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A importância e os principais tipos de testes em farinha de trigo nos laboratórios de controle da qualidade

O laboratório de controle de qualidade é uma parte importante da indústria de moagem de farinha e também nas indústrias de processamento (padeiros). Os objetivos do laboratório de controle de qualidade de farinha são: monitorar a uniformidade ao longo da operação do moinho e também garantir a qualidade do produto acabado; garantir uniformidade entre lotes ou remessas de farinha; garantir que a farinha atenda às especificações dos clientes e produtos; e verificar se a farinha possui características desejáveis para um produto específico.

É importante usar métodos e procedimentos padrão apropriados no laboratório de teste de qualidade da farinha. Os métodos padrão comumente usados na indústria de alimentos que são mais aplicáveis a um laboratório de controle de qualidade são publicados pela American Association of Cereal Chemists International (AACCI) e pela International Association for Cereal Science and Technology (ICC).

PRINCIPAIS TESTES NA FARINHA DE TRIGO

Umidade – O teor de umidade da farinha é importante para garantir que a farinha ficará estável durante o armazenamento. Farinhas contendo mais de 14,5% de umidade são propensas a mofo e crescimento de bactérias. Também é necessário saber o teor de umidade da farinha para ajustar os dados de teste da farinha a uma base de umidade constante. A base de umidade comumente usada varia de acordo com o país, portanto, a base usada também deve ser relatada.

Para converter para uma base de umidade constante (b14, b15%, e etc..) usa-se a seguinte equação: 100 menos o teor de umidade desejado, dividido por 100 menos o teor de umidade real da farinha, que é então multiplicado pelo valor de umidade real. Se os resultados não forem ajustados, eles serão “como estão”, o que significa que a base é o teor real de umidade da farinha. O exemplo ilustra a importância da base de umidade. A farinha A contém 12,1% de proteína com base em 12,5% de umidade (no estado em que se encontra) ou 11,86% de proteína com base em 14% de umidade.

A umidade pode ser medida usando-se vários métodos, diretos ou indiretos. Os métodos diretos usam aquecimento em forno (estufas) e assumem que a perda de peso da farinha durante o aquecimento é causada pela evaporação da água. A porcentagem de umidade é calculada dividindo o peso da umidade perdida pelo peso da farinha antes do aquecimento e multiplicando por 100 para converter em porcentagem. Os métodos de aquecimento no forno levam várias horas para serem executados. Os métodos indiretos, como a espectroscopia de infravermelho próximo (NIR), são rápidos e simples. A metodologia NIR mede a absorção de energia eletromagnética em comprimentos de onda específicos na região do infravermelho próximo e a plota como um espectro. Picos no espectro em diferentes comprimentos de onda correspondem a diferentes componentes da farinha, como água, proteína, amido, gordura, etc. A quantidade de cada um desses componentes é calculada matematicamente usando uma calibração de referência que é programada no instrumento. A precisão dos dados NIR é tão precisa quanto a equação de calibração que foi programada no instrumento. É extremamente importante certificar-se de que a calibração é boa e cobre toda a gama de valores que ocorrem no produto que está sendo testado. Também é uma boa prática ter o instrumento revisado a cada ano para garantir que a fonte de luz esteja totalmente funcional, pois ela tende a queimar lentamente com o tempo, causando leituras incorretas.

Proteína – O teor de proteína é a base pela qual o trigo e a farinha são comprados e vendidos e é um dos principais fatores que controlam o preço. Nas classes de trigo duro, o preço aumenta à medida que o teor de proteína aumenta, enquanto na classe de trigo mole, preços mais altos são pagos por farinhas de proteína mais baixas usadas para produtos especiais. O conteúdo de proteína é uma das características mais importantes porque afeta muitas propriedades da farinha. O teor de proteína da farinha é classificado como baixo, médio ou alto, dependendo da classe do trigo. Dentro das classes de trigo mole, as farinhas de baixa proteína têm menos de 9% de proteína, enquanto as farinhas de proteína média têm de 9 a 10,5% de proteína e as de alta proteína têm mais de 10,5%. Dentro das classes de trigo de duro, as farinhas de baixa proteína têm menos de 10,5% de proteína, enquanto as farinhas de proteína média têm de 10,5 a 11,5% de proteína e as farinhas de alta proteína têm mais de 11,5%. Na classe Durum, as farinhas de baixa proteína têm menos de 13,5% de proteína, enquanto as farinhas de proteína média têm de 13,5 a 14,5% de proteína e as de alta proteína têm mais de 14,5%. Em geral, a força da massa aumenta à medida que o conteúdo de proteína aumenta.

As massas são referidas como viscoelásticas. Isso se refere à capacidade da massa de ser viscosa ou extensível, mas também elástica ou forte. O equilíbrio entre extensibilidade e elasticidade determinam o melhor uso para a farinha. As farinhas de baixa proteína têm uma força de massa fraca caracterizada por alta extensibilidade e baixa elasticidade. As farinhas de baixa proteína funcionam melhor em produtos que não precisam de muita força, como bolos, biscoitos e farinha multiuso. As farinhas de proteína média têm uma força de massa médio-alta caracterizada por ter extensibilidade moderada e elasticidade moderada. Farinhas de proteína média funcionam melhor em produtos que precisam de um equilíbrio igual de extensibilidade e elasticidade, como macarrão, tortilhas e pão branco. As farinhas com alto teor de proteína têm uma forte força de massa e são caracterizadas por terem extensibilidade moderada e alta elasticidade. As farinhas ricas em proteínas funcionam melhor em produtos que precisam de uma massa forte e altamente elástica, como massas, pães caseiros e pães integrais.

O conteúdo de proteína é medido por vários métodos, incluindo Kjeldahl, combustão e NIR. Os métodos Kjeldahl e de combustão medem o teor de nitrogênio da amostra, que é então multiplicado por um fator para calcular o teor de proteína bruta. O fator típico usado é 5,7 para trigo e farinha de trigo e 6,25 para ração, farelo e short. Conforme discutido acima, é importante relatar o conteúdo de proteína em uma base de umidade constante. A base de umidade usada também deve ser relatada. O método Kjeldahl é o método de química úmida tradicional universalmente aceito. No método, a amostra é digerida por calor e ácido sulfúrico, que libera nitrogênio reduzido na forma de sulfato de amônio, que é destilado com hidróxido de sódio para formar amônia. O nível de amônia é medido por titulação reversa para determinar a concentração de nitrogênio, que é usada para calcular o teor de proteína bruta. As desvantagens do método são que leva mais de uma hora para processar uma única amostra, o operador trabalha com produtos químicos agressivos e altas temperaturas e os resíduos perigosos devem ser descartados de maneira adequada.

A análise por combustão (método DUMAS) é um método automatizado e rápido que está substituindo o método Kjeldahl como o método padrão de análise para o conteúdo de proteína em alimentos e rações animais. Existem muitos instrumentos diferentes de combustão de proteínas, todos com o mesmo princípio operacional básico. Uma amostra de massa conhecida é queimada em uma câmara de alta temperatura (cerca de 900 ° C) na presença de oxigênio, o que causa a liberação de dióxido de carbono, água e gases de nitrogênio. O dióxido de carbono e a água são absorvidos e o nitrogênio é separado e quantificado por meio de colunas especiais. O conteúdo de nitrogênio é então usado para calcular o conteúdo de proteína bruta usando fatores de conversão.

O NIR também pode ser usado para medir diretamente o conteúdo de proteína. É o método mais rápido e fácil de executar. Uma vantagem do NIR é que o conteúdo de umidade e proteína, bem como muitas outras propriedades da farinha, podem ser medidos simultaneamente.

Cinza – Cinza é o conteúdo inorgânico ou mineral da farinha. Isso varia dependendo do solo e do clima. A distribuição mineral varia dentro do kernel, mas é mais altamente concentrada no farelo. O farelo de trigo contém 30 vezes mais matéria inorgânica do que o endosperma, portanto, mesmo uma pequena quantidade de farelo na farinha pode afetar significativamente o teor de cinzas.

O teor de cinzas é frequentemente usado como uma medida do grau ou tipo de farinha porque mostra a quantidade de farelo presente na farinha. As farinhas moídas com uma taxa de extração baixa são produtos premium com baixo teor de cinzas que podem ser vendidos por um preço mais alto do que as farinhas moídas com uma taxa de extração alta que inclui mais farelo e cinzas mais altas. As cinzas também indicam a conclusão da separação do farelo e do endosperma durante a moagem ou quanto farelo foi removido durante a peneiração. O farelo do trigo vermelho afeta a cor da farinha. Quanto maior for a extração, mais escura será a cor da farinha. As farinhas moídas de trigo vermelho também terão uma cor opaca ou mais escura em comparação com as farinhas moídas de trigo branco, devido à presença do farelo de cor vermelha.

A maneira mais precisa de medir as cinzas é usando o método da mufla; no entanto, o método leva muitas horas. Neste método, geralmente a farinha é queimada durante a noite. No dia seguinte, as amostras queimadas são resfriadas em um dessecador e o resíduo (cinza) é pesado. O conteúdo de cinzas é calculado como o peso do resíduo dividido pelo peso original da amostra vezes 100 para converter em porcentagem. Conforme discutido acima, o conteúdo de cinzas deve ser relatado em uma base de umidade constante.

Os instrumentos NIR também podem ser usados para a medição das cinzas. Como o NIR mede as ligações em materiais orgânicos e as cinzas são inorgânicas, o NIR não mede realmente o conteúdo de cinzas. Grande parte da fibra do trigo está concentrada nas camadas de farelo e a cinza da farinha está altamente correlacionada com o teor de fibra da farinha, então é altamente provável que o NIR esteja medindo a fibra em vez da cinza mineral, então, como em toda análise NIR, uma curva de calibração bem feita é primordial para um valor correto desta medição.

Alveógrafo – O Alveógrafo é um dos instrumentos mais populares para teste de farinha para todas as classes de trigo. Ele mede a resistência à expansão e extensão de uma fina folha de massa à medida que ela se transforma em uma bolha e se expande. Ele foi projetado para simular a expansão da bolha de gás na fermentação da massa. O teste de alveografia fornece informações sobre a força e extensibilidade da massa, o equilíbrio entre força e extensibilidade e os requisitos de trabalho para formar e expandir a bolha da massa.

O valor P é a altura máxima da curva em milímetros. É uma medida da força necessária para soprar e romper a bolha da massa. O valor P está relacionado à força ou elasticidade da massa, onde valores P mais altos indicam massas mais fortes. O comprimento da curva em milímetros é o valor L. Esta é uma medida da extensibilidade da massa, portanto valores L mais longos indicam massas mais extensíveis. A relação P / L é simplesmente calculada a partir dos valores P e L e informa o equilíbrio entre a resistência e a extensibilidade da massa. Os valores P / L de 1 indicam um equilíbrio igual, enquanto os valores maiores do que 1 indicam massas mais fortes, com maior elasticidade do que extensibilidade e valores menores do que 1 indicam massas mais fracas, tendo mais extensibilidade do que elasticidade. O valor W é a área sob a curva e é relatado em Joules. O valor W reflete a combinação da força da massa (valor P) e extensibilidade (valor L) e também é considerado uma medida da força da massa onde massas mais fortes têm valores W mais altos.

Falling Number – O Falling Number (FN), ou número de queda, é um viscosímetro de massa à quente que é usado para medir a atividade da alfa amilase do trigo/farinha. Um dos usos do FN é determinar se o trigo teve algum brotamento antes da colheita. Isso é especialmente importante em áreas que receberam chuva excessiva na época da colheita. Quando o grão atinge a maturidade, a germinação pode ocorrer quando a umidade e a temperatura são adequadas. Se essas condições acontecerem na colheita, os grãos podem brotar no campo. Quando ocorre a germinação, as enzimas do kernel tornam-se ativas; as amilases decompõem o amido, as lipases decompõem o óleo e as proteases decompõem as proteínas. As enzimas podem se tornar ativas e influenciar a funcionalidade do trigo antes mesmo que o broto seja visível no grão. O impacto da germinação depende da atividade das enzimas e do grau de degradação dos componentes do kernel. Valores de FN de 150 segundos ou menos são uma indicação de que a farinha tem atividade amilase excessivamente alta e é inadequada para uso na maioria das aplicações de panificação.

O malte (cevada maltada) é um aditivo de farinha obtido pela germinação e secagem controladas da cevada. É frequentemente adicionado a farinhas usadas para fazer pão porque a alfa amilase no malte tem efeitos positivos no manuseio e na usinabilidade da massa, aumenta a elasticidade no forno e estende a vida útil do pão. O FN é usado também para verificar se a farinha atende às especificações do cliente. Valores de FN de 200 a 300 segundos são valores típicos especificados para farinhas de pão.

Trigo ou farinha com valores de FN maiores que 400 segundos são sadios, o que significa que eles não têm atividade de amilase e não foram danificados ou maltados. Na escala FN, os valores superiores a 400 segundos são todos considerados sadios, sem atividade de amilase e não terão um desempenho diferente no cozimento por causa do valor FN. No entanto, existem grandes diferenças no desempenho quando os valores de FN são inferiores a 400 segundos. A melhor prática para um moinho é comprar trigo com um FN próximo ou acima de 400 segundos e então adicionar malte conforme necessário para produzir farinhas com diferentes valores de FN.

Capacidade de retenção de solvente A capacidade de retenção de solvente (SRC) é um teste que está se tornando popular na análise de farinhas de trigo mole para uso em cookies, biscoitos e salgadinhos com baixa umidade. SRC usa diferentes solventes para medir a capacidade de retenção de água de diferentes componentes na farinha. Uma solução de sacarose a 50% tem como alvo os pentosanos, a solução de ácido lático a 5% tem como alvo a proteína glutenina, o carbonato de sódio a 5% tem como alvo o amido danificado e a água destilada medem a capacidade de retenção de água da farinha completa.

Para a maioria dos biscoitos, bolachas e salgadinhos com baixo teor de umidade, prefere-se a farinha com baixa capacidade de retenção de água. A alta absorção é prejudicial e aumenta o tempo de cozimento (e aumenta os custos de processamento) para remover a água durante o cozimento. Um valor alvo geral para a capacidade de retenção de água da farinha é um SRC de água destilada <51%. A solução de sacarose mede o impacto de pentosanos que são altamente concentrados nas camadas de farelo. Pentosanos e farelo são prejudiciais à qualidade da maioria dos produtos de confeitaria de trigo mole, portanto, um SRC com baixo teor de sacarose <89% é desejado. A solução de ácido láctico mede a retenção de água pelos polímeros de glutenina do glúten. Embora o nível de proteína seja baixo em produtos de trigo mole, a proteína precisa absorver água para que possa se hidratar totalmente e funcionar adequadamente para definir a estrutura do produto final assado. Um alvo razoável é o ácido láctico SRC> 87%. A solução de carbonato de sódio mede a retenção de água pelo amido danificado, o que pode ter um efeito negativo em alguns produtos, especialmente biscoitos. Um valor desejável é carbonato de sódio SRC <64%.

Amido danificado – O amido danificado é um parâmetro importante para avaliar a qualidade das farinhas usadas em pães, biscoitos e outros produtos de panificação. Refere-se à porção do amido que foi fisicamente quebrada ou fragmentada durante a moagem do trigo. A quantidade de amido danificado na farinha depende da dureza do grão e da intensidade da moagem. Tem implicações positivas e negativas na qualidade do pão, portanto, seu nível deve ser cuidadosamente avaliado.

Junto com o conteúdo de proteínas e polissacarídeos, a quantidade de amido danificado nas farinhas de trigo fornece informações valiosas para padeiros, tais como: Capacidade de absorção de água, atividade de levedura durante a fermentação (poder de gaseificação) e propriedades de manuseio de massa, como aderência e resistência à deformação.

O amido danificado absorve até 2–3 vezes mais água do que o amido não danificado, que absorve apenas cerca de 40% de seu próprio peso.

Esta forma de amido também tem maior suscetibilidade à degradação por enzimas amilolíticas (nativas e adicionadas) do que grânulos não danificados, produzindo açúcares fermentáveis ​​(maltose e glicose) que suportam o fermento bioquímico.

O amido danificado é frequentemente um elemento essencial das especificações da farinha de pão. Alguns métodos para medir o amido danificado incluem o método oficial Internacional da AACC 76-31.01 que é baseado na susceptibilidade do amido danificado à hidrólise por amilases em comparação com o amido nativo. O método emprega uma α-amilase fúngica para hidrolisar e reduzir o amido danificado em dextrinas, seguido pela amiloglucosidase, que converte as dextrinas em glicose, um açúcar redutor. O conteúdo de glicose é então determinado por um ensaio espectrofotométrico. Teste Chopin SDmatic é um método amperométrico automatizado e é baseado na afinidade do amido com o iodo. Quanto maior o dano do amido, mais iodo é ligado e menor é a corrente residual. E por último a espectroscopia de reflectância no infravermelho próximo (NIR) que é um método indireto que compara a absorção de luz de grupos químicos no espectro de infravermelho.

Testes de reologia da massa – Os instrumentos de teste de reologia da massa coletam dados objetivos sobre as propriedades físicas e reológicas da farinha e da massa durante um processo de aquecimento e resfriamento e são úteis para testes de controle de qualidade, controle de processo, ajuste de formulação e pesquisa de novos produtos. Os instrumentos são muito úteis na caracterização ou “impressão digital” de farinhas para dar ao padeiro ou ao usuário final confiança na consistência da farinha de lote para lote ou de remessa para remessa.

Este dispositivo mede a consistência de uma massa sujeita às ações duplas de mistura e aumento de temperatura. Este tipo de dispositivo pode analisar o comportamento da massa durante a mistura (hidratação, tempo de desenvolvimento, estabilidade, etc.), qualidade da proteína, gelatinização do amido, atividade da amilase, retrogradação do amido.

Farinográfia – O farinógrafo fornece informações sobre as propriedades de mistura da farinha, incluindo absorção de água e tempo de mistura, e fornece informações sobre a consistência ou força da massa. Os parâmetros mais comuns medidos com o farinógrafo incluem absorção de água, tempo de mistura e força da massa, que é derivada da estabilidade da massa e do índice de tolerância da mistura.

No teste, a resistência da massa durante a mistura é medida e relatada em Unidades Brabender (BU) ou Unidades Farinograph (FU) arbitrárias. O intervalo vertical (Y) do gráfico é de 0 a 1000 BU, com cada linha horizontal indicando 20 BU. O eixo horizontal (X) do gráfico é o tempo, onde cada linha vertical indica um incremento de 30 segundos. No teste, o nível de água adicionada (absorção de água) é ajustado até que o pico (ponto mais alto) da curva seja centralizado na linha de 500 BU. Se o centro do pico da curva estiver posicionado abaixo da linha 500 BU, a massa está muito seca e o teste precisa ser repetido com mais água. Se o pico da curva estiver posicionado acima da linha 500 BU, a massa está muito úmida e o teste precisa ser repetido com menos água. A consistência da massa em 500 BU é uma propriedade arbitrária da massa que foi estabelecida pelo inventor do equipamento, quando o instrumento foi desenvolvido na década de 1930. O que essa consistência significa ou como foi determinada é desconhecido. O que o teste faz é fornecer uma maneira de comparar a necessidade relativa de absorção de água de diferentes farinhas para produzir massas de consistência semelhante. Às vezes, um farinograma terá 2 picos. O primeiro pico, que geralmente é o pico mais alto e ocorre em 1 a 2 minutos após a mistura, é um pico de hidratação da água e não o verdadeiro pico de mistura. O segundo pico que ocorre mais tarde é o verdadeiro pico de mistura. A absorção correta de água é o nível de água que faz com que o segundo pico seja centralizado na linha de 500 BU, não o primeiro pico.

O momento em que ocorre o pico é denominado pico de mistura, tempo de pico, tempo de mistura ou tempo de desenvolvimento da massa. Este é o ponto onde a massa atinge sua consistência máxima. O tempo de pico é lido simplesmente traçando o arco vertical do pico até o eixo vertical X e lendo o tempo de mistura.

A estabilidade da massa fornece uma medida da tolerância da massa a uma mistura excessiva ou insuficiente e é frequentemente considerada como uma medida da resistência da massa, onde tempos de estabilidade mais longos indicam massas mais fortes. A estabilidade da massa é o intervalo de tempo em minutos entre a hora de chegada (hora em que o topo da curva toca a linha de 500 BU) e a hora de saída (hora em que o topo da curva cai abaixo da linha de 500 BU).

A última medição normalmente tirada da curva é o índice de tolerância de mistura ou MTI. O MTI, relatado em BU ou FU. O MTI é uma medida da taxa na qual a massa se quebra após a mistura. Valores mais altos indicam farinhas mais fracas que se quebram mais rapidamente, enquanto valores mais baixos indicam farinhas mais fortes que se quebram lentamente.

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