Intensificação do processo de hidratação e fortificação de aveia, centeio e trigo para a produção de malte, brotos e microverdes

Orientadora: Profa. Dra. Regina Maria Matos Jorge

Coorientador: Prof. Dr. Luiz Mário de Matos Jorge

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 12/09/2024

Inclui referências

Área de concentração: Engenharia de Alimentos

Resumo: Este estudo revisa a importância da hidratação nos processos de beneficiamento de cereais, como aveia, centeio e trigo, essenciais na alimentação humana. A hidratação é fundamental em etapas como cozimento, fermentação, maltagem e extração, envolvendo a transferência de massa e influenciando a composição dos grãos, levando à lixiviação de sólidos como compostos fenólicos, macronutrientes e micronutrientes. A investigação inclui a comparação entre os métodos de hidratação convencional isotérmica e periódica, com foco na intensificação do processo. Análises termoanalíticas (DSC e TGA) mostraram que a gelatinização do amido se inicia acima de 53 °C. A operação periódica resultou em aumentos significativos na umidade de equilíbrio do centeio (48,43%) e do trigo (43,57%), além de reduzir o tempo de hidratação em 94,4% e 85,17%, respectivamente para alcançar uma umidade de 36,9%. A hidratação convencional a 22 ºC por 17 horas foi a mais eficiente para a germinação, com o trigo apresentando melhor desempenho em comparação ao centeio. A operação periódica também aumentou os teores de proteínas e cinzas dos germinados, contribuindo para um perfil nutricional interessante. O enriquecimento com ferro e zinco teve efeitos variados na germinação, com o ferro sendo significativo e o zinco mostrando pouco impacto. A hidratação com soluções de ferro e zinco melhorou a germinação do centeio em relação à água pura, e a escolha do método de hidratação influenciou a concentração de minerais, favorecendo o ferro no método convencional e o zinco no periódico. A determinação de extrato otimizado auxiliou na comparação do conteúdo de compostos antioxidantes nos diversos processos investigados. A germinação revelou um aumento significativo dos compostos bioativos, especialmente com a hidratação convencional. Esses resultados destacam a operação periódica como uma alternativa promissora para otimizar a hidratação de cereais, com potencial aplicação em processos industriais, e oferecem insights valiosos para o desenvolvimento de técnicas eficientes de produção de alimentos germinados e enriquecidos, atendendo a demandas nutricionais específicas

Abstract: This study reviews the importance of hydration in the processing of cereals such as oats, rye, and wheat, which are essential in human nutrition. Hydration is fundamental in stages such as cooking, fermentation, malting, and extraction, involving mass transfer and influencing the composition of the grains, leading to the leaching of solids such as phenolic compounds, macronutrients, and micronutrients. The investigation includes a comparison between conventional isothermal and periodic hydration methods, focusing on process intensification. Thermoanalytical analyses (DSC and TGA) showed that starch gelatinization begins above 53 °C. The periodic operation resulted in significant increases in the equilibrium moisture content of rye (48.43%) and wheat (43.57%), while reducing the hydration time by 94.4% and 85.17%, respectively, to achieve a moisture content of 36.9%. Conventional hydration at 22 °C for 17 hours was the most efficient for germination, with wheat showing better performance compared to rye. The periodic operation also increased the protein and ash contents of the germinated grains, contributing to an interesting nutritional profile. The enrichment with iron and zinc had varied effects on germination, with iron being significant and zinc showing little impact. Hydration with iron and zinc solutions improved the germination of rye compared to pure water, and the choice of hydration method influenced the mineral concentration, favoring iron in the conventional method and zinc in the periodic method. The determination of optimized extracts aided in comparing the antioxidant compound content across the various investigated processes. Germination revealed a significant increase in bioactive compounds, especially with conventional hydration. These results highlight the periodic operation as a promising alternative for optimizing the hydration of cereals, with potential applications in industrial processes, and provide valuable insights for developing efficient techniques for producing germinated and enriched foods, addressing specific nutritional demands