Modificação ultrassônica de pastas de grânulos de amido

Neutralização de Lama

Após o processo, a pasta de reação é neutralizada, por exemplo, adicionando ácido clorídrico ou sulfúrico após o processamento alcalino.

Lavagem de amido

A lavagem com água, como a lavagem em contracorrente em hidrociclones, segue a neutralização das pastas de amido modificadas. Nesta fase, a ultrassonografia auxilia na lavagem e enxágue das partículas individuais de amido. A cavitação ultrassônica dispersa aglomerados de grânulos de amido e aumenta a transferência de massa na camada limite entre os grânulos de amido e a fase aquosa.

Filtração e secagem de amido

Os dispositivos ultrassônicos Hielscher são usados em processos de ultrafiltração ou nanofiltração, bem como subsequente secagem por pulverização.

Modificação Física do Amido (Mecânica)

A modificação física dos amidos não envolve o uso de produtos químicos. No entanto, a ultrassonografia resulta em mudanças na estrutura molecular do amido, seguidas por variações nas propriedades físico-químicas e na funcionalidade. As violentas forças de cisalhamento cavitacional distorcem a região cristalina nos grânulos de amido. As cadeias poliméricas próximas às microbolhas em colapso são capturadas em um campo de cisalhamento de alto gradiente que leva à quebra das ligações CC macromoleculares e à formação de radicais de cadeia longa. Imagens de MEV de grânulos de amido sonicado mostram danos mecânicos, como fissuras, depressões e corrosão. Isso resulta em maior capacidade de absorção de água, maior poder de inchaço e maior solubilidade. Este efeito é melhor para amplitudes de sonicação mais altas. Portanto, a sonicação por sonda é muito mais eficaz para a modificação do amido do que a sonicação do tipo banho. O processamento ultrassônico intenso mostra grânulos mais rompidos quando comparado com o amido nativo ou tratado termicamente.

Amidos esterificados por OSA por ultrassom

Ultrassonicamente, os amidos esterificados com OSA demonstraram maior grau de substituição (DS) e eficiência de reação (RE), juntamente com alterações morfológicas menores, porém benéficas, que podem expandir sua funcionalidade em sistemas alimentares. A sonicação aumenta a taxa de reação e a eficiência sem alterar a estrutura molecular do amido, preservando assim suas propriedades desejáveis para aplicações alimentícias.
Esses resultados sugerem que a esterificação assistida por ultrassom pode representar uma tecnologia verde, oferecendo uma abordagem eficiente em termos de energia e economia de tempo para a modificação do amido. O potencial de escalonamento da esterificação assistida por sonciação pode revolucionar o processo de modificação de amidos na ciência de alimentos, alinhando-se com metas de produção sustentável e ampliando as aplicações de amidos esterificados na indústria.

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Micrografias de MEV para: (a) não sonicado, (b) 20min sonicado, (c) 40min. sonicado, (d) 60min grânulos de amido de trigo sonicado.
Estudo e imagens: ©Majzoobi et al., 2015

A ultrassonografia pode diminuir significativamente o início da temperatura de gelatinização. Os géis de amido preparados a partir de grânulos de amido sonicado apresentam maior dureza e maiores valores de adesividade e coesividade quando comparados ao amido nativo. A adesividade, a coesão, a elasticidade e a gomosidade aumentam significativamente com a modificação ultrassônica do amido.

A ultrassonografia usa muito menos energia e condições de processamento estressantes do que os procedimentos convencionais de modificação do amido. A Hielscher ultrasonics fornece reatores ultrassônicos de alta potência para processamento comercial.

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Uso de amido

O amido modificado é usado em uma ampla gama de aplicações alimentícias e não alimentícias. Os octenilsuccinatos de amido são um importante estabilizador de emulsões de óleo em água. Na fabricação de papel, os amidos catiônicos melhoram a resistência a úmido e seco, estabilizam as emulsões e atuam como agentes de colagem de superfície. Muitos sistemas de aditivos de extremidade úmida incorporam micropartículas inorgânicas (sílica coloidal, bentonita) e polímeros sintéticos com amido modificado. Outros usos incluem dispersões de látex de amido ou amido granular como enchimento para polímeros.

Artigos Científicos sobre Modificação de Amido Assistida por Ultrassom

• • S. Manchun, J. Nunthanid, S. Limmatvapirat e P.Sriamornsak (2012): Efeito do Tratamento Ultrassônico nas Propriedades Físicas do Amido de Tapioca, em: Pesquisa de Materiais Avançados Vol. 506 (2012) pp 294-297. [PDF]
  • Anet Rezek Jambrak, Zoran Herceg, Drago Šubaric, Jurislav Babic, Mladen Brncic, Suzana Rimac Brncic, Tomislav Bosiljkov, Domagoj Cvek, Branko Tripalo, Jurica Gelo (2010): Efeito do ultrassom nas propriedades físicas do amido de milho, em: Polímeros de carboidratos 79 (2010) 91–100.
  • Herceg I.L., Jambrak A.R., Šubarić D., Brnčić M., Brnčić S.R., Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotni D., Herceg Z. (2010): Textura e propriedades de colagem de amido de milho tratado por ultrassom, em: Czech J. Food Sci., 28: 83–93. [PDF]
  • D. Knorr, B. I. O. Ade-Omowaye e V. Heinz (2002): Melhoria nutricional de alimentos vegetais por processamento não térmico, em: Anais da Sociedade de Nutrição (2002), 61, 311–318. [PDF]

Perguntas frequentes

O que são fontes de amido nativo?

O amido vem de várias fontes nativas, como: milho, milho ceroso, milho com alto teor de amilose, tapioca, batata, trigo, arroz, arroz ceroso, ervilha (ervilha lisa, ervilha enrugada) sagu, aveia, cevada, centeio, amaranto, batata doce, aveia, cereal, berbigão de vaca, quinua, lentilha, feijão marinho, sorgo, araruta ou mandioca.

O que é amido modificado?

O amido modificado é um amido que foi alterado física, enzimaticamente ou quimicamente para melhorar seu desempenho em aplicações alimentícias e industriais. Essas modificações melhoram propriedades como solubilidade, viscosidade, gelificação e estabilidade sob várias condições, como calor ou ambientes ácidos. Comumente derivados de fontes naturais como milho, batata e tapioca, os amidos modificados são usados como espessantes, estabilizadores e emulsificantes para melhorar a textura e a vida útil em alimentos processados, produtos farmacêuticos e outros produtos.

Qual é a diferença entre amido modificado e amido OSA?

O amido modificado refere-se ao amido que foi alterado de várias maneiras - fisicamente, enzimaticamente ou quimicamente - para melhorar suas propriedades funcionais, como espessamento, gelificação ou estabilização em diferentes condições. Essas modificações o tornam adequado para diversas aplicações em alimentos, produtos farmacêuticos e produtos industriais.
OSA-amido, ou amido de anidrido octenil succínico, é um tipo específico de amido quimicamente modificado criado pela ligação de grupos anidrido octenil succínico à molécula de amido. Essa modificação confere propriedades emulsificantes exclusivas, tornando o amido OSA particularmente eficaz na estabilização de emulsões de óleo em água. Enquanto o amido modificado geralmente melhora as propriedades básicas, como viscosidade ou estabilidade, o amido OSA é especialmente adaptado para fornecer recursos de emulsificação, tornando-o popular em produtos como molhos para salada, molhos e bebidas, onde emulsões estáveis são essenciais. Leia mais sobre amido de AOS esterificado por ultrassom!