Hidratação de produtos agroindustriais

Nutrição

04/04/2016

A hidratação é uma etapa de relevância para indústrias de alimentos que empregam a operação com finalidade de alterar mudanças morfológicas e bioquímicas no produto. Tais alterações no alimento caracterizam a qualidade do produto final, como observado no arroz parboilizado; produção de ervilha e milho enlatado; moagem da soja, trigo e milho; extração de amido; e também no processamento de grãos de bico e gergelim.


Nos processos industriais, cada hidratação é distinta em razão do alimento processado. A condição de processo que alterna (na maioria dos casos) é o binômio tempo/temperatura. Basicamente, a temperatura de beneficiamento está acima ou abaixo da condição de gelatinização do amido presente na microestrutura do alimento. Abaixo da temperatura de gelatinização, a hidratação tem por finalidade definir algumas propriedades do produto, como reduzir o tempo de cozimento, aumentar o rendimento da extração de alguns componentes, facilitar e otimizar as etapas posteriores na linha de produção (fermentação e germinação). Contudo, temperaturas superiores a gelatinização promovem cocção, aumento agradável ao paladar, inativação ou eliminação de fatores antinutricionais e maior digestibilidade.


Tais particularidades ocorrem no alimento devido ao impacto da temperatura interligado ao mecanismo principal da hidratação, o transporte de massa, responsável pela migração da água (umidade) para interior do grão. A transferência de massa na hidratação pode ocorrer por meio dos fenômenos da capilaridade, difusão líquida e/ou difusão por vapor. Todavia, o processo em muitos trabalhos acadêmicos tem sido estudado como fenômeno controlado principalmente pela difusão líquida, visto que, as características do sistema pouco são influenciadas pelos demais eventos.


A água no início do processo de hidratação se difunde para o material de forma rápida, em virtude do gradiente de umidade existente entre o alimento e o meio de imersão. As moléculas de água penetram a partir da porosidade existente e presença de fissuras e rachaduras na superfície do material. Ao entrar no alimento a água preenche espaços vazios e realiza ligações moleculares com os componentes orgânicos do alimento, como proteína e amido. Posteriormente, estando o produto todo hidratado, a concentração de água atinge o equilíbrio e a incorporação de umidade reduz significativamente.


Além do gradiente, porosidade e fissuras, a absorção de água na hidratação é influenciada positivamente por fatores intrínsecos e extrínsecos. Dentre os fatores intrínsecos, os que mais interferem são: estrutura e composição química do produto. A estrutura pode influenciar de forma relevante em como a água é difundida, uma vez que os alimentos hidratados apresentam diferentes características morfológicas; por exemplo, o arroz tem geometria bem diferente da ervilha e do feijão, bem como a ervilha do feijão e assim por diante. Ademais, alguns alimentos são hidratados em casca, como o arroz parboilizado, o que se diferencia completamente de outro sem casca. Desta forma, é importante investigar e analisar a morfologia e como esta afeta a absorção.


Quanto à composição química, a concentração de proteína, celulose, amido e substâncias pécticas são as que mais contribuem para distinguir as hidratações, pois alguns compostos influenciam negativamente ou positivamente no perfil de incorporação de água. A amilose, por exemplo, por apresentar estrutura densa e linear, proporciona uma resistência à absorção da água inicial, além de influir na temperatura de gelatinização - sua presença na estrutura do amido reduz o ponto de fusão das regiões cristalinas (amilopectina) e a energia necessária para iniciar o fenômeno.


Por sua vez, dos fatores extrínsecos existentes, pressão, tempo e temperatura são os que realmente interferem. A temperatura (como introduzido anteriormente) provoca alteração na velocidade e tempo de hidratação. A água aquecida é cientificamente capaz de permitir maiores taxas de hidratação, pois aumenta o grau de agitação das moléculas da água e provoca “liberação” de ligações de hidrogênio no alimento que ficam “disponíveis” para interação com a água. Por outro lado, temperaturas muito elevadas são indesejáveis por degradarem o produto, provocar a perda de sólidos solúveis lixiviados, além de aumentar de forma desnecessária a energia gasta. Quanto ao tempo, períodos muito longos de hidratação podem causar perdas na qualidade nutricional e crescimento microbiano. A pressão, todavia, pode auxiliar no controle da temperatura do processo, beneficiando o tempo de permanência.


Como observado, identificar as melhores condições operacionais permite a otimização do processo com redução de tempo e custo. Uma ferramenta que possibilita a interpretação desses resultados é a modelagem matemática, capaz de representar, interpretar, simular e promover informações fundamentais e efetivas de forma rápida, econômica e precisa. Em breve iremos abordar está discussão mais afundo.