Féculas fermentadas na fabricação de biscoitos: estudo de fontes alternativas

Fermented starch in the biscuit manufacturing: alternative sources

Féculas fermentadas na fabricação de biscoitos: estudo de fontes alternativas¹

Joelma Pereira²,^*, César F. CIACCO³, Evódio Ribeiro VILELA², A. Lucrécia de S. TEIXEIRA⁴

RESUMO

O polvilho azedo tem sido utilizado como matéria-prima para muitos produtos da culinária brasileira, principalmente na fabricação de biscoitos. Visando a investigação de outras fontes além do polvilho azedo comercial para a confecção destes biscoitos, féculas de araruta, batata inglesa, batata-baroa e de mandioca foram extraídas e fermentadas. As féculas fermentadas apresentaram características próximas às do polvilho azedo. Os biscoitos produzidos a partir da fécula fermentada de batata inglesa não se expandiram, e, ficaram muito duros e os biscoitos produzidos a partir das féculas fermentadas de araruta e de batata-baroa, tiveram boa aceitação pelos consumidores, podendo ser usados na fabricação de biscoitos, da mesma forma que a fécula fermentada de mandioca.

Palavras-chave: polvilho azedo, araruta, batata-baroa, batata inglesa, mandioca, biscoito.

SUMMARY

Fermented starch in the biscuit manufacturing: alternative sources

.The fermented cassava starch has been used as raw material for many products of the Brazilian culinary mainly in the biscuit manufacturing. Starch of arrowroot, english potato, baroa-potato and cassava were extracted and fermented in order to investigate other fermented starch sources for manufacturing biscuits. The fermented starch showed characteristics similar to those of commercial fermented cassava starch. The biscuits manufactured from the fermented starch of english potato didn’t expand and was very hard and the biscuits manufactured from the fermented starch of arrowroot and of baroa-potato were approved by the consumers and can be used in the biscuit manufacturing the same way as the fermented cassava starch.

Keywords: fermented starch, arrowroot potato, baroa-potato, cassava biscuit.

1 – INTRODUÇÃO

O amido de tubérculos e de raízes, ou fécula como é comumente chamado, vem sendo utilizado há muitos anos na alimentação humana, nos mais variados produtos culinários. As féculas de mandioca (ou polvilho doce), de araruta, de batata e a fécula fermentada de mandioca (ou polvilho azedo) são os representantes mais conhecidos, fato que leva à pouca utilização de outras fontes na obtenção de féculas, fermentadas ou não.

Para que um vegetal seja considerado como fonte de amido deve conter quantidade deste carboidrato, ser de fácil extração e apresentar interesse econômico pelas suas propriedades. Este último fator vem justificar a extração de amidos com baixo rendimento [1].

A fermentação de diversas matérias-primas para produzir produtos alimentícios com diferentes propriedades físicas, químicas, sensoriais e funcionais é um assunto de interesse atual, devido aos avanços da ciência e da tecnologia [25].

A araruta (Maranta arundinaceae L.) pertence à Família das Marantaceas, contendo uma fécula que se presta a todas as combinações onde entra a água e o leite, conseqüentemente à confecção de inúmeros pratos, biscoitos, bolos cremes e doces, sendo recomendada sobretudo para convalescentes e crianças de 6 a 8 meses. O tubérculo fresco contém, conforme a idade da planta, mais de 20% de amido [22].

A batata-baroa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft) é uma apiácea tuberosa que entre as formas de utilização é possível citar fritas em fatias ou "chips", flocos, farinhas, purê desidratado e o amido [19]. O teor médio de amido na matéria fresca da batata-baroa é de 23% [21].

A batata inglesa (Solanum tuberosum L.), considerada a terceira fonte de alimento para a humanidade, é apenas superada pelo arroz e pelo trigo, já que o milho é muito mais largamente utilizado, em termos mundiais, em alimentação animal. Do total de matéria seca da batata 65 a 80% estão sob a forma de amido e estes representam 18% na matéria fresca [6].

A fécula não-fermentada ou simplesmente amido ou ainda polvilho doce, no caso da mandioca, é o produto de uma fonte vegetal rica em carboidratos, após extração, lavagem, purificação e secagem. Quando este produto passa por um processo fermentativo, variável em condições como tempo ou local, seja ainda pela ação de enzimas microbianas, ácidos orgânicos produzidos por microrganismos ou ação combinada de ambos, passa a ser chamado de fécula fermentada ou no caso da mandioca, de polvilho azedo [11]. O polvilho azedo é um amido modificado que se obtém da fermentação natural do amido de mandioca após um período de 30 a 40 dias seguido da secagem ao sol [29]. O polvilho azedo apresenta propriedades físicas, químicas e funcionais características e diferentes das do polvilho doce do qual se originou. Uma dessas características é a sua capacidade de expansão, isto é, quando misturado adequadamente com outros ingredientes e colocado a assar, produz o biscoito de polvilho, típico de alguns estados do Brasil, e que pode dar uma medida das variações das propriedades funcionais do polvilho durante a fermentação [11]. A produção destes biscoitos gera emprego para milhares de pessoas e constitui-se numa atividade econômica característica de micro-empresa [25].

A fermentação natural confere ao amido de mandioca, ao se formular um biscoito, a capacidade de crescer durante a cocção como se na formulação existisse um agente de aeração, obtendo-se um produto com estrutura alveolar, pouco densa e crocante [28]. Por tal motivo, este amido é usado no preparo de produtos panificáveis de aparência expandida, como o biscoito de polvilho e o pão de queijo [23]. Esta propriedade de expansão é uma das características mais relevantes do produto e, também a mais interessante para os fabricantes de biscoito, considerando que o biscoito é comercializado por volume e não por peso ou por unidade [25]. O Brasil é o maior produtor deste tipo de amido [23].

A qualificação do poder de expansão constitui um parâmetro importante para avaliar a qualidade do polvilho. Por outro lado, pode-se dizer que a capacidade de expansão do polvilho é influenciada pelo processo fermentativo [25].

O biscoito apresenta, no seu interior, uma matriz de amido gelatinizado, que é responsável pela sua expansão e textura. Análises microscópicas têm permitido comprovar que os grânulos apresentam-se com diferentes graus de integridade, segundo a sua posição no biscoito: os grânulos da superfície apresentam-se íntegros e sem inchamento. É provável que, durante o forneamento, os grânulos da superfície sejam desidratados e aqueles do interior sejam gelatinizados, provocando a expansão do biscoito [8].

O objetivo deste trabalho foi produzir biscoito, a partir de fécula fermentada de fontes vegetais alternativas.

2 – MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 – Materiais

Foram utilizadas féculas fermentadas e não-fermentadas de araruta, batata-baroa, batata-inglesa e mandioca.

2.2 – Extração e Fermentação

As féculas da batata-baroa, da batata inglesa e da mandioca, foram extraídas e depois uma parte destas féculas foi colocada a fermentar por um período de 30 dias, numa cuba de vidro com compartimento separado para cada tipo de matéria-prima, ao ar livre, obtendo-se assim as féculas fermentadas. A fermentação foi conduzida observando-se o pH e a acidez da fécula e da água de fermentação, a cada cinco dias, bem como pela observação do aparecimento de bolhas na água de fermentação e na massa da fécula, turvação da água e odor característico. A fécula fermentada de araruta foi produzida a partir da fécula doce encontrada no comércio local. Foram utilizados também polvilho azedo e polvilho doce comerciais.

Todas estas féculas foram submetidas à análise de umidade, cinzas, extrato etéreo, proteína, pH e acidez titulável, viscosidade e teste de panificação.

2.3 – Produção e Formulação

Na produção dos biscoitos foi utilizada uma formulação padrão contendo proporções o mais próximo possível de 25% de gordura vegetal hidrogenada, 80% de água (volume variável com o polvilho utilizado, mediante ensaio prévio) e 4% de sal, em relação à fécula fermentada. Esta fécula foi colocada na batedeira, juntamente com 25% da água calculada e misturada até a homogeneização. Uma mistura de 25% de água + gordura + sal, aquecida até a ebulição foi usada para escaldar a fécula fermentada. O restante da água foi colocada lentamente até se obter uma consistência ideal. Os biscoitos foram modelados com o auxílio de um saco de confeitar diretamente sobre as assadeiras, medindo 8cm de comprimento e 8mm de diâmetro e assados em forno elétrico por 15 a 20 minutos, a 200^oC, comforme CEREDA [12].

2.4 – Análises Físico-Químicas

A determinação do teor de umidade, de cinzas, de extrato etéreo e de proteína, o pH e a acidez titulável foram realizadas de acordo com técnicas da ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS - AOAC [5].

A densidade absoluta das féculas foi medida por deslocamento de líquido, no caso o xileno, em picnômetro de 50mL e o resultado calculado em função do peso da amostra, do peso do picnômetro, do peso e da densidade do xileno, conforme SCHOCH e LEACH [27].

Para determinar as propriedades de pasta das féculas foi utilizado o viscoamilógrafo Brabender e suspensões de amido a 8% com base em 14% de umidade, agitadas até a temperatura de 95^oC, permanecendo esta temperatura por 20 minutos e seguindo-se um resfriamento até 50^oC, conforme MAZURS et al. [17].

Os valores de expansão foram obtidos medindo-se o diâmetro dos biscoitos após o forneamento com um paquímetro e a expansão dada pela relação: diâmetro após o forneamento/diâmetro da saída do bico do confeitador; a densidade foi dada pela relação peso médio/volume e o volume específico, dado pela relação volume/peso de cada biscoito.

2.5 – Análise Sensorial dos Biscoitos

A análise sensorial dos biscoitos foi realizada por meio do teste de aceitação. Cada amostra foi testada por um grupo de cem provadores não-treinados, os quais marcaram em uma ficha a impressào que o produto lhe causou, indo de "gostei extremamente" a "desgostei extremamente". As expressões foram convertidas a valores numéricos e analisadas.

2.6 – Análise Estatística

Foi considerado o delineamento inteiramente casualizado e os dados obtidos foram submetidos à Análise de Variância e as médias foram comparadas pelo Teste de Tukey, seguindo o programa estatístico SANEST [26].

3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os teores de cinzas, extrato etéreo e proteína das féculas extraídas das matérias-primas e fermentadas, podem ser vistos na Tabela 1.

Quando se observa o valor de cinzas encontrado nas amostras de féculas fermentadas, verifica-se que as amostras de araruta, batata-baroa e mandioca não apresentaram diferenças significativas (P<0,05) em relação ao polvilho azedo comercial. Apenas a fécula fermentada de batata inglesa excedeu os valores das demais amostras e também aos valores citados por CEREDA [10], ASQUIERI [4], PEREIRA [20] e FRANCO e TAVARES [16]. Para o conteúdo de cinzas, as féculas fermentadas de araruta e batata inglesa estão dentro do intervalo encontrado por ASCHERI e VILELA [3]; e as demais amostras apresentaram valores inferiores. Todas as amostras apresentaram valores inferior a 0,5% de cinzas, que é o limite máximo estabelecido para o polvilho [7].

Quanto ao extrato etéreo todas as amostras de féculas fermentadas apresentaram diferenças significativas (P<0,05) entre si, com a fécula fermentada de mandioca exibindo o maior valor e o polvilho azedo comercial exibindo o menor. Todos os valores, entretanto, são maiores do que os encontrados por CEREDA [10], ASCHERI e VILELA [3] e FRANCO e TAVARES [16].

Os valores de proteína apresentados pelas féculas fermentadas deste presente estudo não diferiram entre si, sendo todos superiores a 0,1%. CEREDA [10], NAKAMURA [18], ASCHERI e VILELA [3], ASQUIERI [4] e FRANCO e TAVARES [16] citam valores de proteína no polvilho azedo de 0,60 a 1,83%, sendo superior a 0,1% na maioria destes trabalhos. FRANCO e TAVARES [16] encontraram um aumento de 3,8 vezes para o amido fermentado quando comparado ao amido natural devido à proliferação de microrganismos na etapa de fermentação. PLATA-OVIEDO e CAMARGO [24] observaram valores até 15 vezes maiores para amidos fermentados comerciais. Isto se justifica como sendo devido ao crescimento de microrganismos e também pela produção de substâncias protéicas, como enzimas, por estes microrganismos [18].

A Tabela 2 mostra que apesar das amostras de fécula fermentada terem apresentado pH superior ao do polvilho azedo comercial, todas apresentaram um valor de pH dentro da faixa característica de féculas fermentadas. Nota-se também que com a fermentação ocorreu um abaixamento do pH e uma elevação da acidez titulável, uma vez que antes da fermentação as féculas apresentavam pH de 6,20 a 7,14 e acidez titulável próximo a 0,2%.

Médias seguidas por letras distintas, na coluna, diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade (P>0,05).

Durante a fermentação ocorre um abaixamento do valor do pH, com produção concomitante de ácidos orgânicos e compostos aromáticos [13]. ASCHERI [2], CEREDA e LIMA [15], CARVALHO [9] e PLATA-OVIEDO [23] também observaram uma queda no pH, durante a fermentação, sendo mais acentuada nos primeiros dias, bem como observaram um aumento nas curvas de acidez titulável neste mesmo período. CEREDA et al. [14] comprovaram que o aumento da acidez dos polvilhos através da fermentação é atribuída à formação de ácidos orgânicos pelo consumo de açúcares inicialmente presentes no meio fermentativo e pela degradação parcial do amido em carboidratos simples facilmente assimiláveis por microrganismos amilolíticos.

Os valores de densidade absoluta encontrados no presente trabalho estão próximos aos citados por RIVERA [25] e ASQUIERI [4] para o polvilho azedo.

Quanto às propriedades viscoamilográficas mostradas nas Figuras 1, 2, 3, 4 e 5 e Tabela 3 observa-se que a fécula não-fermentada de araruta foi a que o comportamento mais se assemelhou ao do polvilho doce comercial, havendo um alto pico de viscosidade seguido de uma rápida e grande queda durante o cozimento evidenciando que os grânulos sofreram um grande inchamento quando aquecidos em água e não resistiram à ação mecânica, sendo este um comportamento típico do amido de mandioca, considerado de alta expansão [25].

O formato mais arredondado dos picos de viscosidade exibidos pelas féculas não-fermentadas e fermentadas de batata-baroa e de batata inglesa sugerem maior resistência dos grânulos ao inchamento ou um equilíbrio entre a taxa de absorção de água e o rompimento dos grânulos.

As féculas não-fermentada e fermentada da batata inglesa apresentaram valores de viscosidade bem mais elevados do que as outras amostras evidenciando que estes grânulos de amido não se rompem facilmente quando absorvem água e que os grânulos inchados resistem à agitação mecânica.

Observa-se ainda que a viscosidade máxima do polvilho azedo é mais baixa do que a do polvilho doce e que, durante todo o processo, a pasta de polvilho azedo se mantém menos viscosa que a de polvilho doce, apresentando menor estabilidade à agitação e menor capacidade de retrogradação ou gelificação.

FRANCO e TAVARES [16] observaram também que a viscosidade das féculas fermentadas de mandioca é menor do que das féculas não-fermentadas atribuindo este fato às alterações causadas pela ação ácida e/ou enzimática sobre os grânulos de amido durante a fermentação. ASQUIERI [4], ASCHERI [2], PEREIRA [20] e RIVERA [25] atribuem este fato à modificação estrutural do amido.

A viscosidade final das féculas fermentadas também foi menor do que das féculas que não passaram por este processo, evidenciando que a fermentação, a ação mecânica e a alta temperatura resultam em alta percentagem de grânulos danificados, dificultando as reassociações entre eles na etapa de resfriamento.

Foi observado no presente trabalho que existem diferenças no comportamento reológico das féculas devido à fonte de extração e à fermentação da fécula. Valores de viscosidade inferiores indicam grânulos de amido com estrutura mais fraca, permitindo uma hidratação e ruptura em temperaturas menores [25].

No teste de panificação, os biscoitos obtidos a partir do polvilho azedo comercial foram os que apresentaram maior expansão (1,99) enquanto os de mandioca, araruta e batata-baroa apresentaram resultados estatisticamente iguais (P>0,05) e os de batata inglesa praticamente não se expandiram, como pode ser visto na Tabela 4.

A taxa de expansão do biscoito constitui um parâmetro para se verificar a qualidade do processo fementativo [25]. Biscoitos de melhor qualidade são aqueles que apresentam maior expansão e menor densidade [3].

Exceto o biscoito elaborado a partir da fécula fermentada de batata inglesa, o qual apresentou expansão e volume específico muito baixos e uma densidade muito alta, em relação aos valores encontrados por FRANCO e TAVARES [16] e PLATA-OVIEDO [23] que trabalharam com polvilho azedo, todas as outras amostras obtiveram um índice de expansão semelhante ao encontrado por ASQUIERI [4] e PEREIRA [20] porém inferior ao encontrado por ASCHERI e VILELA [3].

O maior valor para volume específico foi obtido pelo biscoito de polvilho azedo comercial e o menor pelo de batata inglesa e quando se faz uma comparação com os resultados obtidos por outros autores observa-se que o volume específico foi maior do que o encontrado por FRANCO e TAVARES [16] e menor do que o encontrado por ASCHERI e VILELA [3] e PLATA-OVIEDO e CAMARGO [24] e, em relação ao intervalo encontrado por CEREDA [12], de 4,64 a 16,68cm³/g, verifica-se que as amostras estudadas se encontravam mais próximas à faixa inferior do intervalo.

A densidade esteve na faixa descrita por CEREDA [12], ASQUIERI [4], PEREIRA [20] e ASCHERI e VILELA [3].

O volume específico e a densidade dependem diretamente da expansão do biscoito, uma vez que são calculados a partir do valor do índice de expansão, sendo que a expansão estabelece uma relação positiva com o volume e uma relação negativa com a densidade.

Em seu estudo, SILVA e FAÇANHA [28] verificaram que a expansão da estrutura do biscoito demonstrou ser altamente dependente da velocidade de gelatinização do amido modificado, sendo favorecida com o aumento do teor de água na sua formulação. Diante disto, podemos dizer que a expansão do biscoito está diretamente relacionada à estrutura dos grânulos de amido, a qual é variável para cada fonte vegetal e para cada cultivar dentro de um mesmo vegetal.

Na Tabela 5 pode-se observar as notas dadas aos biscoitos no teste de aceitação. Para esta análise os biscoitos elaborados com fécula fermentada de batata inglesa não foram considerados uma vez que praticamente não se expandiram, a textura apresentada foi extremamente dura e o aspecto dos biscoitos não se mostrou atrativo. Este fato pode também estar relacionado aos altos valores de viscosidade apresentados tanto pela fécula não-fermentada como pela fécula fermentada da batata inglesa, significando que os grânulos de amido oferecem uma resistência mecânica muito grande quando inchados, podendo se manter intumescidos por mais tempo durante o aquecimento da suspensão. FRANCO e TAVARES [16], concordam que a degradação enzimática sobre os grânulos de amido de mandioca ocorre principalmente sobre a superfície dos mesmos sendo caracterizada por uma erosão e solubilização da superfície granular, formando canais de corrosão, indicando que tais canais facilitam a absorção de água pelos grânulos e conseqüentemente maior facilidade de expansão e menor densidade dos biscoitos.

Nas condições deste trabalho, os biscoitos feitos com fécula fermentada de araruta foram considerados melhores do que os fabricados com polvilho azedo comercial, e os biscoitos de féculas fermentadas de mandioca e de batata-baroa não apresentaram diferenças significativas dos biscoitos de féculas fermentadas de araruta e de polvilho azedo, como pode ser visto na Tabela 5.

Devido à formulação utilizada para todos os biscoitos ou mesmo pelas características próprias de cada amostra de fécula fermentada, nenhum deles obteve uma nota alta, estando todos no nível de aceitação "gostei moderadamente". Alguns provadores fizeram comentários a respeito do produto e a maioria concordou que os biscoitos estavam com um bom sabor mas um pouco grudento e pouco crocante.

Como o sabor e a expansão foram satisfatórios, exceto para o biscoito de fécula fermentada de batata inglesa, supõe-se que algumas correções específicas na formulação para cada tipo de amostra possam melhorar o produto.

4 – CONCLUSÕES

As féculas estudadas apresentaram características semelhantes às do polvilho azedo comercial. Os biscoitos produzidos com a fécula fermentada de batata inglesa não se expandiram satisfatoriamente e a textura foi considerada muito dura. Entretanto os biscoitos das féculas fermentadas de araruta e de batata-baroa se expandiram e apresentaram uma qualidade aceitável pelos consumidores podendo, assim, estas féculas serem utilizadas na fabricação deste tipo de biscoito.

5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

² DCA - UFLA. Cx Postal 37. CEP 37.200-000 - Lavras - MG

³ DTA - FEA/UNICAMP. Cx Postal 6121. CEP 13.083-970 - Campinas - SP

⁴ FEPSMIG. CEP 37.002-970 - Varginha - MG

* A quem a correspondência deve ser enviada.

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Recebido para publicação em 19/04/99. Aceito para publicação em 14/07/99.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  09 Fev 2000
• Data do Fascículo
  Maio 1999

Histórico

• Aceito
  14 Abr 1999
• Recebido
  19 Abr 1999