Pré-tratamentos aplicados ao amido de arroz vermelho para a produção de nanocristais visando o uso em emulsões pickering Óleo/Água (O/A)

Abstract

Durante a produção dos nanocristais de amido (SNC), os pré-tratamentos podem ser uma alternativa promissora para quebrar os grânulos de amido e/ou criar poros e rachaduras e, assim, permitir uma melhor difusão do ácido. Esses nanocristais podem ser utilizados para aumentar a estabilidade da emulsão Pickering. Dessa forma, o presente estudo avaliou o uso dos pré-tratamentos não térmico, hidrotérmicos e enzimáticos no amido de arroz vermelho para a produção de SNC. Para isso, foi utilizado o pré-tratamento (I) não térmico com campo elétrico pulsado (PEF: 10 e 30 kV cm-1) no amido e verificado a sua ação quando combinado a α-amilase pré-tratamento (II) (PEF+α). Enquanto que para o pré-tratamento (III) hidrotérmico (HPT: autoclave e cozimento) nos grãos e no amido foi verificado a influência na cinética de secagem, onde posteriormente ambos foram combinados com a hidrólise enzimática usando a α-amilase (IV). Uma nova rota de modificação enzimática do amido foi avaliada após o tratamento com HPT para isso foi usado as enzimas α-amilase e amiloglucosidase de forma semi-simultânea (HSS) em comparação com a técnica usual que é feita de forma consecutiva (CH). Para o pré-tratamento (V) foi testado a estratégia de hidrólise semi-simultânea (HSS) visando otimizar o tempo de processo e reduzir a quantidade de solventes, quando comparado a forma consecutiva (CH) com α-amilase e amiloglucosidase, ambas com carga enzimática de 9 U mg-1. Os resultados mostraram que tanto com o uso do PEF como o do HPT apresentaram uma diminuição do tempo de secagem em até 180 min, sendo que o HPT alcançou os mais altos rendimentos (53,54%). A ordem de aplicação do PEF afetou as características estruturais do amido, sendo que PEF30+α foi mais eficaz na redução da sinérese e retrogradação, por conta do aumento de 83,30% no grau de digestão. O HPT quando aplicado no amido foi viável para modificar a estrutura e a susceptibilidade enzimática com α-amilase, resultando em mudanças na geometria dos grânulos, ruptura das moléculas de amilose e amilopectina, diminuição da cristalinidade e formação de complexos amilose-lipídeo. Destaca-se ainda que o método HSS (α-amilase e amiloglucosidase) foi mais efetivo apresentando um maior valor de grau de digestão (80,08%) e propriedades tecnológicas otimizadas em relação ao amido nativo. O HPT com autoclave (A3) permitiu a produção eficiente de SNC em apenas 1 dia de hidrólise ácida, reduzindo significativamente o tempo de processo. Quando aplicados em emulsões Pickering, os SNCs (3%) apresentaram eficácia na estabilização para as temperaturas 4, 25 e 40ºC, com tamanho máximo de partículas de 180 µm, que foi reduzido para 138 µm sem quercetina e 98 µm com quercetina (1%) no 21o dia. Apesar da hidrólise ácida, usando ácido sulfúrico, ser o método mais comum para a produção de SNC, devido ao seu baixo custo, há necessidade de melhorar o processo, por meio de pesquisa neste campo, pois o baixo rendimento e o tempo longo na produção de SNC impedem o progresso. Explorar novas rotas para modificar o amido nativo é importante, com foco em técnicas ecologicamente corretas, no qual métodos térmicos e não térmicos combinados oferecem a vantagem de alterar a estrutura do amido enquanto minimizam o uso de reagentes tóxicos. Esses métodos emergentes devem ser aplicados para verificar a estabilização das emulsões Pickering, que pode ser viável por melhorar as interações interfaciais.