis, did not show a fraction with DP 34, although the pasting properties indicated a higher granule cohesivity than that of the banana starch. The hydrothermal treatment almost triplicated the RS content (7.15%) of the corn starch, because of the formation of more cohesive structures inside the granule. The retrograded corn starch, with 7.15% RS, was constituted of porous fragments and a C type diffraction pattern. On the other hand, the non significance of storage time on the formation of RS in conjunction with the absence of a fraction with DP 34, suggested the participation of amylose in this resistant structure.

Starch-structure; Corn; Banana

OCORRÊNCIA E CARACTERIZAÇÃO DO AMIDO RESISTENTE EM AMIDOS DE MILHO E DE BANANA¹

Maria A.V. TEIXEIRA²,^*, César F. CIACCO², Débora Q. TAVARES², Alexandre N. BONEZZI²

RESUMO

No presente trabalho foi estudada a ocorrência de Amido Resistente (AR) em amidos de milho e de banana (naturalmente resistente) e investigado o efeito das variáveis: umidade de condicionamento, tempo e temperatura de armazenamento dos géis, na formação do AR em amido normal de milho; além das características físico-químicas e a estrutura fina do AR de milho e de banana. Foi observado que o teor de AR em amidos de milho e banana (2,5% e 49,61%, respectivamente) parece não estar relacionada com a composição química do grânulo. O amido de banana apresentou grânulos com certo poliformismo, padrão de raio-x tipo B, além de uma fração linear de DP 34 resistente à b-amilólise. A estrutura cristalina que mantém o grânulo do amido de banana coeso, por si só, não explicou o alto teor de AR encontrado. O amido de milho normal apresentou formas poliédricas e padrão difração em raio-x tipo A. Não foi observada a fração com DP 34 resistente à b-amilólise, apesar da sua maior coesividade quando comparado ao amido de banana. O tratamento hidrotérmico aplicado no amido normal de milho quase triplicou o teor de AR (7,15%) devido à formação de estruturas cristalinas coesas. O AR de milho (7,15% de AR), constituído por fragmentos porosos, apresentou padrão de difração tipo C. A não significância do tempo de armazenamento dos géis na produção do AR e a fração linear com DP 34 resistente à b-amilólise presente nos cromatogramas, sugerem a participação da amilose na formação desta estrutura resistente.

Palavras-chaves: Amido- Estrutura; Milho; Banana.

SUMMARY

OCCURENCE AND CARACTERIZATION OF RESISTANT STARCH FROM CORN AND BANANA STARCH. In this work the occurrence of resistant starch (RS) in normal corn and banana (naturally resistant) starches was studied and also the effects of conditioning moisture, storage temperature and time on the formation of RS in normal corn starch. The physico-chemical characteristics of the RS from corn and banana were also studied, including the molecular structure. The proximate composition data showed that the percentage of RS is not related to the chemical composition of the granule. Banana starch showed granules with a certain polyformism, and a B x-ray diffraction pattern. The dextrins from this starch showed a linear fraction with DP 34 resistant to sequential action of b-amylase and/or pulullonase. The pasting characteristics indicated that the high RS content observed in this starch, could not be explained by the physical structure which maintains the granule. The normal corn starch showed polyhedral shapes. Exclusion gel chromatography of the residues obtained after b- amylase and/or pulullonase hydrolysis, did not show a fraction with DP 34, although the pasting properties indicated a higher granule cohesivity than that of the banana starch. The hydrothermal treatment almost triplicated the RS content (7.15%) of the corn starch, because of the formation of more cohesive structures inside the granule. The retrograded corn starch, with 7.15% RS, was constituted of porous fragments and a C type diffraction pattern. On the other hand, the non significance of storage time on the formation of RS in conjunction with the absence of a fraction with DP 34, suggested the participation of amylose in this resistant structure.

Keywords: Starch-structure; Corn; Banana.

1 — INTRODUÇÃO

O amido é o componente mais abundante da maioria dos alimentos sendo responsável pelas propriedades tecnológicas que caracterizam grande parte dos produtos processados [13].

A definição do amido como um carboidrato nutricionalmente disponível é baseada na suposição de que suas macromoléculas formadoras, amilose e amilopectina, sejam facilmente hidrolisadas no trato intestinal, produzindo carboidratos de baixo peso molecular. Entretanto a origem e as características do amido, bem como as condições de processamento a que são submetidos os produtos amiláceos, são de grande importância na alteração das taxas de hidrólise in vivo e in vitro [6].

EERLINGER & DELCOUR [9] definiram o amido com base na sua resistência à hidrólise enzimática. De acordo com estes pesquisadores, Amido Resistente (AR) pode ser definido como a parcela do grânulo, ou de seus produtos de degradação, que não são absorvidos/digeridos no intestino delgado de indivíduos saudáveis, podendo entretanto ser fermentado no intestino grosso.

Segundo COLONNA et al. [6] a extensão do efeito do processamento nos alimentos pode ser explicada em termos de modificações estruturais. Estas modificações devem ser levadas em consideração para um melhor entendimento da taxa de hidrólise do amido.

A observação de que alguns amidos resistem à hidrólise por enzimas pancreáticas, podendo alcançar o intestino grosso, tem importante implicação na saúde humana. As atividades fisiológicas no intestino, especialmente o hábito intestinal, a produção de ácidos graxos de cadeia curta, o metabolismo do nitrogênio, as atividades bacteriológicas e a proliferação celular, são amplamente controladas pelos carboidratos que entram no colon, dos quais os mais conhecidos são os polissacarídeos-não-amiláceos (NSP). A possibilidade de que os amidos também possam afetar estes aspectos de funcionamento do intestino é, desta forma, de grande importância [7].

O presente trabalho objetivou investigar tanto o efeito de variáveis, normalmente encontradas no processamento de alimentos, na formação do Amido Resistente, quanto as características físico — químicas do AR. Paralelamente, foi investigada a estrutura fina do AR.

2 — MATERIAL E MÉTODOS

2.1 - Material

Amido de milho normal, fornecido pela Refinações de Milho Brasil LTDA, e amido de banana (Musa AAB `TERRA'), extraído segundo metodologia descrita em 2.2.1. foram usados para o desenvolvimento do trabalho.

2.2 - Métodos

2.2.1 - Extração do Amido da Banana (Musa AAB `TERRA')

A extração do amido da banana seguiu a metodologia descrita por CHIANG et al. [5], com pequenas modificações.

A banana, após ser descascada, foi imersa em solução de NaOH 0,2% (p/v) e de metabissulfito de sódio 200 ppm e triturada.

Após a trituração, a massa formada foi passada em despolpadeira de modo a separar a polpa das fibras mais grossas.

Às fibras separadas juntou-se uma solução com 0,2% (p/v) de NaOH e por mais duas vezes a dispersão formada foi passada pela despolpadeira, para aumentar o rendimento da extração.

A dispersão obtida com a polpa foi bombeada através de um sistema contendo dois hidrociclones alimentados em paralelo.

A dispersão resultante do fluxo da parte superior do hidrociclone, contendo as fibras mais finas e um pouco de amido, foi novamente bombeada nos hidrociclones para completar a separação do amido.

A dispersão resultante do fluxo da parte inferior dos hidrociclones, contendo amido e as fibras mais grossas, foi deixada decantar e o líquido sobrenadante foi descartado.

O sedimento castanho foi, a seguir, filtrado através de peneiras de 24 a 100 mesh. As impurezas retidas nas peneiras foram descartadas e o filtrado lavado com água destilada até se obter um sedimento branco.

O amido, assim obtido, foi seco em estufa com circulação forçada de ar à temperatura de 40°C.

2.2.2 - Composição Química dos Amidos

Foram realizadas as seguintes determinações químicas: a) Umidade, AACC 44-15A[1]; b) Proteína, AACC 46-20 [1], c) Cinzas, AACC 8-17 [1], d) Gordura, BLIGH & DYER [3], e) Fibras, GOERING & VAN SOEST [14], f) Amilose, WILLIAMS et al. [22].

2.2.3 - Tratamento Hidrotérmico

O tratamento hidrotérmico consistiu em acondicionar em latas de folha de flandres, verniz C, de 73 mm de diâmetro e 111 mm de altura, cerca de 200 g de amido de milho com diferentes níveis de umidade (30 a 70 %). As latas foram recravadas para evitar perda de umidade durante o tratamento térmico. As amostras foram então autoclavadas por um período de uma hora à 121°C.

Após o tratamento hidrotérmico, as amostras ainda em latas seladas, foram armazenadas em ambientes com temperaturas variando entre 15 e 35°C e por tempos variando entre quatro (4) e setenta e duas (72) horas.

O efeito combinado das variáveis independentes de processamento (Umidade, Tempo e Temperatura de Armazenamento dos Géis) na formação do AR foi verificado através de um delineamento experimental do tipo composto rotacional central, com dois níveis e dois pontos centrais. Foram testados os modelos linear e quadrático [16].

2.2.4 - Quantificação do Amido Resistente (AR)

A quantificação do AR foi feita de acordo com a metodologia descrita por FAISANT et al. [11] com algumas modificações.

Uma amostra de amido (~100 mg) foi dispersa em 10 ml de tampão tris-maleato 0,1 M (contendo 4 mM de CaCl₂ e 0,02% de N_aN₃), pH 6,9, com 500 unidades de a-amilase pancreática (EC 3.2.1.1 Typo VI.B, da Sigma), sendo, posteriormente, incubada em banho-maria, a 37°C, sob agitação constante por 16 horas.

Após a hidrólise com a-amilase pancreática, foram adicionados 20 ml de etanol absoluto. A dispersão foi, a seguir, deixada por uma hora à temperatura ambiente e, então, centrifugada por 10 minutos a 4300 rpm. O sobrenadante foi descartado e o resíduo foi lavado duas vezes com 10 ml de etanol 80% (v/v) e uma vez com acetona [4]. O resíduo foi, então, deixado secar em estufa com ventilação forçada a 60^oC.

Ao resíduo seco foram adicionados 10 ml de água destilada. A dispersão formada foi aquecida a 100^oC e deixada nesta temperatura por 30 min.

Após esse tempo a dispersão foi resfriada em gelo e deixada por 30 minutos a 0^oC, sob constante movimento, após adição de 10 ml de KOH 4M.

Uma alíquota de 1 ml solução de amido gelatinizado foi coletada e colocada em tubo contendo ácido acético 0,5 M e 1 ml de amiloglucosidase (EC 3.2.1.3 de Aspergillus niger; 20 AGU/ml H₂O), corrigindo-se o pH para 4,5 + 0,2.

A hidrólise com amiloglucosidase foi conduzida a 70^oC, por 30 minutos sob agitação constante. Após hidrólise, a enzima foi inativada pelo aquecimento a 100^oC por 10 minutos.

Após resfriamento à temperatura ambiente, adicionou-se 0,6 ml de KOH 4 M e a dispersão resultante foi centrifugada por 10 minutos a 4300 rpm.

O resíduo sólido foi descartado e o sobrenadante recolhido para quantificação da glicose produzida.

A quantidade de glicose produzida foi determinada através de leitura em espectrofotômetro a 505nm, após a oxidação enzimática desta pela glicose-oxidase (GOD— bD - Glicose: oxigênio 1 - oxidorredutase; EC 1.1.3.4), contida no kit glicose E da CELM, segundo a metodologia sugerida pelo fabricante.

A quantidade de amido resistente presente foi determinada através da fórmula:

AR = G x 0,9 x D x 100,

P

onde:

AR = % de amido resistente em base seca;

G = concentração final de glicose (mg/ml), determinada através de curva padrão obtida com glicose P.A.;

0,9 = fator de conversão da glicose em amido;

D = fator de diluição da amostra;

P = peso (g) da amostra em base seca.

2.2.5 - Caracterização dos Amidos

As análises físico-químicas utilizadas para caracterização dos amidos e os ensaios in vivo e in vitro foram feitos com o amido de milho, com o amido de milho tratado hidrotermicamente contendo o maior teor de amido resistente (AR de milho) e com o amido de banana.

Propriedades de pasta

As propriedades de pasta foram determinadas através do Rapid Visco Analiser (RVA), com auxílio do programa "Thermocline for windows", segundo método descrito no manual do fabricante. As medidas no RVA foram feitas utilizando-se 2,8 g de amido suspensos em 25,0 ml de água. A mistura foi agitada a 960 rpm por 10 seg, e a 160 rpm durante o restante do teste.

Análises microscópicas

As técnicas empregadas para microscopia ótica e eletrônica foram técnicas de rotina, não exigindo preparações especiais.

Difractogramas de Raio-x

O padrão de difração de Raio-x foi obtido utilizando-se um difratômetro de Raio-x URD 6 Carl Zeiss, Rad. CuKa 40 KV 30mA, sendo a velocidade de varredura de 0,1° a cada 5s, sob ângulos (2q) variando de 0-40°.

Estrutura Fina dos Amidos

O estudo da estrutura fina dos amidos foi feito através da cromatografia de permeação em gel Sephadex G-50 dos resíduos obtidos após hidrólise do amido com pululanase e/ou b-amilase, realizada segundo metodologia relatada por ROBIN et al. [18].

As soluções de amido hidrolisadas com pullulanase e/ou b-amilase foram cromatografadas em coluna (xk 16/100) de gel Sephadex G-50. A eluição foi realizada em fluxo ascendente, usando tampão fosfato10 mM, pH 7,0, contendo 0,02% de azida de sódio para prevenir crescimento microbiano.

Alíquotas de 3 ml de amostras, após a ação enzimática, foram injetadas na coluna com a utilização de uma bomba que permitiu um fluxo constante de 1 ml/min.

Em todas as frações coletadas, determinou-se o teor de açúcar total, através do método fenol-sulfúrico [8] e o teor de açúcar redutor, através do método de SOMOGY-NELSON [20], de modo a se obter o grau de polimerização (DP), que foi calculado como sendo a razão entre carboidratos totais/carboidratos redutores das frações à vários volumes de eluição.

Os padrões de eluição obtidos foram expressos como mg de glicose por 100 mg de polissacarídeo recuperado versus o volume de eluição. Assim, esses padrões puderam ser comparados, uma vez que cada um correspondeu à 100 mg de polissacarídeo [12].

3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 - Composição Química dos Amidos

A composição química dos grânulos dos amidos de milho e de banana está de acordo com valores encontrados na literatura [15; 16] e apresentaram grau de pureza compatível com o objetivo do trabalho, em particular em relação ao baixo teor de fibras (Tabela 1).

A grande diferença nos teores de AR entre os dois amidos estudados, entretanto, parece não estar relacionada com a composição química do grânulo. Mesmo a diferença entre os teores de amilose, por si só, não fornece subsídeos para uma explicação sobre os teores de AR.

É possível que a diferença no teor de AR entre amido de milho normal e amido de banana seja decorrente de diferenças nas estruturas das regiões não susceptíveis ao ataque enzimático presentes nesses amidos. Por outro lado, a existência de modificações químicas nas cadeias dos componentes do amido de banana, formando barreiras à hidrólises, não pode ser descartada [15; 16]. Também a existência de associações do tipo proteína-amido, diminuindo a digestibilidade do AR, proposta por EERLINGER & DELCOUR [9], pode ser uma das causas do alto teor de AR em amido de banana.

3.2 - Efeito do Tratamento Hidrotérmico na Formação do Amido Resistente

O efeito das variáveis de processamento (umidade, tempo e temperatura de armazenamento) na produção do AR pode ser observado na Tabela 2.

A análise de variância (ANOVA) do efeito das variáveis - Umidade, Tempo e Temperatura de Armazenamento do Gel - na formação do AR mostrou que o modelo linear é o que melhor descreve o efeito dessas variáveis na formação do AR. O modelo linear foi significativo ao nível de 90%, não apresentou falta de ajuste e explicou 92% das variações das respostas.

A comparação entre o F_calculado (21,58) e o F_tabelado (3,29) mostra que a regressão foi estatisticamente significativa e que o modelo se ajustou aos dados experimentais.

Nas condições do experimento, a quantidade máxima de AR (7,15%) foi obtida com 70% de umidade, 35°C e no tempo de 58,24h).

Pela análise da estimativa dos efeitos das variáveis, observa-se que a umidade foi a única variável significativa, dentro da faixa de variação estudada, na formação do AR.

A Figura 1 mostra a tendência no aumento da produção do AR em função do aumento da umidade.

FIGURA 1.
Variação na porcentagem de Amido Resistente obtido em função da umidade e dos tempo e temperatura de armazenamento dos géis.

Não houve diferença significativa na faixa de valores estudados nas variáveis tempo (4h< t <72h) e temperatura (15°C< T <35°C) quanto à produção de AR.

Uma explicação para a influência não-significativa da temperatura na formação do AR pode estar na pequena faixa de variação dos valores estudados (15 a 35°C) que não causariam variações significativas na produção de AR.

No presente experimento a não significância do tempo de armazenamento, poderia ser resultado da retrogradação extensiva da amilose nas primeiras 4 horas de armazenamento do gel que foi o menor tempo estabelecido no experimento.

De acordo com VAN SOEST et al. [21] e COLONNA et al. [6] a retrogradação da amilose é um processo rápido que ocorre em apenas algumas horas, ao contrário da retrogradação da amilopectina que é um processo lento, podendo demorar muitos dias.

BERRY [2] e SILJESTRÖN et al. [19] não observaram dependência entre o tempo de armazenamento e a formação do AR em géis concentrados de amidos que sofreram autoclavagem. Estas observações em conjunção com as de VAN SOEST et al. [21] e COLONNA et al. [6] indicam que a formação do AR está relacionada à mudanças envolvendo amilose, ao invés da amilopectina.

Nas condições do experimento a quantidade máxima de AR (7,15%) foi obtida com 70% de umidade, 35°C e no tempo de 58,24 h de armazenamento.

A formação do AR é afetada pelo conteúdo de água presente durante o tratamento térmico. Uma máxima produção de AR é obtida quando uma proporção 1:3,5 (p/p) de amido:água é aplicada. Por outro lado, uma quantidade mínima de água é necessária para conferir plasticidade ao meio e ser incorporada nas estruturas cristalinas [9].

A despeito de não ter constatado influências significativas do efeito do tempo e temperatura de armazenamento dos géis, nas condições do experimento, foi possível, com o tratamento hidrotérmico, triplicar a produção do AR quando comparado com o amido de milho normal (2,15% de AR).

A adição de água e a posterior autoclavagem, que induz a fragmentação e produção de cadeias de comprimento favorável à formação do AR, juntamente com o armazenamento adequado dos géis, provocou um aumento do teor de AR devido à indução da retrogradação das moléculas do amido.

3.3 - Caracterização dos Amidos

As análises in vitro foram realizadas com os amidos de milho nativo (2,50% de AR) e tratado hidrotermicamente (7,15% de AR) e com o amido de banana (49,61% de AR).

O amido tendo 7,15% de AR obtido nas condições de 70% de umidade, 58,24h e 35°C será denominado simplesmente de AR de milho.

3.3.1 - Propriedades de Pasta

Os parâmetros das propriedades de pasta dos amidos medidas pelo RVA, estão ilustrados na Figura 2.

FIGURA 2.
Propriedades de pasta dos amidos de milho normal, AR de milho e amido de banana.

Onde:

— amido de banana

— amido de milho in natura

— AR de milho

VM = Viscosidade máxima; em unidades RVU.

Vmin = Viscosidade mínima; à 95°C em RVU.

Vf = Viscosidade; à temperatura de 50°C em RVU.

TP = Temperatura de pasta, °C.

RVU = Unidades do RVA.

A suspensão de amido de banana apresentou aumento mais abrupto da viscosidade em função do aumento da temperatura, comparativamente aos outros amidos, indicando que as forças que mantêm seus grânulos são mais homogêneas e a estrutura cristalina que mantém o grânulo não é tão coesa como seria esperado para um amido com alto teor de estruturas resistentes à hidrólise.

Também foi observada uma abrupta e sensível redução na viscosidade na dispersão de amido de banana gelatinizado, indicando que seu gel é susceptível à ação mecânica.

Os resultados obtidos no presente trabalho entretanto não indicam, como observado anteriormente, a existência de ligações cruzadas que tornam o amido gelatinizado resistente à ação mecânica. Por outro lado, o abrupto aumento da viscosidade durante o aquecimento, não sugere forte coesão nas estruturas cristalinas que mantém o grânulo.

O amido de milho normal apresentou propriedades de pasta semelhante as encontradas na literatura [12].

O aumento da vicosidade em função da temperatura do amido normal de milho foi menos abrupto que do amido de banana, mostrando que as forças que mantêm a estrutura desses grânulos não são homogêneas. Por outro lado, o amido de milho gelatinizado foi menos susceptível à ação mecânica. Foi observado também maior tendência à retrogradação em relação ao amido de banana.

O amido resistente de milho não apresentou temperatura de pasta. Sua viscosidade máxima foi muito baixa e quase igual à viscosidade mínima, indicando que ou as temperaturas aplicadas não foram capazes de alterar as interações entre as moléculas formadoras da rede cristalina ou o tratamento hidrotérmico destruiu a estrutura granular, cujo inchamento resulta no aumento da viscosidade.

Os resultados obtidos no RVA indicam que a estrutura cristalina que mantém o grânulo do amido de banana coeso, por si só, não explica o alto teor de AR encontrado. A retrogradação do amido de milho gelatinizado, por outro lado, torna o amido menos susceptível ao inchamento durante o aquecimento, indicando a formação de estruturas cristalinas mais coesas.

3.3.2 - Análises Microscópicas

O amido de milho normal apresentou formas poliédricas e variabilidade de diâmetros. O AR de milho é constituído por fragmentos porosos evidenciando vitrificação. Os grânulos dos amidos de banana monstraram um poliformismo com superfícies lisas e tamanho entre 10 a 50 mm.

3.3.3 - Difractogramas de Raio-x

Através dos difractogramas de raio-x foi encontrado para o amido normal de milho padrão de difração tipo A, para o AR de milho, tipo C, e para o amido de banana, tipo B (Figuras 3, 4, 5).

FIGURA 3.
Difractograma de raio-x do amido de milho: tipo A

FIGURA 4.
Difractograma de raio-x do AR Milho: tipo C

FIGURA 5.
Difractograma de raio-x do amido de banana: tipo B

Os padrões A e B diferem-se quanto à forma dos cristais e ao conteúdo de água [10].

De acordo com COLONNA et al. [6] e GALLANT et al. [13] a passagem do padrão A para o B só é possível se os grânulos de amido forem inteiramente destruídos e então recristalizados em sistema novo com nível diferente de água e organização.

No AR de milho foi encontrado padrão tipo C; possivelmente as condições em que foi gerado não permitiram a completa gelatinização dos cristais. Provavelmente alguns cristais tipo A permaneceram intactos e os outros que foram gelatinizados se reorganizaram sob forma distinta por exemplo, cristais do tipo B.

Uma vez que a estrutura do padrão A, termodinamicamente mais estável, parece ser mais densa que o padrão B, seria esperada maior resistência ao ataque enzimático dos grânulos de amido tipo A. Observa-se entretanto que os grânulos de amido apresentando padrão de tipo B e C tendem a ser mais resistentes a amilases pancreáticas, conforme se verifica nas micrografias obtidas em microscopia eletrônica de transmissão e de varredura [13; 10].

Os resultados obtidos no estudo das propriedades de pasta com o RVA são coerentes com os difractogramas e indicam maior coesividade para o amido de milho normal (padrão A) em relação ao amido de banana (padrão B). Desta forma, a maior resistência do amido de banana seria ocasionada por outros fatores que impedem o ataque enzimático e não devido apenas à coesividade da estrutura cristalina.

3.3.4 - Análises Cromatográficas em Gel Sephadex G-50

A Tabela 3 apresenta a porcentagem de carboidratos presentes em cada pico, em relação ao total recuperado, resultantes da soma dos açúcares totais contidos nas frações e o seu respectivo DP, obtidos do padrão de eluição em gel Sephadex G-50 após os amidos de banana, de milho e AR de milho terem sido desramificados com pululanase (P₁), pululanase + b-amilase (P₁B₁) ou b-amilase (B₁), b-amilase + pululanase (B₁P₁), b-amilase + pululanase+ b-amilase (B₁P₁B₂). Cromatogramas da eluição dos amidos apresentaram em geral 2 picos, denominados A e B.

Segundo catálogo da PHARMACIA (1982) o peso molecular máximo que permeia a partícula do gel Sephadex G-50 é de aproximadamente 10000 (DP 60). Portanto, todo polissacarídeo com grau de polimerização maior que 60 é excluído pela matriz do gel em determinado v₀. As frações com DP > 60 não foram registradas provavelmente devido ao rápido fluxo da coluna (1 ml/min).

Com relação ao amido de banana a ação da pululanase resultou em uma fração com DP igual a 28 e outra com DP 2 — 3. A baixa recuperação, que pôde ser medida fazendo-se a diferença entre a quantidade de açúcar total injetado e a quantidade de açúcar coletado nos tubos, indicou que grande parte das cadeias lineares, resultantes da ação da pululanase, tinha DP maior que 60. Entre essas cadeias podem estar incluídos as amiloses e cadeias laterais da amilopectina. A ação da b-amilase nos produtos da pululanase resultaram em uma fração com DP 34 e outra com DP 2 — 3, mostrando que parte das cadeias de amilose e/ou amilopectina têm impedimento à ação da b-amilase. Por outro lado, o aumento de DP 28 para 34, devido a ação da b-amilase indica que as frações lineares com DP 34, resistentes à b-amilase, devem ser provenientes da amilose, com DP > 60, pois não se espera cadeias laterais de amilopectina com DP> 60. Esse bloqueio à ação da b-amilase pode ser decorrente de alterações químicas dessas cadeias ou de interação entre cadeias e também a uma pequena quantidade de ramificações (ligações a-1,6 glicosídicas) da amilose [13].

Segundo KAYISU & HOOD [15] outros fatores podem fazer com que a estrutura se torne resistente à ação da pululanase, como a presença de ligações a-1,2 e a-1,3 nos pontos de ramificação

Dextrinas resistentes à pululanase foram encontradas em batatas que sofreram hidrólise ácida (lintnerizadas) e em amidos de cereais [18].

A ação da b-amilase no amido de banana produziu uma fração menor (11,20%) com DP 34 e outra maior (88,80%) composta provavelmente de maltose e maltotriose, com DP 2 — 3. Essa fração com DP 34 pode representar tanto amilose, com alterações na cadeia que bloqueiam a ação da enzima, quanto dextrinas ramificadas provenientes da amilopectina.

Quando submetidas à ação da pululanase a quantidade da fração com DP 34 decresceu sensivelmente, o que pode ser atribuído à desramificação da amilopectina. Posteriormente, a fração com DP 34, que não foi hidrolisada pela b-amilase, poderia ser atribuída à amilose e/ou à resíduos da amilopectina. Porém, uma vez que o amido foi gelatinizado, anteriormente à ação das enzimas, muito provavelmente, esta fração que exerce bloqueio à ação da b-amilase seja proveniente da amilose pois, segundo EERLINGER & DELCOUR [9], os cristais de amilopectina são formados pela associação de pequenas cadeias externas da amilopectina com temperatura de fusão baixa (55 -70 °C).

Os resultados das duas sequências de enzima mostram que no amido de banana existe uma fração linear dos componentes do amido - amilose ou amilopectina - resistente a ação de b-amilase, decorrente de alterações químicas na cadeia e/ou formação de agregados não susceptíveis à ação da enzima. A comparação dos resultados obtidos com dados da literatura sugere que esta fração é, provavelmente, parte da amilose.

Resultados qualitativamente semelhantes a estes foram obtidos com as amostras de amido de millho tratado hidrotermicamente (AR de milho).

O amido de milho sob a ação da pululanase (P₁) produziu uma só fração com DP de 2-10. É provável que essa fração com DP 10 seja proveniente das ramificações da amilopectina, pois segundo EERLINGER & DELCOUR [9] essas cadeias laterais têm DP em torno de 14 - 20. A fração que representaria as moléculas de amilose, provavelmente com DP > 60, não foram detectadas.

As frações resultantes da ação da b-amilase resultaram em uma fração com DP 34 e outra com DP 2-3. À semelhança dos amidos de banana e AR de milho.

O aparecimento de cadeias com DP 34 resultante da ação da b-amilase sugere que existiam frações com DP maior que 60, que tiveram suas cadeias diminuídas.

Submetido à b-amilólise (B₁) o amido de milho produziu uma fração com DP 34 e outra com DP 2 — 3. Porém, após ação da pululanase (B₁P₁), obteve-se apenas uma fração com DP 2 — 6, indicando que a fração com DP 34 era constituída por junções a-1-6, que constituem ramificações da amilopectina. Nesta sequência não foi observada fração resistente à b-amilólise.

Os resultados da análise sequencial das duas enzimas mostram que nos amidos com alto teor de AR existe uma fração linear com DP 34 resistente à b-amilólise. Essa resistência poderia ser decorrente de alterações químicas ao longo da molécula ou de interações entre cadeias que impediriam a ação da enzima, sendo provavelmente provenientes da amilose. Em amido de milho essa fração não foi observada de forma conclusiva.

4 — CONCLUSÕES

Dos resultados obtidos neste trabalho concluiu-se que:

- A grande diferença nos teores de AR entre os dois amidos estudados parece não estar relacionada com a composição química do grânulo. É possível que a diferença no teor de AR entre amido de milho normal e amido de banana seja decorrente de diferenças nas estruturas das regiões não susceptíveis ao ataque enzimático ou da existência de modificações químicas nas cadeias dos componentes do amido de banana, formando barreiras à hidrólises. Também a existência de associações do tipo proteína-amido, diminuindo a digestibilidade do AR pode ser uma das causas do alto teor de AR em amido de banana.

- tratamento hidrotérmico do amido normal de milho quase triplicou o teor de AR obtido. A adição de água e a posterior autoclavagem, que induz a fragmentação e produção de cadeias de comprimento favorável à formação do AR, juntamente com o armazenamento adequado (70% de umidade, 58,24 h, 35°C) dos géis, provocou um aumento do teor de AR devido à indução da retrogradação das moléculas do amido. A umidade, única variável significativa, dentro da faixa de variação estudada, na formação do AR é necessária para conferir plasticidade ao meio e ser incorporada nas estruturas cristalinas. A não significância do tempo de armazenamento, poderia ser resultado da rápida retrogradação da amilose que durante as primeiras 4 horas, menor tempo de armazenamento usado no experimento, teria sido extensiva.

- Os resultados obtidos no RVA indicam que a estrutura cristalina que mantém o grânulo do amido de banana coeso, por si só, não explicam o alto teor de AR encontrado. A retrogradação do amido de milho gelatinizado (AR de milho), por outro lado, torna o amido menos susceptível ao inchamento durante o aquecimento, indicando a formação de estruturas cristalinas mais coesas.

- Através de análises microscópicas, foi observado que o amido de milho normal possui a formas poliédricas e variabilidade de diâmetros, o AR de milho é constituído por fragmentos porosos evidenciando vitrificação. Os grânulos dos amidos de banana demonstraram um poliformismo com superfícies lisas e tamanho entre 10 a 50 mm.

- Os resultados obtidos no estudo das propriedades de pasta com o RVA são coerentes e indicam maior coesividade para o amido de milho normal (padrão A) em relação ao amido de banana (padrão B). Desta forma, a maior resistência do amido de banana seria ocasionada por outros fatores que impedem o ataque enzimático e não devido apenas à coesividade da estrutura cristalina.

- Os resultados da análise sequencial das hidrólises com pululanase e/ou b-amilase mostram que nos amidos com alto teor de AR (amido de banana e AR de milho) existe uma fração linear com DP 34 resistente à b-amilólise. Essa resistência poderia ser decorrente de alterações químicas ao longo da molécula ou de interações entre cadeias que impediriam a ação da enzima e são, provavelmente, provenientes da amilose. Em amido de milho normal essa fração não foi observada de forma conclusiva.

4 — REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

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² DTA - FEA/Unicamp. Cx. Postal 6121. CEP 13.083-970 - Campinas, SP.

* A quem a correspondência ceve ser enviada.

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Recebido para publicação em 09/04/98. Aceito para publicação em 30/07/98.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Dez 1998
• Data do Fascículo
  Maio 1998

Histórico

• Aceito
  30 Jul 1998
• Recebido
  09 Abr 1998