Orientadores: Ahmed A. El-Dash, Inacio M. Dal Fabbro

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Foi realizado um estudo para caracterização tecnológico de milho branco, variedade BR 45í visando principalmente obtenção de uma farinha que passa ser utilizada na panificação e massas alimentícias. As características investigadas incluíram a composição dos grãos suas propriedades físicas...

Resumo: Foi realizado um estudo para caracterização tecnológico de milho branco, variedade BR 45í visando principalmente obtenção de uma farinha que passa ser utilizada na panificação e massas alimentícias. As características investigadas incluíram a composição dos grãos suas propriedades físicas e mecânicas; características de deformação e moagem no moinho experimental BUHLER Modelo MLU 202 avaliados na base de eficiência de processos em função de quantidade e qualidade de produtos e influência de grau de condicionamento recebido pelos grãos antes de processamento. Análise de composição química dos grãos demonstrou presença de 9,84% de proteínas, 5,85% de lipídeos, 3,9iX de fibras 67,44% de amido e nenhum pigmento carotenoido na sua Endosperma. Os grãos também apresentaram um comprimento de 11,64 mm largura de 9,00 mm, espessura de 4,61 e esfericidade de 64,46%. Em função dessas características, a peneira média com furos redondos de 7,89 mm foi escolhida como a mais apropriada para classificação dos grãos. Os valores da massa específica real e aparente de grãos por sua vez foram de 1800 e 780 Kg/m3, respectivamente; correspondendo a uma porosidade de 34,61% Avaliação de propriedades mecânicas dos grãos, principalmente a resistência a deformação com aplicação de tensão compressiva uniaxial e quase estática em função de tempo e umidade de condicionamento demonstrou que a tensão compressiva normal aos grãos até ruptura em relação a sua área seccional unitária original foi decrescente com aumento de umidade de condicionamento. Maiores tempos de condicionamento proporcionaram maiores valores de tensão compressiva. Umidades entre 14 e 16% e tempos entre 20 e 25 horas registraram o menor valor de tensão compressiva de 0,05 N/m. A deformação elástica relativa dos grãos por sua vez não foi influenciada pelo condicionamento. Cálculos de modelo elástico de YOUNG mostrou que a deformação de grãos de milho não obedeceu a lei de HOOKE, assim revelando uma possível falta de isotropicidade nos grãos de milho condicionado. Levando em consideração a esfericidade dos grãos de milho e aplicando-se teoria de HERTZ de tensões de contatos em corpos elásticos esféricos, também não provou nenhuma influência de condicionamento recebido pelos grãos Calculando o módulo de deformabilidade dos grãos de milho gerou valores entre 0,2378 e 0,3404 GPa. Porém análise de regressão não apresentou evidência significativa de contribuição de condicionamento. Procedendo os cálculos do índice de dureza para representar a resistência real dos grãos de milho a deformação apresentou valores entre 0,1353 e o 0,488 MPa. Esses resultados foram significativos a 10% de probabilidade e explicando 76.96% da variação atribuída à umidade e tempo de condicionamento. Aumentos no teor de umidade de condicionamento provocaram a diminuição na resistência dos grãos a deformação. Por outro lado, aumento no tempo de condicionamento os grãos com 14 a 16% de umidade por 20 a 25 horas, corresponderam à um índice de tensão de 160 KPa. Degerminando-se os grãos no degerminador de facas por 10 minutos foi suficiente para eliminação do pericarpo sem provocar fragmentação expressiva de canjica. Reduziu também o teor de lipídeos para valores menores que 1% na canjica. Condicionamento dos grãos não influenciou o rendimento de canjica e germe. Porém aumentos na umidade bem como quedas no tempo de condicionamento provocaram redução nas perdas do processo. Umidade residual na canjica foi maior com aumento no tempo e umidade de condicionamento. Para o germe, aumentos no teor de umidade provocaram menor retenção de umidade residual, independente do tempo de condicionamento. A área de superfície da canjica diminuiu com o tempo e nível de umidade de condicionamento. assim desfavorecendo a fragmentação da canjica. For outro lado aumentos no tempo e umidade de condicionamento resultaram nos aumentos na área de superfície do germe até o valor máximo de 1,27% m2/g indicando sua tendência à fragmentação. A moagem de canjica no moinho experimental gerou quatro produtos: farinha de quebra e farinha de redução ambas com três passagens; farelinho e farelo como subprodutos. O rendimento geral de farinha foi de apenas 31.49% e distribuído em farinha de quebra com a media de 8.10% e farinha de redução com 23.39%. Esses resultados refletiram a alta resistência intrínseca de grãos de milho ao processo de moagem. Esse quadro foi influenciado pelo condicionamento de grãos com o teor de umidade na faixa de 12 a 14% e tempo de 35 a 40 horas. O rendimento de farelinho foi em média 44.85% e representou endosperma vítreo não reduzido em farinha. Aumento no teor de umidade provocou quedas no seu rendimento e vice-versa. Passando o farelinho no moinho de faca resultou em recuperação de cerca de 6,43% de farinha assim aumentando o rendimento de farinha final para 37.92%. Apesar da de germinação ainda foi produzido uma quantidade de farelo na faixa de 18.34%, maior rendimento sendo com altos níveis e tempos de condicionamento. Análise de teor de cinza e de proteína nos produtos de moagem demonstrou uma gradiente de distribuição de cinza e proteína crescente do centro de grão para a parte externa. No caso de cinza, sua presença representou apenas concentração mineral nos produtos, e não as implicações comuns relacionados com presença de farelo como no caso do trigo. A distribuição de proteína no endosperma foi responsabilizada pela alta resistência notado nos grãos tanto nos ensaios de propriedades mecânicas como no processo de moagem. Essa dureza de grãos foi também responsabilizada pelo crescente dano aos grânulos de amido notado com aumentos na porcentagem de extração de farinha. Os grãos de milho não apresentaram pigmentos carotenoides. No entanto as suas farinhas por fração apresentaram diferenças crescentes na diferença de cromaticidade e diferença total de cor decorrente da interação de proteína-amido nas partículas de cada produto. Contudo o sistema de condicionamento utilizado neste trabalho não foi suficiente para modificar o comportamento
real dos grãos. Sugerimos maior investigação neste sentido para melhorar, principalmente, o rendimento da farinha de milho

Abstract: A recent white corn variety, BR 451, introduced for national commercial product ion was analysed for tecnologial properties connected with production of flour for use in baking and pastry products. The characteristics investigated included grain chemical composition; physical, mechanical...

Abstract: A recent white corn variety, BR 451, introduced for national commercial product ion was analysed for tecnologial properties connected with production of flour for use in baking and pastry products. The characteristics investigated included grain chemical composition; physical, mechanical as well as the degermination and milling properties as function of the grain moisture content and tempering time. Chemical analysis of the grains revealed normal composition and absence of carotenoid pigments in the endosperm. The average, grain length, width and thickness was found to be 11.6, 9.0 and 4.6 mm respectively and sphericity of approximately 67%. On basis of these characteristics a sieve, with 7.9 mm opening, was used for its classification. The real and bulk density of the grains was respectively 1200 e 780 Kg/m while the porosity was 34.4%. The analysis of the mechanical properties of the grains was performed on the basis of its resistance to deformation upon application of uniaxial and quase-estatic compressive tension. Increasing tempering moisture level provoked decreases in energy to promote rupture in the tempered grains. On the other hand increased tempering time increased tension values. Moisture levels in the range of 1-4 and 16% and time intervals of 20 and 25 hours registered the 2 least compressive tension values 0.05 N/m. The relative elastic deformation was proved insignificant in relation to the tempering received. The elastic model of young was also inaplicable to the results.
This lack of hookean law adjustment reflected a non-isotropic state of the tempered corn grains. Considering the spherical nature of the grains and applying the theory of contact tension in spherical elastic bodies acordins to HERTZ, an apparent elastic model for the tempered corn grains was developed. It also did not reveal any influence to tempering conditions received by the grains. Calculating the apparent elastic model using the compressive force and elastic deformation values at the point of inflection of the force-deformation curve, produced value for the deformability modulus between 0.2378 and 0.3404 GPa. Similary, there was no statistical significance contributed by the tempering conditions. Calculating the hardness index for the grains resulted in values ranging from 0.3353 to 0.2188 MPa, significant at a level of 10% probability and corresponding to 10% the observed variation caused by tempering. Moisture levels of 14 to 16% and tearing durations from 20 to 25 hours resulted in stress iota values of 160 KPa. Degermination for 10 minutes was sufficiente to e I hep ate the pericarps and germ without excessive endosperm fragmentation. The residual endosperm lipid content was wired to levels below 1%. Tempering moisture and time did not influence the determination products. However? Increases in moisture level as well as reduction in tempering time resulted in lowering degermination losses. Increases in the tempering moiture level provoked loss of grain resistence to deformation. On the otherhand increases in tempering time implied increasing the grain hardness. Experimental willing produced three types each of brent and reduction flour; fine and coarse bran as products. The total flour yeld was low varying between 28.3 and 33.9% as inconsequence of the high grain mechanical resistence. Bresslour corresponded to 8.10% and the reduction flour to 23. Tempering with 18% of moisture and gradual increases in game were favorable for higher flour yields. Moisture level between 12 and 14% and tempering times of 35 to 40 hows showed lower yields. Low flour yield values were reacted in an increase in bran yield. This was attributed to presence of vitreous endosperm which was not reduced to flavouring reduction step of the milling process. Further milling of the bran fraction in the attrition mill recovered 6.4% as flour, thus increasing the total flour yield to a range of 35.1 and 40.3%. Analysis of ash and protein of flour fractions revealed a gradual and crescents distribution from the centre of the endosperm to its outer layer. However, the ash content of the flour fractions was not related to flour colour as usually observed in wheat milling. Although com grains demonstrated absence of pigments in the endosperms analysis of difference in chromaticity and total colour difference for each flour fraction showed increased values with increase of degree of extration, probably du to increasing protein concentration in the centre layers of endosperm. The pattern of protein formation in the endosperm may be responsible for its ligh resistance to deformation, and the observed increase in starch damage upon increasing flour extract ion. The results of this study demonstrated that grain hardness exercised a great influence on the process of milling the corn grains and its flour yield. It is recommended to carry out move investigations to elucidate more about the controle of mechanical characteristics of grains during the milling process as a means to improve the flour yield