Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial

Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial Ana Rita Barbosa Ferreira Mestrado em Ciências do Consumo e Nutrição Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território 2014 Orientador Prof. Doutor Jorge Oliveira, Senior Lecturer, University College Cork, Irlanda Coorientador Prof. Doutor Luís Miguel Cunha, Professor Associado, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Todas as correções determinadas pelo júri, e só essas, foram efetuadas. O Presidente do Júri, Porto, ______/______/_________ Financiamento Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), através do projeto Best-Rice-4Life, RECI/AGR-TEC/0285/2012. Agradecimentos Aos meus pais, de quem tanto me orgulho. Pais que sempre me apoiaram, incentivaram e me deram força para encarar e ultrapassar as dificuldades que surgiram ao longo da minha vida académica. Sem eles teria sido impossível chegar até aqui. Sem eles não seria o que sou hoje. Por todo o amor, carinho, amizade e pelo que hoje sou, estar-lhes-ei eternamente grata. À minha avó, por toda a ajuda prestada e por toda a preocupação e sensibilidade demonstrada para comigo. Por cada telefonema que tornava o meu dia melhor e por tudo o que fez por mim. Ao meu namorado, pelo carinho, apoio e incentivo, não só ao longo deste último ano, mas desde que iniciei o meu percurso académico. Por aturar o meu mau humor quando os dias eram menos bons e por todas as palavras que me transmitiam mais confiança para iniciar uma nova semana. A toda a minha família e amigas por me fazerem perceber que eu sou capaz e que “a tempestade não dura para sempre” nos momentos menos bons e, por sorrirem comigo, nos momentos bons. À Rita, pela amizade, pelos conselhos, por todos os momentos que passámos juntas e por me ter aberto a porta de sua casa. Sem dúvida, uma das melhores pessoas que conheci na minha vida e que jamais esquecerei. Ao Professor Doutor Luís Cunha e ao Professor Doutor Jorge Oliveira, coorientador e orientador da minha dissertação, respetivamente, por todos os conhecimentos transmitidos, toda a atenção disponibilizada e ajuda prestada. À Doutora Carla Brites, pela oportunidade de integração no projeto Best-Rice4-Life, que está e continuará a ser uma experiência muito enriquecedora. Ao Engenheiro João Simões, à Doutora Fátima Machado e aos colaboradores da Ernesto Morgado, S.A. e da Sensetest, Lda pela forma como me receberam e ajudaram quando precisei. Resumo A maioria da produção mundial de arroz, alimento essencial para mais de metade da população mundial, centra-se na planta Oryza sativa L.. Existem imensas variedades de arroz, as quais variam em diversos aspetos, nomeadamente, na morfologia do grão, na razão amilose/amilopectina, na qualidade e comportamento do grão na cozedura e processamento industrial, entre outros. O arroz é constituído essencialmente por amido e o seu comportamento na cozedura é o fator mais importante a ter em conta para a sua qualidade, sendo notadas diferenças na expansão do volume, aroma, textura e alongamento do grão cozido. O presente trabalho está inserido num projeto liderado pelo Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária que, dando seguimento ao seu trabalho anterior de tipificação de variedades autóctones nacionais, procura desenvolver novas variedades de arroz nacional. Embora Portugal seja um produtor Europeu relevante (cerca de 10% do total Europeu) e tenha ainda o maior mercado per capita da Europa, todo o arroz produzido no país utiliza sementes importadas. Consequentemente, o interesse de desenvolver variedades nacionais e em particular com adaptação às condições de cultura e de mercado, é óbvio. Dentro deste projeto, a empresa Ernesto Morgado, S.A. lidera o estudo do comportamento destas novas variedades para fins de utilização industrial, incluindo a conservação do arroz cozido. O presente trabalho constitui a primeira abordagem efetuada sobre este assunto. Como tal, o primeiro objetivo do trabalho consistiu em definir os parâmetros mais representativos da qualidade do arroz cozinhado (tal-qual e após diferentes processos de conservação de interesse industrial). A constituição deste espaço multidimensional da qualidade implicou a análise de um grande número de variedades comerciais, de modo a definir os extremos desse espaço. Foi avaliado o comportamento de 7 variedades comerciais e 4 novas desenvolvidas pelo INIAV. Para além da cozedura, efetuada quer de acordo com métodos padrão, quer com o tempo e proporção arroz:água mais apropriados a cada variedade (cozedura ajustada à qualidade final), foram seguidamente estudados diferentes métodos de conservação: refrigeração, congelação, pasteurização, esterilização e secagem. O espaço de qualidade foi caracterizado com 3 grupos de parâmetros: absorção da água (3 parâmetros), textura (25 parâmetros obtidos com Análise de Perfil de Textura) e análise sensorial (8 parâmetros). O primeiro objetivo do trabalho consistiu em seleccionar de todos estes parâmetros, os mais representativos, pela sua capacidade de distinguir diferenças entre variedades e processos de conservação. Foi concluído que o Water Binding Index, o Water absorption Index, a Dureza, a Elasticidade e a Aderência são os parâmetros instrumentais mais relevantes para este fim, sendo os sensoriais escolhidos a coesividade, a dureza ao trincar, o comportamento ao mastigar, o alongamento dos grãos e a apreciação global. O arroz do tipo Japonica é mais indicado para a obtenção de arroz do tipo culinário “malandro” (um estilo de cozedura comparável ao risotto e à paella), pois proporciona uma maior absorção dos sabores em comparação com o arroz Indica. Este último é mais apropriado para receitas em que se pretenda obter um arroz seco e solto, adquirindo uma maior dureza durante a cozedura. O arroz Agulha Europeu apresentou maiores semelhanças com o arroz Carolino do que com o Indica puro (Guiana), o que se explica por ser de facto um híbrido Indica/Japonica. De entre as variedades novas, a OP 1001 destacou-se como sendo mais parecida, em diversos parâmetros, com o Agulha Europeu. Em geral, as restantes variedades novas não apresentaram comportamentos semelhantes a nenhuma das variedades comerciais. Consequentemente, a variedade OP1001 é muito promissora, podendo esperar-se dela uma qualidade semelhante à do híbrido Agulha Europeu, enquanto as outras três foram demasiado diferentes de qualquer outra comercial, não parecendo portanto trazer grandes vantagens. Palavras-Chave: arroz, variedades, cozedura, conservação, textura, propriedades sensoriais Abstract Most of the world's rice production utilizes the Oryza sativa L. plant, of which there are many varieties that differ in several aspects, namely, the morphology of the grain, the amylose / amylopectin ratio, the quality and behaviour of the grain in cooking and industrial processing, among others. Rice consists essentially of starch and its behaviour in cooking is the most important factor to take into account for its quality, with differences in volume expansion, firmness, aroma, softness and elongation of cooked grain being observed. This work is part of a research project led by the Instituto Nacional de Investigacão Agrária e Veterinária (INIAV), following from their previous work on the characterisation of indigenous Portuguese rice cultivars, which is now seeking to develop new varieties of Portuguese rice. Although Portugal is a relevant European producer (around 10% of the European total production) and, by far, the main consumer market per capita, all rice grown in Portugal comes from foreign seeds. Therefore, the interest in developing national varieties adapted to the country’s growing conditions and market preferences is rather obvious. Within this project, the Ernesto Morgado, S.A. company leads the study of the behaviour of the new varieties for industrial uses, including the preservation of cooked rice. This work constitutes the first approach to this topic. Therefore, the first objective of the work consisted in the selection of the most representative parameters of quality of cooked rice (just-cooked and after different preservation processes). The characterisation of this multidimensional quality space implied the analysis of behaviour of a large number of commercial varieties of very different types of rice in order to define the extremes of the scales. The behaviour of 7 commercial varieties and 4 new ones selected by INIAV was studied. In addition to cooking (performed both with standard conditions for all varieties, and with cooking time and water-rice ratio adapted to the requirements of each in order to obtain a similar end product), the subsequent preservation processes studied were chilling, freezing, pasteurisation, sterilisation and drying. The quality space was defined along 3 groups of parameters: water absorption (3 parameters measured), texture (25 parameters measured with a Texture Profile Analysis) and sensory analysis (8 parameters assessed) The first goal was to select from among all these parameters those that were more representative, because of their capacity to differentiate between varieties and processes. It was concluded that Water Binding Index, Water Absorption Index, Hardness, Springiness and Adhesiveness were the most relevant instrumental parameters, whereas cohesiveness, hardness on biting, chewing tenderness, grain elongation and overall assessment were chosen for sensory analysis. The rice of the Japonica type is more suitable for obtaining “malandro” rice (a cooking style comparable to risotto and paella), and provides greater absorption of flavours compared to Indica rice. The latter is more suitable for recipes where one wishes to obtain a dry and loose rice, more resistant to chewing. The so-called European long grain rice showed many similarities with Carolino rice (Japonica), clearly different from the pure Indica (Guiana), which is explained by the fact that it is in fact a hybrid Indica/Japonica. Among the new varieties, OP 1001 stood out as being more similar, in many aspects, to the European hybrid. In general, the other new varieties were not similar to any of the commercial varieties. Consequently, the OP1001 variety is very promising, and from it can be expected to obtain a rice similar to the commercial European long grain hybrid. The other three varieties were too different from any commercial variety and therefore appear to have little advantages. Key words: rice, varieties, cooking, conservation, texture, sensory properties FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial ix Índice Financiamento .................................................................................................... iii Agradecimentos ................................................................................................. iv Resumo .............................................................................................................. v Abstract ............................................................................................................. vii Índice .................................................................................................................. ix Índice de Tabelas ............................................................................................. xiii Índice de Figuras .............................................................................................. xix Lista de Abreviaturas .....................................................................................xxviii I. Introdução .................................................................................................... 1 II. Enquadramento teórico................................................................................ 5 1. O arroz ............................................................................................................... 5 1.1. A planta ....................................................................................................... 5 1.2. Constituição do grão ................................................................................... 6 1.3. Processamento ........................................................................................... 7 1.4. Características nutricionais ....................................................................... 11 1.5. Variedades ................................................................................................ 13 1.6. Consumo e produção ................................................................................ 17 2. O amido ........................................................................................................... 19 2.1. Constituição .............................................................................................. 19 2.2. Amilose e amilopectina ............................................................................. 20 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xvi Tabela 31 – Teste ANOVA para os testes de absorção de água WBI, WAI e WCAI. ............................................................................................................. 159 Tabela 32 – Grupos homogéneos de variedades segundo os resultados do teste de absorção de água WBI. .................................................................... 160 Tabela 33 - Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades de arroz em relação ao teste de absorção de água WAI – Teste de comparações múltiplas de Games-Howell. ........................................................................... 161 Tabela 34 – Comunalidades entre os parâmetros de textura analisados. ...... 166 Tabela 35 – Total da variância explicada relativamente aos parâmetros texturais. ......................................................................................................... 167 Tabela 36 – Análise da confiabilidade dos quatro componentes extraídos. ... 168 Tabela 37 – Correlações entre os parâmetros de textura: Dureza, Força adesiva, Dureza 2º ciclo, Área 1 e Área -1. .................................................... 169 Tabela 38 – Correlações entre os parâmetros de textura: Tempo dureza, Tempo força adesiva, Razão força adesiva/dureza. ...................................... 170 Tabela 39 – Correlações entre os parâmetros de textura: Razão dureza 2º ciclo/dureza, Razão área -1/área 1, Módulo de elasticidade aparente. .......... 171 Tabela 40 – Correlações entre os parâmetros de textura: Aderência, Elasticidade, Coesividade. ............................................................................. 172 Tabela 41 – Correlações entre os parâmetros de textura: Mastigabilidade, Área ciclo 1, Energia utilizada ate ao 2º pico de dureza. ........................................ 173 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xvii Tabela 42 – Correlações entre os parâmetros de textura: Energia recuperada do segundo ciclo, Gomosidade, Índice de comportamento tipo borracha. ..... 174 Tabela 43 – Correlações entre os parâmetros de textura: Índice de comportamento elástico, Área ciclo 2, Energia utilizada ate ao 1º pico de dureza. ........................................................................................................... 175 Tabela 44 – Correlações entre os parâmetros de textura: Energia recuperada do primeiro ciclo, Força média. ...................................................................... 176 Tabela 45 – Tabela dos desvios-padrão normalizados pelas médias referentes a cada parâmetro de textura. ......................................................................... 177 Tabela 46 – Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades, independentemente do processo, para o parâmetro “Elasticidade”. .............. 178 Tabela 47 - Diferenças estatisticamente significativas entre os processos de cozedura/conservação de arroz para o parâmetro de textura dureza. ........... 182 Tabela 48 - Diferenças estatisticamente significativas entre os processos de cozedura/conservação de arroz, analisando o parâmetro de textura correspondente à aderência. .......................................................................... 185 Tabela 49 - Diferenças estatisticamente significativas entre os processos de cozedura/conservação de arroz, analisando o parâmetro de textura correspondente à elasticidade. ....................................................................... 186 Tabela 50 – Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades de arroz, relativamente à coesividade. ................................................................ 221 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xviii Tabela 51 - Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades de arroz, relativamente à dureza ao trincar. ........................................................ 222 Tabela 52 - Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades de arroz, relativamente ao comportamento ao mastigar. .................................... 223 Tabela 53 - Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades de arroz, relativamente ao alongamento dos grãos. ........................................... 224 Tabela 54 - Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades de arroz, relativamente à apreciação global. ....................................................... 225 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xix Índice de Figuras Figura 1 - Planta do arroz. .................................................................................. 6 Figura 2 – Estrutura do grão de arroz................................................................. 7 Figura 3 - Da esq. para a dir.: arroz em casca ou paddy; arroz em película ou integral; arroz branqueado. .............................................................................. 10 Figura 4 – Arroz carolino, da subespécie Japonica (à esq.) e arroz agulha, da subespécie Indica (à dir.). ................................................................................ 14 Figura 5 - Arroz agulha branqueado (esq.) e arroz agulha vaporizado (dir.). ... 17 Figura 6 – Área de arroz em Portugal por tipo de arroz (ha). ........................... 18 Figura 7 - A) Estrutura da amilose. B) Estrutura da amilopectina. .................... 21 Figura 8 - Texturograma típico de um gel......................................................... 35 Figura 9 – Exemplo de laboratório de análise sensorial. .................................. 42 Figura 10 – A) Carolino Ariete; B) Agulha Guiana; C) Agulha vaporizado; D) Basmati. ........................................................................................................... 47 Figura 11 – Amostra de arroz a escorrer. ......................................................... 49 Figura 12 – Amostra sob agitação. ................................................................... 49 Figura 13 – Balança analítica. .......................................................................... 53 Figura 14 – Fogão de indução. ......................................................................... 53 Figura 15 - Verificação do estado da cozedura de uma amostra de arroz. ...... 54 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xx Figura 16 - Amostra que vai ser colocada a refrigerar ou congelar. ................. 55 Figura 17 - Amostras prontas a esterilizar. ....................................................... 57 Figura 18 - Secador. ......................................................................................... 58 Figura 19 - Medidor da atividade da água (aW). .............................................. 58 Figura 20 - Texturómetro. ................................................................................. 59 Figura 21 - Curva de TPA de uma amostra de arroz. ....................................... 60 Figura 22 - Amostras prontas a servir ao provador. ......................................... 63 Figura 23 - Percentagem das somas quadráticas de uma análise de variância dos dados de WCAI explicadas pelos valores de WAI e WBI. ......................... 69 Figura 24 – WAI e WBI das onze variedades testadas. ................................... 70 Figura 25 – Gráfico “Scree Plot” da análise de componentes principais dos 25 parâmetros de textura. ..................................................................................... 76 Figura 26 – Percentagem das somas quadráticas da Análise de variância da aderência explicadas pela diferenças entre variedades e entre tratamentos. . 80 Figura 27 – Percentagem das somas quadráticas da Análise de variância da elasticidade explicadas pela diferenças entre variedades e entre tratamentos. ......................................................................................................................... 80 Figura 28 – Percentagem das somas quadráticas da Análise de variância da dureza explicadas pela diferenças entre variedades e entre tratamentos. ...... 81 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xxi Figura 29 – Resultados de aderência, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. ............. 82 Figura 30 – Resultados de aderência, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. ............. 84 Figura 31 – Resultados de aderência, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. ............. 85 Figura 32 – Resultados de elasticidade, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. .... 86 Figura 33 – Resultados de elasticidade, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. .... 87 Figura 34 - Resultados de elasticidade, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. .... 88 Figura 35 – Resultados de dureza, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. ............. 89 Figura 36 - Resultados de dureza, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. ............. 91 Figura 37 – Resultados de dureza, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. ............. 92 Figura 38 – Comparação da elasticidade e da dureza entre as amostras esterilizadas em estudo e as amostras esterilizadas no âmbito da produção de refeições pré-preparadas comercializadas com a marca Pato Real Minuto. .... 93 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xxii Figura 39 – Comparação da elasticidade e da dureza entre as amostras esterilizadas em estudo e as amostras esterilizadas no âmbito da produção de refeições pré-preparadas comercializadas com a marca Pato Real Minuto. .... 94 Figura 40 - Elasticidade e dureza das diferentes variedades após cozedura ajustada à qualidade final. .............................................................................. 103 Figura 41 – Aderência e elasticidade das diferentes variedades após cozedura ajustada à qualidade final. .............................................................................. 104 Figura 42 - Efeito da cozedura padrão comparada com a ajustada nos parâmetros de textura elasticidade e dureza. ................................................. 105 Figura 43 - Efeito da cozedura padrão comparada com a ajustada nos parâmetros de textura aderência e elasticidade. ............................................ 106 Figura 44 - Parâmetros de textura elasticidade e dureza, das amostras refrigeradas comparadas com as suas propriedades após a cozedura (ajustada). ...................................................................................................... 107 Figura 45 - Parâmetros de textura aderência e elasticidade, das amostras refrigeradas comparadas com as suas propriedades após a cozedura (ajustada). ...................................................................................................... 108 Figura 46 - Parâmetros de textura elasticidade e dureza, das amostras congeladas comparadas com as suas propriedades após a cozedura (ajustada). ...................................................................................................... 109 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xxiii Figura 47 - Parâmetros de textura aderência e elasticidade, das amostras congeladas comparadas com as suas propriedades após a cozedura (ajustada). ...................................................................................................... 110 Figura 48Parâmetros de textura elasticidade e dureza, das amostras pasteurizadas após cozedura de 5 minutos, comparadas com as suas propriedades após a cozedura ajustada......................................................... 111 Figura 49 - Parâmetros de textura aderência e elasticidade, das amostras pasteurizadas após cozedura de 5 minutos, comparadas com as suas propriedades após a cozedura ajustada......................................................... 112 Figura 50Parâmetros de textura elasticidade e dureza, das amostras esterilizadas após cozedura de 5 minutos, comparadas com as suas propriedades após a cozedura ajustada......................................................... 113 Figura 51 - Parâmetros de textura aderência e elasticidade, das amostras esterilizadas após cozedura de 5 minutos, comparadas com as suas propriedades após a cozedura ajustada......................................................... 114 Figura 52 - Parâmetros de textura elasticidade e dureza, das amostras secas e rehidratadas, comparadas com as suas propriedades após a cozedura ajustada. ......................................................................................................... 115 Figura 53 - Parâmetros de textura aderência e elasticidade, das amostras secas e rehidratadas, comparadas com as suas propriedades após a cozedura ajustada. ......................................................................................................... 116 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xxiv Figura 54Análise Fatorial Múltipla relativa à prova de QDA e de Preferência. ....................................................................................................................... 132 Figura 55 - Análise Fatorial Múltipla - gráfico representativo das duas dimensões. ..................................................................................................... 135 Figura 56 – Gráfico Water Binding Index versus Water Absorption Index. ..... 154 Figura 57 – Gráfico Water Absorption Index versus Water Cooking Absorption Index............................................................................................................... 154 Figura 58 – Gráfico Water Cooking Absorption Index versus Water Binding Index............................................................................................................... 155 Figura 59 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Agulha Guiana....................................................................................... 189 Figura 60 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Agulha Europeu..................................................................................... 190 Figura 61 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Carolino Ariete....................................................................................... 191 Figura 62 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Basmati. ................................................................................................ 192 Figura 63 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Agulha Vaporizado. ............................................................................... 193 Figura 64 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Carnaroli. ............................................................................................... 194 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial xxv Figura 65 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Thai jasmim. .......................................................................................... 195 Figura 66 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz OP 1109. ............................................................................................... 196 Figura 67 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz OP 1203. ............................................................................................... 197 Figura 68 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz OP 1001. ............................................................................................... 198 Figura 69 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz OP 1212. ............................................................................................... 199 Figura 70 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Agulha Guiana....................................................................................... 200 Figura 71 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Agulha Europeu..................................................................................... 201 Figura 72 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Carolino. ................................................................................................ 202 Figura 73 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Basmati. ................................................................................................ 203 Figura 74 – Diferenças entre os processos de cozedura/conservação para o arroz Agulha vaporizado................................................................................. 204 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 4 arroz branqueado, para além de produzir refeições prontas a comer (Portugal 2009; Ernesto Morgado 2013). O estudo para determinar a aceitabilidade a nível sensorial de variedades de arroz cozinhado será útil para categorizar as variedades de arroz, com base no seu impacto sobre a qualidade sensorial. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 5 II. Enquadramento teórico 1. O arroz O arroz, cujo nome científico é Oryza sativa L., constitui um alimento básico para a população mundial (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003). O arroz terá sido descoberto, há cerca de 5000 anos, no sudoeste asiático. Na Europa, a cultura deste cereal só foi verdadeiramente implantada no século VII. Em Portugal, as primeiras referências escritas ao arroz só surgiram no reinado de D. Dinis (1279-1325). A produção de arroz em Portugal foi incentivada no reinado de D. José, no século XVIII, mas a definitiva expansão desta cultura ocorreu apenas em 1909, começando a cultivar-se diferentes variedades de arroz. O arroz assumiu um papel importante na alimentação dos portugueses a partir de 1921 (Brites, Guerreiro et al. 2004). Em muitos países, este cereal tem valores culturais e religiosos importantes. A produção de arroz suficiente e sustentável é, portanto, crucial para a segurança alimentar mundial (Erlich 2004; Asano, Takashi et al. 2007; Sthapit, Rana et al. 2008). 1.1. A planta A cultura do arroz denomina-se de orizicultura (Brites, Guerreiro et al. 2004). A planta do arroz é uma planta monocotiledónea, pertencente à família das gramíneas, e semiaquática, crescendo geralmente em condições alagadas (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; Tran, Suzuki et al. 2005; Ahn, Kim et al. 2010; Liu, Cai et al. 2012; BoludaAguilar, Taboada-Rodriguez et al. 2013). Trata-se de uma planta anual, que cresce 80 a 120 cm (Cirillo, Del Gaudio et al. 2009). Na Figura 1 é possível visualizar-se a planta do arroz. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 6 1.2. Constituição do grão O grão de arroz é constituído pelo núcleo ou cariopse e pela casca. O núcleo do arroz é formado pelo pericarpo, embrião e endosperma, sendo que o último é rico em grânulos de amido e é envolvido pelo pericarpo. Na Figura 2 é possível visualizar-se a estrutura do grão de arroz. A testa ou tegumento, presente debaixo do pericarpo e que envolve o embrião, é permeável à água e impermeável aos sais dissolvidos, sendo de grande importância para a germinação. A camada de aleurona contém células livres de amido. O pericarpo, a testa e a camada de aleurona constituem o farelo. Este, também denominado de sêmea, é removido com o intuito de melhorar a sua aceitação por parte do consumidor, uma vez que o farelo impede o inchaço dos grânulos de amido durante a cozedura. No entanto, a sua remoção provoca uma diminuição do valor nutricional (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; Nakayama 2005; Mohan, Malleshi et al. 2010). Figura 1 - Planta do arroz. Fonte: http://www.emorgado.pt/Em_2013_PT_.pdf FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 7 Figura 2 – Estrutura do grão de arroz. Fonte: Adaptado de (BERNAS s.a.) 1.3. Processamento Relativamente ao estado físico do arroz, o Decreto-lei (DL) nº 62/2000 define quatro categorias: arroz em casca, arroz descascado, em película ou meio preparo, arroz semibranqueado e arroz branqueado. O arroz em casca, também denominado paddy, é envolvido pela casca após a debulha. Ao arroz descascado apenas foi removida a casca. Ao arroz semibranqueado foi removida a casca, uma parte do embrião e todas ou parte das camadas externas do pericarpo, mas não as camadas internas. Quando ao arroz já tiver sido removida a casca, a totalidade das camadas exteriores e interiores do pericarpo, a totalidade do embrião no caso do arroz de grãos longos e de grãos médios, ou pelo menos uma parte no caso do arroz de grãos redondos, referimo-nos ao arroz branqueado. É importante referir que, no máximo, podem subsistir estrias brancas longitudinais em 10% dos grãos, no caso do arroz branqueado (Ministério Agricultura 2000). A evolução da maturação do arroz, influenciada pela variedade do mesmo, condições climáticas e de solo, fertilização, entre outros, é acompanhada pelos orizicultores. Em Portugal estes procedem à colheita do arroz quando o teor de humidade das panículas se situa entre os 18% e os 22%, ocorrendo geralmente nas Endosperma Camada de aleurona Endosperma com amido Ápice Lema Nucelo Camadas de farelo Pericarpo Embrião Plúmula Escutelo Radícula Casca FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 8 últimas três semanas e na primeira semana de Setembro e Outubro, respetivamente. A colheita inicia-se a Norte do país e vai seguindo para Sul, uma vez que o arroz matura mais cedo quanto mais a Norte (IGP 2011). O arroz, tal como outros cereais, é colhido com os grãos cobertos, ou seja, com casca, sendo esta colheita realizada recorrendo a ceifeiras debulhadoras (Lamberts, De Bie et al. 2007; IGP 2011; Buggenhout, Brijs et al. 2013). Normalmente, depois da colheita dos grãos de arroz, estes são secos para que haja uma redução do teor de humidade para um valor igual ou inferior a 13% e, consequentemente, uma supressão da respiração, assim como, um impedimento do crescimento e multiplicação de microrganismos. A secagem pode ser ao natural ou recorrendo a ar quente (Liu, Waters et al. 2013). Normalmente, antes da secagem, realiza-se uma pré-limpeza com o objetivo de retirar palhas, cariopses defeituosas e sementes de infestantes. Depois da secagem, o arroz sofre novamente uma limpeza para uma melhor remoção de impurezas. O arroz pode ser transportado para a indústria já seco ou como arroz verde (IGP 2011). Na chegada à indústria é realizada uma pesagem do arroz e respetivo registo de todos os dados relativos ao mesmo, sendo também realizadas análises à humidade, ao comprimento dos grãos, aos grãos danificados, despontados, verdes, vermelhos, amarelos, fendidos, deformados, trincas, impurezas, entre outras. Geralmente, o armazenamento é feito em silos ou tulhas, com ventilação, para que a humidade e temperatura adequadas estejam garantidas. Neste caso, temperatura baixa e estável para não haver fermentação ou ataques de pragas. Antes de ser armazenado, o arroz sofre uma etapa denominada, expurga, que tem como objetivo eliminar pragas, nomeadamente, de gorgulho. O gorgulho é um inseto que coloca larvas nos grãos de arroz. Assim, a expurga evita que as larvas cresçam durante o armazenamento. Também antes do armazenamento existe uma etapa de extração de pedras e outros corpos estranhos realizada numa despedradora (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; IGP 2011). Durante o armazenamento do arroz podem ocorrer determinadas alterações fisiológicas e físico-químicas que irão afetar a qualidade do mesmo (Zhou, Robards et al. 2002). Uma vez armazenado fica a aguardar a entrada direta no processo de transformação (IGP 2011). O descasque do arroz permite separar a casca do arroz, obtendo-se arroz em película ou integral (IGP 2011; Buggenhout, Brijs et al. 2013). Posteriormente, e como FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 9 acontece na maioria das vezes, o arroz pode ser convertido em arroz branco, através de um processo denominado branqueamento. O branqueamento envolve a remoção do farelo e do embrião do endosperma subjacente, por meio da aplicação de forças de atrito ou fricção (Buggenhout, Brijs et al. 2013). O arroz passa pelos branqueadores que, possuindo no seu interior pedras de esmeril, permitem separar a película e as camadas adjacentes, através da fricção que ocorre entre o grão e as pedras. Em seguida, passa pelos polidores que terminam de branquear e polir o grão (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; IGP 2011). O arroz de cor acastanhada, ao qual não foi retirado a sêmea ou farelo, chamase arroz integral ou em película. Devido a estas características trata-se de um arroz que precisa de um maior tempo de cozedura. No entanto, como a sêmea (nome comum da película) é rica em nutrientes, sobretudo vitaminas lipossolúveis e fibras, apresenta um valor nutricional superior. Para além disso, o índice glicémico (IG) é mais baixo, ou seja, é de digestão menos fácil e portanto mais apropriado a regimes dietéticos (Zhou, Robards et al. 2002; Brites, Guerreiro et al. 2004; Buggenhout, Brijs et al. 2013). O branqueamento é uma etapa muito importante uma vez que se pretende atender às especificações dos consumidores no que toca às propriedades de cor, textura, brancura e outras propriedades sensoriais, à digestibilidade, ao tempo de confeção, entre outras (Lamberts, De Bie et al. 2007; Yadav and Jindal 2008). Esta etapa tem como principal objetivo a máxima produção de grãos inteiros com uma cor e brilho desejáveis, sendo que estas características são alcançadas através da uniforme remoção das camadas de farelo (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003). Diferentes mercados exigem graus de remoção do farelo diferentes, sendo que quanto mais branco for o arroz mais valorizado será pelo mercado (Lamberts, De Bie et al. 2007; Bett-Garber, Lea et al. 2012). O branqueamento provoca uma redução no teor de nutrientes, por isso, a composição nutricional do arroz branqueado é diferente da composição nutricional do arroz integral (Zhou, Robards et al. 2002). Após o branqueamento, procede-se à remoção de poeiras e migalhas mais finas, bem como, de algumas trincas e grãos inteiros, realizada num equipamento denominado planchista. Posteriormente, os grãos inteiros e as trincas obtidos são separados ao passarem através de equipamentos denominados triores ou criveiras. É importante referir que as trincas surgem devido a danos mecânicos e a fissuras nos FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 10 grãos originadas pela sobrematuração dos mesmos (IGP 2011). Na Figura 3 verificase o aspeto do arroz em diferentes fases, nomeadamente, do arroz em casca, do arroz em película e do arroz já branqueado. Posteriormente, os grãos inteiros passam através de uma seletora cromática que rejeitará os que possuem uma cor diferente da cor padrão pretendida. Os defeitos mais comuns são os grãos ditos bravos (estriados de vermelho), amarelos, verdes ou de barriga branca (também denominados de gessados). Por fim, o arroz é armazenado em silos e, a partir destes, é posteriormente embalado com recurso a doseadoras automáticas. As embalagens devem estar em conformidade com a legislação em vigor. Quando se refere rendimento industrial, trata-se da percentagem de grãos inteiros e trinca branqueados a partir do arroz em casca seco. A percentagem que se perde corresponde à casca e à sêmea. O rendimento industrial pode variar significativamente conforme o arroz (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; IGP 2011). Figura 3 - Da esq. para a dir.: arroz em casca ou paddy; arroz em película ou integral; arroz branqueado. Fonte: http://www.emorgado.pt/Em_2013_PT_.pdf FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 11 “A homogeneidade do tipo comercial, a ausência de grãos deformados, quebrados e estranhos e o teor de humidade são fatores de qualidade” (Brites, Guerreiro et al. 2004). 1.4. Características nutricionais O arroz constitui uma excelente fonte de proteínas. Além disso, é composto por água, lípidos, alguns minerais, como o ferro e o cálcio, vitaminas, como a tiamina, a riboflavina e a niacina, e sobretudo por amido, que constitui um hidrato de carbono (Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; Brites, Guerreiro et al. 2004; Asare, Sefa-Dedeh et al. 2012; Carvalho, Bassinello et al. 2013). Trata-se de um alimento quase completo, uma vez que estão em falta apenas algumas vitaminas e aminoácidos, como a vitamina A e a lisina, respetivamente (Brites, Guerreiro et al. 2004). A Tabela 1 apresenta a composição do arroz branqueado cozido, já que é desta forma que é mais consumido. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 12 Tabela 1 – Composição e características nutricionais do arroz branqueado cozido. Porção de 100 g DDR* Água 68,4 g Proteínas 2,7 g Lípidos 0,3 g Hidratos de carbono 28,2 g Fibra alimentar 0,4 g Energia 130 kcal Colesterol 0 mg Sódio 0 mg Ferro 1,2 mg 8,6 % Tiamina (Vitamina B1) 0,163 mg 11,6 % Niacina (Vitamina PP) 1,476 mg 8,2 % Ácido fólico 55 µg 27,5 % DDR* = Dose diária recomendada, baseada na Diretiva 90/496/CEE. Fonte: (Brites, Guerreiro et al. 2004) Os nutrientes não estão uniformemente distribuídos no grão, uma vez que a camada externa apresenta maiores concentrações de proteínas, lípidos, fibra, minerais e vitaminas e o centro é rico em amido (Zhou, Robards et al. 2002). O arroz tem uma maior digestibilidade em relação a outros cereais, é não alergénico, não contém colesterol nem glúten e é, normalmente, classificado como um alimento de baixo IG. O IG pode variar significativamente consoante a variedade e também consoante os tratamentos e processos de cozedura do arroz (Miller, Pang et al. 1992; Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; Brites, Guerreiro et al. 2004; Carvalho, Bassinello et al. 2013). A composição dos grãos de arroz, nomeadamente, a concentração de amido e de outros nutrientes, varia e depende das condições ambientais e de manejo, do processamento e armazenamento, podendo variar, também, em função de fatores FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 13 genéticos (Goddard, Young et al. 1984; Zhou, Robards et al. 2002; Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; Frei, Siddhuraju et al. 2003). 1.5. Variedades O arroz pertence à família Poaceae e inclui duas espécies cujos nomes científicos são Oryza sativa L. e Oryza glaberrima S., de origem asiática e africana, respetivamente (Hagenimana, Ding et al. 2006; Liu, Waters et al. 2013). Existem mais de 5000 variedades de arroz que se diferenciam pelo tamanho dos grãos, pela textura, pelo aroma, pelo teor de amilose (AC), consistência do gel (GC), temperatura de gelatinização (GT), entre outros. O clima e o germoplasma a partir da qual o amido é isolado também podem ter influência no tamanho e na forma dos grãos (Lanceras, Huang et al. 2000; Bhattacharjee, Singhal et al. 2002; Sujatha, Ahmad et al. 2004; Allahgholipour, Ali et al. 2006; Amarawathi, Singh et al. 2008; Wani, Singh et al. 2012). O germoplasma desempenha um papel muito importante no melhoramento genético de arroz (Asano, Takashi et al. 2007; Cai, Fan et al. 2013). O arroz apresenta genomas completamente sequenciados de duas subespécies, Indica e Japonica (Gao and Innan 2008; Vaughan, Lu et al. 2008; Qi, Zhang et al. 2009). O arroz agulha e o arroz carolino pertencem à subespécie Indica e Japonica, respetivamente. As variedades Indica são geralmente adaptadas a climas tropicais, enquanto as variedades Japonica são adaptadas a climas mais temperados (Johns and Mao 2007; Kasai, Lewis et al. 2007; Vaughan, Lu et al. 2008; Lu, Cai et al. 2009)). Os grãos crus da subespécie Indica são longos, tal como os grãos crus da subespécie Japonica. No entanto, conforme se pode visualizar na Figura 4, estes últimos são mais arredondados (Brites, Guerreiro et al. 2004). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 20 O AC do arroz Japonica é menor do que o AC do arroz Indica, enquanto o teor de amilopectina do primeiro é maior do que no segundo, apresentando uma textura menos firme depois de cozido (Brites, Guerreiro et al. 2004; Kasai, Lewis et al. 2007). Mesmo quando as amostras são da mesma variedade, a composição do amido pode ser diferente (Wani, Singh et al. 2012). 2.2. Amilose e amilopectina Os polissacarídeos, amilose e amilopectina, determinam a gelatinização do amido, conforme a sua estrutura e proporção. A amilose é uma molécula de estrutura linear, sem ramos laterais, que compreende anéis de glucose unidos entre si por ligações α-1,4. Trata-se de uma molécula solúvel em água (Barham 2001). A amilopectina é uma molécula altamente ramificada com ligações glicosídicas α-1,6, a qual influencia a qualidade culinária do arroz. Na Figura 7 pode observar-se a estrutura das duas moléculas. O teor de amilose, o comprimento da cadeia ramificada (BLC) da amilopectina e as interações do amido com lípidos e proteínas afetam a hidrólise enzimática do amido (van der Maarel, van der Veen et al. 2002; Chakraverty, Mujumdar et al. 2003; Vandeputte, Vermeylen et al. 2003; Takemoto-Kuno, Suzuki et al. 2006; Reed, Ai et al. 2013). A amilopectina também é solúvel em água mas não tanto quanto a amilose. Devido a ter mais pontos terminais do que a cadeia linear, capta mais facilmente água (conjuntamente com os ingredientes do preparo culinário) e portanto tem maior índice de absorção de água e consequentemente de sabores (Barham 2001). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 21 Geralmente, as variedades de grãos longos são mais ricas em amilose do que as de grãos curtos. Relativamente à amilopectina, as variedades de grãos curtos possuem um maior teor do que as variedades de grãos longos (Kasai, Lewis et al. 2007). O AC é tido em consideração aquando da cozedura do arroz e está inversamente relacionado com a absorção de água, maciez e separação dos grãos cozidos, determinando a aparência e a textura do arroz (Lanceras, Huang et al. 2000; Zhou, Robards et al. 2002). 2.3. Gelatinização e retrogradação A amilose desempenha um papel de restrição da expansão do amido, ao contrário da amilopectina, quando este sofre um aquecimento em soluções aquosas e ocorre a gelatinização. Assim, a gelatinização, que é um processo físico-químico endotérmico, manifesta-se através da desorganização da estrutura cristalina e do inchaço dos grãos provocado pelo aquecimento dos mesmos quando imersos em água. Nesta fase são formadas soluções viscosas devido à lixiviação da amilose para fora do grânulo, promovendo um aumento de volume dos grãos de arroz, enquanto o teor de amilose dos mesmos é solubilizado. No entanto, após o arrefecimento, as moléculas de amido passam por um processo de recristalização, a que se chama Figura 7 - A) Estrutura da amilose. B) Estrutura da amilopectina. Fonte: (Denardin and da Silva 2009) FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 22 retrogradação. Esta consiste na reassociação das moléculas de amido gelatinizadas, originando uma estrutura cristalina ordenada. Quando o arroz gelatinizado arrefece, a molécula de amilose sofre imediatamente retrogradação enquanto a molécula de amilopectina permanece igual em consequência da sua estrutura ramificada. Este processo está geralmente associado com a sinérese e, em consequência destas alterações, podem surgir modificações texturais e visuais (Zanoni, Schiraldi et al. 1995; Perdon, Siebenmorgen et al. 1999; Parker and Ring 2001; van der Maarel, van der Veen et al. 2002; Bello, Tolaba et al. 2007; Kasai, Lewis et al. 2007; Botelho, Correa et al. 2010; Wani, Singh et al. 2012; Briffaz, Mestres et al. 2013). O aumento de volume dos grãos depende do grau de ligação química no interior dos mesmos (Bao, Sun et al. 2002). O inchaço dos grãos não é totalmente reversível. As moléculas de amilose adotam uma nova forma helicoidal, estando ligadas com algumas moléculas de água (Barham 2001). A gelatinização e a retrogradação do amido são influenciadas pela estrutura e composição do amido em causa, pelos métodos de cozedura, pelas condições de armazenamento, entre outros (Perdon, Siebenmorgen et al. 1999; Huang, Kennedy et al. 2007; Yu, Ma et al. 2009). A GT e a GC são fatores que desempenham um importante papel na cozedura e no processamento do arroz, devendo ser tidos em conta nos programas de melhoramento deste cereal (Lanceras, Huang et al. 2000). A retrogradação contribui para o aumento da dureza e diminuição da aderência do arroz cozido (Yu, Ma et al. 2009). O arroz Indica apresenta GT mais elevadas do que o arroz Japonica, uma vez que o comprimento da cadeia ramificada (BLC) de amilopectina é maior (Reed, Ai et al. 2013). A GT varia de 50°C a 75°C, de acordo com o tipo de amido (Sablani, Kasapis et al. 2007). 3. Cozedura do arroz Cozinhar o arroz consiste em introduzir água e calor para enfraquecer as ligações entre as cadeias de glucose e para provocar a expansão do amido e a sua gelatinização. Ao cozinhar o arroz pretende-se torná-lo digerível, para além de o fazer adquirir características sensoriais agradáveis (Brites, Guerreiro et al. 2004). No processo de cozedura do arroz existem dois fatores muito importantes a ter em conta, sendo eles a quantidade de água e o controlo da temperatura (Das, FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 23 Subramanian et al. 2006). A proporção de arroz:água é um fator determinante da duração da cozedura e do sucesso da mesma, tal como, a variedade de arroz utilizada (Billiris, Siebenmorgen et al. 2012). A proporção ideal para a obtenção de uma textura desejável depende da composição química do arroz e da água, sendo que quanto maior a quantidade de água, maior a duração da cozedura. O aquecimento controlado na cozedura garante uma desejada gelatinização do amido sem que haja o risco de queimar o arroz, sendo que o processo de cozedura consiste na gelatinização total do amido (Das, Subramanian et al. 2006). A cozedura é realizada numa panela, que aquece, por chama, por placa elétrica ou por indução, e transmite o calor à água que contém o arroz. Numa panela com água a ferver, a transferência de calor é feita por convecção. A convecção ocorre quando um fluido entra em contacto com um sólido e sempre que existe uma diferença de temperatura entre os dois, havendo troca de calor (Singh and Heldman 2001). Na cozedura realizada num fogão de indução submerge-se “o alimento em meio aquoso fervente”, por um período de tempo que varia de acordo com o alimento e porção, sendo que a temperatura da água situa-se normalmente nos 100°C. Desta forma, consegue-se cozinhar os alimentos sem gordura, bem como, aumentar o volume de alimentos que contêm amido pois absorvem a água. Este método está indicado para a cozedura de cereais e leguminosas (Araujo, Di Pilla Montebello et al. 2008). Ao realizar-se uma cozedura num fogão de indução há uma eficiência do aquecimento, uma rapidez de cozedura, assim como, uma economia da energia. Um fogão de indução possui uma superfície de cerâmica polida e um indutor de campo magnético que, gerando-o, aquece apenas a panela. Desta forma, as chamas são substituídas pelo campo magnético (Araujo, Di Pilla Montebello et al. 2008). O amido começa a tornar-se solúvel e os grãos começam a absorver grandes quantidades de água a partir dos 70 °C (Barham 2001). 4. Refeições pré-preparadas à base de arroz A procura por produtos pré-preparados ou prontos a consumir tem aumentado nos últimos anos e, neste setor, existem cada vez mais produtos com arroz cozido (Khatoon and Prakash 2007; Yu, Ma et al. 2009; Carvalho, Bassinello et al. 2013). O FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 24 aumento da procura deve-se à facilidade e rapidez de preparação em casa (Evans, Russell et al. 1996; Carvalho, Bassinello et al. 2013). A indústria gostaria de poder preparar o arroz e mantê-lo nas melhores condições até que fosse consumido. O tempo necessário à distribuição, venda e consumo é largamente superior ao tempo de vida de um arroz cozinhado. O principal processo de conservação em que se poderia pensar seria o arrefecimento. Com refrigeração, a velocidade de crescimento microbiano baixa, bem como, a de oxidações e outras reações indesejáveis. No entanto, esta retardação não permite mais do que umas horas ou poucos dias e portanto apenas se aplica num contexto de restauração (Ma and Sun 2009; Yu, Ma et al. 2009). O tempo de vida do arroz refrigerado aumenta significativamente se ele tiver sido pasteurizado antes. Outros processos para tempos de vida mais alargados são possíveis, nomeadamente:  Congelação, em que o meio aquoso é retirado por solidificação, mas que consequentemente exige que os produtos sejam armazenados nessas condições extremas de temperatura baixa;  Secagem, em que o meio aquoso é removido de todo com desidratação, bastando assegurar que o produto é protegido de humidade para garantir um longo tempo de vida;  Esterilização comercial térmica, em que os microrganismos são completamente destruídos, incluindo esporos, exigindo que a embalagem seja hermética para assegurar que não há contaminações posteriores ao processamento (Correia, Faraoni et al. 2008; Lidon and Silvestre 2008; Ma and Sun 2009). Os métodos de arrefecimento podem afetar a dureza do arroz cozido, de acordo com a variedade do mesmo. Durante o armazenamento pode ocorrer a retrogradação do amido, para além de que a temperatura desta etapa pode afetar o comportamento do arroz cozido. Este comportamento é um fator bastante importante a ter em conta visto que afeta a qualidade, a aceitabilidade e a vida de prateleira dos pratos preparados com arroz (Ma and Sun 2009). O processo de produção de refeições pré-preparadas poderá causar alterações sensoriais no arroz, em comparação com o arroz que apenas sofreu cozedura. Essas alterações ocorrerão, principalmente, ao nível da textura, a qual tornar-se-á menos pegajosa e apresentará uma menor dureza (Rewthong, Soponronnarit et al. 2011). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 25 A indústria seleciona as variedades de arroz tendo em conta a capacidade de resistência das mesmas a determinadas condições de processamento (Ong and Blanshard 1995; Ramesh, Ali et al. 1999; Han and Hamaker 2001; Vandeputte, Vermeylen et al. 2003; Patindol, Gonzalez et al. 2007). Normalmente, as refeições pré-preparadas são aquecidas em microondas antes de serem consumidas. Ao aquecer um alimento no microondas, a velocidade do aquecimento é diretamente proporcional à potência do sistema do microondas. A forma e o tamanho do alimento influenciam a uniformidade do seu aquecimento. A composição e o estado físico também afetam o aquecimento do alimento pois o teor de humidade influencia diretamente a absorção de microondas (Singh and Heldman 2001). As microondas penetram no alimento, aquecendo-o, pois geram calor devido às interações com os alimentos, ou seja, o aquecimento resulta das interações entre a energia das microondas e do material dielétrico, o alimento. Esta transferência de energia depende das propriedades dielétricas do material em contacto com o campo de microondas (Singh and Heldman 2001). Num campo microondas, o calor pode ser gerado por polarização iónica e por rotação dipolo. A polarização iónica ocorre quando um campo elétrico é aplicado a um alimento e os iões deste se movem aceleradamente, colidindo entre si e convertendo a sua energia cinética em energia térmica. A rotação dipolo ocorre quando um campo elétrico é aplicado a um alimento e as suas moléculas polares, como as moléculas de água, que possuem uma orientação aleatória, passam a orientar-se segundo a polaridade do campo elétrico aplicado. A polaridade, num campo de microondas, alterna rapidamente, fazendo com que as moléculas também girem rapidamente e, consequentemente, ocorra atrito entre elas e o meio circundante, gerando calor (Singh and Heldman 2001). O principal modo de transferência de calor em alimentos sólidos é a condução. As partículas situadas na zona de temperatura inferior recebem energia vibracional das partículas localizadas na zona de temperatura superior, através do contacto de umas com as outras (Bejarano 2001). 5. Processos de conservação A presença de microrganismos patogénicos e a deterioração microbiana são grandes preocupações na indústria alimentar. Existem diversos processos e métodos que permitem conservar os alimentos, mantendo-os estáveis e seguros e, FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 26 consequentemente, eliminando o potencial de doenças transmitidas pelos alimentos. A refrigeração, a congelação, a secagem, a pasteurização, a esterilização, o uso de pulsos elétricos, a salga e a tecnologia de barreiras são alguns dos processos (Correia, Faraoni et al. 2008). Para se destruir microrganismos, inativar ou inibir o seu crescimento assim como de enzimas, e se alcançar um aumento da vida útil do produto, recorre-se mais frequentemente a processos com utilização de calor, apesar de existir um maior risco de alterações organoléticas e nutricionais indesejáveis (Butz and Tauscher 2002; ElezMartinez and Martin-Belloso 2007; Correia, Faraoni et al. 2008). A temperatura é um fator muito importante a ter em conta durante o armazenamento dos produtos alimentares, sendo um dos fatores que mais influencia o crescimento dos microrganismos (Singh and Heldman 2001; Almeida 2012). 5.1. Refrigeração A temperatura a que os produtos são mantidos quando estão em refrigeração situa-se entre -1°C e 8°C, o que permite uma redução do crescimento microbiano e da produção de toxinas, retardando a deterioração do produto (Singh and Heldman 2001). Este método de conservação é normalmente combinado com outras operações unitárias, tais como a pasteurização, prolongando a vida útil dos produtos alimentares. Relativamente ao impacto sobre as características sensoriais e nutricionais, este é mínimo (Lidon and Silvestre 2008). 5.2. Congelação A congelação é um método de conservação de produtos alimentares, sobretudo refeições pré-preparadas, as quais, atualmente, possuem um papel cada vez mais importante no dia-a-dia dos consumidores. O principal objetivo é a remoção do meio aquoso, pois é em meio aquoso que decorre o crescimento e a atividade de microrganismos e a maior parte dos mecanismos bioquímicos de degradação, como oxidações. Assim, com o meio aquoso a passar a sólido não existe meio favorável a esses crescimentos (Lidon and Silvestre 2008). Este processo envolve a remoção de calor sensível e latente, diminuindo a temperatura do produto até -18°C ou menos (Charoenrein and Preechathammawong 2010). Os tempos de conservação são maiores em comparação com a refrigeração (Lidon and Silvestre 2008). Na FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 27 congelação rápida formam-se cristais de gelo pequenos e não há rutura de membranas celulares, permitindo evitar danos na textura (Correia, Faraoni et al. 2008). À medida que a temperatura diminui e a formação de cristais de gelo aumenta, há uma menor disponibilidade de água para intervir em reações que deterioram o alimento. Qualquer flutuação da temperatura durante o armazenamento pode provocar uma redução da qualidade do processo ou prejudicar a qualidade do produto. Assim, a temperatura de armazenamento tem grande influência na qualidade dos alimentos (Singh and Heldman 2001). 5.3. Esterilização Nicolas Appert, confeiteiro francês, desenvolveu no início do século XIX o processo de esterilização, também denominado de “apertização”. A esterilização consiste na exposição dos alimentos a altas temperaturas durante um determinado período de tempo. O objetivo da esterilização é garantir a destruição de todas as células vegetativas e esporos. As bactérias esporulantes formam esporos ao serem sujeitas a condições de “stress”, como aquecimento. Estes esporos germinam quando a fonte de “stress” desaparece, dando origem a novas colónias. Nesta prática definese um microrganismo patogénico alvo e o alimento é processado de forma que a probabilidade de sobrevivência desse microrganismo seja inferior a um dado valor que se admita como seguro. Deste modo, permite o armazenamento do alimento à temperatura ambiente, por um longo período de tempo, sem que haja desenvolvimento microbiano. Se o tempo ou a temperatura de esterilização definidos forem ultrapassados, a esterilização do produto está assegurada. No entanto, devemos evitar exceder os valores definidos devido ao grande impacto do processo em termos da destruição das propriedades sensoriais e da qualidade do produto. O valor de esterilização (ou valor F) define-se como “o tempo necessário, a uma temperatura definida constante, para reduzir a população microbiana presente num alimento até um nível desejado. Quando o valor de F se refere a 121,1ºC (temperatura de referência) é designado como F0” (Lidon and Silvestre 2008; Almeida 2012). Em comparação com a pasteurização, as alterações introduzidas nos produtos alimentares são maiores (Lidon and Silvestre 2008). A temperatura e a duração do processo dependem dos microrganismos presentes conjugados com a natureza do alimento, sendo necessário controlar fatores FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 28 como o pH ou a atividade da água (aW). É um processo que depende do binómio tempo-temperatura. Este deve ser estabelecido de acordo com o número e tipo de microrganismos (Banga, Alonso et al. 1994; Ghani, Farid et al. 2001; RodriguezFernandez, Balsa-Canto et al. 2007; Almeida 2012). O binómio tempo-temperatura depende também da taxa de penetração de calor no alimento durante o processo e da resistência dos microrganismos. A resistência térmica dos microrganismos resulta do tipo de microrganismo, da forma em que este se apresenta (vegetativa ou esporulada) e do meio onde se encontra (pH, aW, etc). É importante referir que a taxa de penetração de calor depende da natureza do alimento, do meio que o envolve, do tamanho e da forma do recipiente, entre outros (Hallman and Stevens 1932; Almeida 2012). De notar que o fator F necessário para garantir a destruição total dos esporos mais resistentes de bactérias patogénicas é de cerca de 3 minutos. No entanto, podem sobreviver microrganismos não patogénicos que provocam degradação do produto, como os microrganismos termófilos e, por isso, valores de F mais elevados podem ser necessários, dependendo do tipo de microrganismo. Por exemplo, produtos do mar exigem tratamentos mais severos do que carnes e estas mais que vegetais. Durante a esterilização, o ponto que demora mais a aquecer, o ponto crítico, é o centro geométrico, e, portanto, é na temperatura deste ponto que nos devemos basear. Para além disto, deve ser tida em conta a temperatura inicial do alimento (Hallman and Stevens 1932; Bejarano 2001; Almeida 2012). Geralmente o valor z das bactérias esporuladas situa-se entre 7 e 12°C. Muitos autores utilizam como valor de z, 10°C (Almeida 2012). O valor z traduz o aumento de temperatura necessário para diminuir num ciclo logarítmico o valor de D. O valor D consiste no tempo requerido, em minutos, para obter uma redução de 90% dos microrganismos presentes no alimento, a uma determinada temperatura letal (Almeida 2012). O modelo de Bigelow, muito utilizado na indústria alimentar, explica o efeito da temperatura no valor de esterilização através da seguinte equação: Tref – Temperatura de referência FTref – Valor de F à temperatura de referência (min) FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 29 z (ºC) – Número de °Celsius necessários para modificar o valor de D por um fator de dez (Noronha 1999; Almeida 2012). 5.4. Pasteurização O objetivo fundamental da pasteurização é a destruição das células vegetativas e dos esporos de fungos e leveduras, que possam estar presentes no produto durante o seu tempo de vida útil, em condições normais de armazenamento. Alguns esporos podem sobreviver a este processo, por isso, os alimentos pasteurizados devem ser refrigerados para que a germinação dos esporos seja retardada o mais possível. . A temperatura característica deste processo de conservação é menor que 100°C, não sendo suficiente para destruir a atividade residual das enzimas e, consequentemente, impedir uma possível degradação do alimento quando armazenado. Com este método de conservação devem estar assegurados um adequado controlo microbiológico, a destruição de enzimas prejudiciais, bem como, uma baixa pressão de oxigénio no produto. É importante manter este último baixo uma vez que aumenta a taxa de oxidação do alimento (Lidon and Silvestre 2008). A temperatura e o tempo da pasteurização dependem da carga microbiana do produto, bem como, das condições de transferência de calor através do mesmo. A pasteurização pode ser realizada de uma forma lenta, denominada Low Temperature Low Time (LTLT), cuja temperatura característica varia entre 62-65°C durante 30 minutos, ou de uma forma rápida, conhecida como High Temperature Short Time (HTST), realizada a 72-75°C durante cerca de 15 a 20 segundos. A segunda é reconhecida como a forma de pasteurização que origina produtos de qualidade superior (Correia, Faraoni et al. 2008; Almeida 2012). A seleção do agente patogénico alvo é importante, devendo considerar-se, em determinados alimentos, a potencial sobrevivência de Clostridium botulinum E. Na Tabela 2 podemos verificar os valores de F e de z apropriados à adequada pasteurização de determinados produtos. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 36 Através da curva de teste obtida podem perceber-se vários parâmetros texturais existentes, nomeadamente, a dureza, a aderência, a coesividade, a elasticidade, a gomosidade e a mastigabilidade (Moreira 2011; Cruz 2013). A Tabela 4 apresenta as definições de cada um dos parâmetros texturais. Tabela 4 – Definições e unidades S.I. dos diversos parâmetros texturais. Parâmetro textural Definição Dureza Força necessária para obter uma dada deformação. Representada pela força máxima registada no primeiro ciclo de compressão. Unidades S.I.: Newton (N) Aderência Trabalho necessário para vencer as forças de atração entre a superfície do alimento e as superfícies com as quais este entra em contacto; capacidade dos grãos de arroz de se ligarem uns aos outros. Representada pela área 3 da Figura 8. Unidades S.I.: N.s Coesividade Força das ligações internas que definem a estrutura do alimento. Representada pela razão do trabalho realizado no segundo ciclo pelo trabalho realizado no primeiro ciclo, ou seja razão entre a área 2 e a área 1 da Figura 8. Unidades S.I.: adimensional Elasticidade Capacidade de retorno ao estado inicial depois da remoção da força que gerou deformação, ou seja, a recuperação do material. Representada pela razão entre as distâncias percorridas pela sonda até se atingir a força máxima em cada uma das curvas, ou seja, razão entre a distância 2 e a distância 1. Unidades S.I.: adimensional. Gomosidade Energia requerida para mastigar um semissólido. Obtida a partir da multiplicação entre a dureza e a coesividade. Unidades S.I.: N Mastigabilidade Energia requerida para mastigar o alimento de forma a ser engolido. Obtida a partir da multiplicação entre a gomosidade e a elasticidade. Unidades S.I.: N Fonte: (Civille and Szczesniak 1973; Bourne 2002; Moreira 2011; Cruz 2013) FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 37 De entre as características texturais existentes para descrever a qualidade alimentar do arroz cozinhado, a dureza é a mais importante e mais comumente medida (Bello, Baeza et al. 2006). A textura do arroz, principal atributo da qualidade considerado pelos consumidores, depende de diversos fatores como a variedade do arroz, condições de armazenamento, AC, estrutura da amilopectina, GT, interações intra e/ou intermoleculares de amido com outros constituintes, bem como, métodos de cozedura, pré-cozedura, processamento e armazenamento pós-cozedura (Ong and Blanshard 1995; Zhou, Robards et al. 2002; Gonzalez, Livore et al. 2004; Ma and Sun 2009; Prasert and Suwannaporn 2009; Oikonomou and Krokida 2012; Boluda-Aguilar, Taboada-Rodriguez et al. 2013; Briffaz, Mestres et al. 2013; Lu, Cik et al. 2013). Para o fabricante, a escolha de amidos que irão reter as suas propriedades de textura após o processamento e armazenamento é extremamente importante (Arocas, Sanz et al. 2010). No mercado podem ser encontrados amidos nativos e modificados de diversas variedades, os quais podem transmitir uma grande variedade de texturas, diferentes graus de cremosidade e de consistência, entre outras características. Este facto deve-se aos diferentes processos mecânicos ou térmicos (Arocas, Sanz et al. 2010). Impedir a deterioração da textura é uma grande preocupação da indústria alimentar (Bourne 2002). O nível de dureza aumenta com o aumento do AC, ao contrário da viscosidade. Para além disso, o aumento da razão arroz:água provoca um aumento da viscosidade (Zhou, Robards et al. 2002; Srisawas and Jindal 2007). Arroz com um baixo AC (<20%) caracteriza-se por uma textura macia, pegajoso quando cozido, sendo a amilopectina a causadora desta última característica, quando libertada como resultado da cozedura (Kasai, Lewis et al. 2007). Arroz com alto AC (> 25%) caracteriza-se por apresentar uma textura dura (Ma and Sun 2009). Assim, prevê-se que o teste instrumental de avaliação da textura, bem como o painel sensorial, determine um maior grau de dureza e menor viscosidade nas variedades pertencentes à subespécie Indica e um maior grau de aderência nas variedades da subespécie Japonica. Em geral, as variedades cozinhadas com uma maior razão arroz:água, ou seja, com uma maior quantidade de água, deverão apresentar maior nível de viscosidade do que as variedades cozinhadas com uma quantidade de água controlada. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 38 Quando o arroz de grãos longos está totalmente cozido, os grãos tendem a permanecer separados, sendo menos viscosos do que os grãos arredondados (Kasai, Lewis et al. 2007). 9. Análise sensorial A análise sensorial surgiu no século XIX mas a sua importância só começou a ser reconhecida no final da década de 60 do século passado (Moskowitz and Hartmann 2008). Atualmente existe uma grande preocupação por parte dos consumidores em relação à segurança e qualidade dos produtos alimentares e, deste modo, torna-se evidente a importância da análise sensorial, em resposta às necessidades dos consumidores. A análise sensorial é uma disciplina científica usada para evocar, medir, analisar e interpretar reações para as características de alimentos e materiais, tal como elas são percebidas pelos sentidos da visão, olfato, gosto, tato e audição. É considerada uma ciência multidisciplinar que se relaciona com diferentes ciências como a ciência alimentar, a psicologia, a fisiologia humana, entre outras(Stone and Sidel 2004). A Norma Portuguesa (NP) 4263 (1994) define Análise Sensorial como o “exame das características organoléticas de um produto pelos órgãos dos sentidos”, sendo, nesse caso, organolética definida como “qualifica uma propriedade de um produto percetível pelos órgãos dos sentidos” (Noronha 2003). Não existindo nenhum instrumento analítico capaz de substituir os sentidos humanos, a análise sensorial constitui um instrumento de medida científica. Esta ciência pode ser aplicada na investigação e desenvolvimento de novos produtos, testes de tempo de vida útil, controlo da qualidade, testes de mercado, etc. Para determinar o sucesso de um produto no mercado, os testes devem ser realizados com consumidores que representem o público-alvo ou com potenciais consumidores do produto (Kemp and Comm 2008). A análise sensorial é essencial uma vez que permite aos investigadores e industriais prever a opinião e atitude dos consumidores, nomeadamente a sua intenção de compra (Stone and Sidel 2004). O profissional sensorial deve analisar e interpretar as respostas para que se possa antever o impacto do produto no mercado (Kemp and Comm 2008). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 39 É extremamente importante compreender e determinar as propriedades sensoriais de um novo produto ou de um produto já existente, no controlo da qualidade. No entanto, a análise sensorial pode apresentar como desvantagens o elevado custo e a criação e manutenção de um painel de provadores (Noronha 2003; Cruz 2013). Só se aplica um determinado método de avaliação sensorial depois de definido o propósito do teste. O método, os participantes e as análises estatísticas devem ser selecionadas adequadamente. A aplicação de testes sensoriais específicos é indispensável (Bolini, Franco et al. 2004). Existem dois tipos de testes: analíticos (discriminação e descrição) e afetivos ou hedónicos. Os primeiros são executados por um painel treinado e fornecem dados sobre as características dos produtos. Os segundos aplicam-se para saber a aceitabilidade ou preferência de um produto por parte de consumidores ou provadores não treinados (Lawless and Claassen 1993). Na análise descritiva o painel foca-se em atributos específicos do produto, colocando as preferências pessoais de parte. Diferentemente, num teste afetivo, as reações do painel são normalmente imediatas e baseadas num estímulo sensorial, uma vez que os provadores se restringem a interpretar as suas impressões (Lawless and Claassen 1993). Os principais fatores da qualidade nos produtos alimentares são aparência, flavor, textura e composição nutricional. Este último não é percebido pelos sentidos, ao contrário dos restantes, os quais constituem fatores de aceitabilidade sensorial. A aparência engloba a cor, o tamanho, a forma e o brilho do alimento. O flavor constitui um sentido químico e compreende o gosto e o odor, percebidos na língua e no centro olfativo, respetivamente. A textura é, sobretudo, percecionada pelo tato. No entanto, também é percebida pela visão e pela audição. A composição nutricional deve ser a mais completa e equilibrada possível, reunindo os nutrientes principais e os micronutrientes (Stone and Sidel 2004). Os atributos sensoriais são percebidos através dos sentidos, em consequência dos sinais gerados nas terminações nervosas que são, posteriormente, transmitidos para o cérebro através do sistema nervoso central (SNC). Os cinco sentidos existentes são a visão, o olfato, o tato, o palato e a audição (Barham 2001). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 40 As principais características da cor que podem ser percebidas pela visão são o tom ou matiz, a saturação ou grau de pureza e a luminosidade ou brilho. A sensação visual é gerada e percebida devido à incidência de um sinal luminoso na retina que provoca impulsos elétricos, os quais são conduzidos ao cérebro através do nervo ótico (Barham 2001). A aparência é o principal fator em que o consumidor se baseia na sua escolha inicial, sendo a cor muito relevante (Lavin and Lawless 1998). A cor e a aparência influenciam a apreciação dos alimentos (Stone and Sidel 2004). Os odores são percebidos graças aos recetores nervosos localizados na mucosa do nariz e ao bulbo olfativo que está ligado ao cérebro (Barham 2001). O olfato é mais complexo que o paladar (Halpern 2008). “O provador deve aproximar a amostra de uma das narinas e realizar curtas inalações de tal forma que evite o cansaço olfativo provocado por adaptação”. Este pode ser amenizado cheirando o antebraço, uma peça de roupa ou outro aroma que neutralize o cheiro anterior (Landívar 2001). Com o tato é possível avaliar facilmente a textura de um objeto ou alimento, sendo definido como toda a sensibilidade cutânea humana (Barham 2001). A audição é um processo acionado em resposta a um estímulo sonoro e os sons podem ser familiares ao consumidor (Stone and Sidel 2004). O palato ou o gosto, sentido na boca, permite avaliar o sabor dos alimentos, sendo que a língua possui uma membrana que contém as papilas gustativas (Barham 2001). O paladar permite saborear o alimento e perceber uma ampla gama de sabores em resposta a vários estímulos. A língua, principal órgão responsável pelo paladar, está coberta por uma membrana cuja superfície contém as papilas gustativas, que possuem, por sua vez, células sensoriais que transmitem informações ao cérebro, permitindo a este identificar os sabores básicos (Landívar 2001). O aroma e o flavor relacionam-se com o sabor e o olfato. O aroma é determinado pelos compostos voláteis percebidos no nariz, por via retro nasal, quando os alimentos se encontram na boca. O flavor é a combinação da perceção das sensações olfativas, gustativas e trigeminais (sensações de dor, adstringência – sensação complexa resultante da contração da superfície da mucosa bucal – e temperatura) durante a degustação (Landívar 2001). Existem cinco sabores básicos: doce, azedo, amargo, salgado e umami (Barham 2001). O umami deriva do japonês e significa saboroso. É identificado por FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 41 recetores TmGluR4 que estão espalhados pela língua e provocado pelo aminoácido glutamato monossódico, industrializado para intensificar o sabor dos alimentos (Zhao, Zhang et al. 2003). Na superfície da língua encontram-se espalhados 5 tipos diferentes de recetores, todos calibrados para detetar um dos sabores básicos (Chandrashekar, Hoon et al. 2006). É necessário muito tempo para construir um painel, preparar as amostras para os ensaios, analisar e reportar os dados sensoriais (Lawless and Heymann 2010). O investigador deve definir o propósito do estudo, o tamanho de uma porção normal do produto, quantos atributos devem ser avaliados, entre outras questões (Aguado 2001). O investigador é responsável por preparar e apresentar as amostras. As pessoas que preparam as amostras não devem pertencer ao painel de provadores (Aguado 2001). As características dos provadores e as condições ambientais devem ser normalizadas. Segundo a NP 4258:1993, o local onde serão realizadas as provas de análise sensorial deve ter, no mínimo, um local de ensaio que permita o trabalho individual e/ou em grupo e um local para a preparação das amostras. Também é desejável a existência de um gabinete administrativo, um vestiário, um local de relaxe, bem como, instalações sanitárias. Poderá, ainda, ser necessário um local para a receção e codificação de amostras, separado da zona de preparação das mesmas, um local próprio para o armazenamento das amostras quando a sua quantidade não permitir o armazenamento na zona de preparação e uma sala de espera (Noronha 2003). Assim, a sala de provas deve ser contígua mas separada do local de preparação das amostras. Na Figura 9 pode visualizar-se um exemplo de um laboratório de análise sensorial. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 42 A área de preparação das amostras deve ser planeada conforme o tipo e quantidade de produto, o tipo de equipamento necessário, entre outros fatores. Esta zona deve ser bem ventilada e localizar-se na vizinhança do local de ensaio. Os pavimentos, paredes, tetos e mobiliários devem ser de fácil limpeza e manutenção e deve estar garantido espaço suficiente para o armazenamento de alimentos que requerem condições especiais (Stone and Sidel 2004). Os recipientes e utensílios devem ser de materiais inertes e que evitem contaminações e adulterações. O material utilizado não deve libertar compostos voláteis, como é o caso do plástico, e não deve mascarar os alimentos ou possuir características absorventes, como a madeira. Os utensílios de vidro, porcelana, alumínio ou determinados descartáveis são os indicados. Por exemplo, os copos de isopor são descartáveis e facilmente etiquetados com marcador ou papel autocolante. No entanto, afetam as características do sabor de bebidas quentes (Lawless and Heymann 2010). As cabines de prova, individualizadas, uniformes e com espaço suficiente, devem ser insonorizadas e inodoras e possuir uma cor e iluminação adequadas para não influenciar a avaliação sensorial. Devem estar equipadas com cadeiras confortáveis, de materiais laváveis e, devem possuir água potável corrente. Para além dos pontos referidos, a temperatura e a humidade devem ser constantes e controláveis (20±2°C / 50-55%) (Stone and Sidel 2004). A B C D E Figura 9 – Exemplo de laboratório de análise sensorial. A) Cabines individuais; B) Sala de preparação; C) Sala para provas em grupo; D) Gabinete administrativo; E) Sala de espera. Fonte: (Noronha 2003) FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 43 O número de amostras deve ser preestabelecido. A prova de um elevado número de produtos pode provocar saturação e problemas de memória a curto prazo. Devem ser apresentadas aleatoriamente e de forma equilibrada. Cada amostra deverá ser codificada com três dígitos (Nicod, Clément et al. 1998). A temperatura do alimento pode alterar algumas perceções sensoriais, por isso, este deve ser servido à temperatura normal de consumo. Pode ser notória a dificuldade em comparar produtos que necessitam de um rigoroso controlo de temperatura ou que possuam características sensoriais persistentes. A quantidade das amostras deve ser constante ao longo das sessões e suficiente para uma conclusão. O período de tempo entre a apresentação das mesmas deve ser o mais constante possível (Aguado 2001; Stone and Sidel 2004). O tamanho da amostra afeta a classificação de intensidade atribuída às características de textura. No entanto, é melhor que na existência de erro na quantidade de amostra seja por excesso do que por falta (Cardello and Segars 1989). As provas não devem ser realizadas em horas próximas das refeições. No entanto, pode afirmar-se que a hora para a realização das mesmas difere consoante o ritmo biológico de cada provador, sendo a melhor hora a que o provador se encontra mais acordado e com as suas capacidades mentais no máximo (Noronha 2003). Entre análises deve-se lavar a cavidade bocal com água à temperatura ambiente ou alimentos de sabor neutro como bolachas de água e sal (limpadores de palato) (Noronha 2003). 9.1. Análise sensorial descritiva No final do século XX e início do século XXI, a aplicação da análise sensorial descritiva cresceu. Esta permite medir a reação sensorial aos estímulos resultantes do consumo de um produto e, ainda, descrever características qualitativas (aparência, aroma, sabor, textura e som) e quantitativas (intensidade de cada atributo) (Stone and Sidel 2004; Lawless and Heymann 2010). A análise sensorial descritiva tem sido utilizada em investigações, permitindo estabelecer correlações com medições analíticas e, deste modo, ajuda a explicar mudanças e a compreender mecanismos subjacentes (Stone and Sidel 2004). A que sabe o produto, de que modo a qualidade do produto difere de outro, quais as consequências de uma modificação no processo, formulação, embalagem ou condições de armazenamento a nível sensorial são questões a que a análise sensorial FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 44 descritiva responde. Deste modo, através deste tipo de análise obtém-se a caracterização de atributos sensoriais complexos dos produtos e da sua intensidade (Civille and Szczesniak 1973; Noronha 2003). Os métodos associados à análise sensorial descritiva são denominados por perfis sensoriais. Existem vários métodos de perfil sensorial, nomeadamente, o Perfil de gosto, o Perfil de textura, a análise descritiva quantitativa (QDA®), o Perfil de escolha livre, entre outros (Noronha 2003). O método QDA®, desenvolvido por Stone, Sidel et al. 1974, apresenta como objetivo a descrição de um produto recorrendo a um número mínimo de palavras e a um máximo de eficácia, permitindo comparar com outras descrições efetuadas para produtos diferentes pertencentes à mesma família (Noronha 2003). Para realizar a análise sensorial através do QDA®, primeiramente há que proceder à procura de um “número mínimo de descritores que permitam o fornecimento do máximo de informação sobre um dado produto”. A equipa sensorial deve desenvolver os descritores de forma consensual, selecionando os termos mais frequentemente citados e, posteriormente, deve organizar os conceitos. Assim, antes do treino, os provadores utilizam as suas próprias palavras para avaliar o produto de forma qualitativa, descrevendo a perceção, e quantitativa, definindo a intensidade. Na norma ISO 11035:1994 está presente a metodologia para a identificação e seleção de descritores de modo a estabelecer um perfil sensorial (Noronha 2003). O treino de um painel inicia-se com o desenvolvimento de uma linguagem comum, com o objetivo de descrever os atributos de um produto. O painel pode adotar, por vezes, uma linguagem já existente. No entanto, é possível que surjam dificuldades de interpretação e compreensão de determinados termos. Apesar disso, poderão existir definições completas e normas que resolvam algumas destas dificuldades (Hunter and McEwan 1998). Os descritores devem ser pertinentes, exaustivos, independentes e precisos, evitando qualquer ambiguidade ou redundância, em número suficiente mas não extenso. Deste modo, serão facilitados o processamento dos dados e a interpretação dos resultados, bem como, a realização das provas sensoriais por parte do painel (Noronha 2003). Posto isto, há que classificar o produto segundo cada atributo numa escala de intensidade, portanto, os descritores devem ser quantificáveis. Por fim, a partir do FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 45 conjunto dos descritores quantificados, é elaborado o perfil sensorial do produto. Após a realização do QDA®, os resultados obtidos podem ser relacionados com a informação referente à aceitação do produto pelo consumidor ou com dados físicoquímicos (Noronha 2003). Pelo facto da análise sensorial descritiva ser muito exigente, foram surgindo alternativas, as quais não necessitam de uma fase de treino. Estes métodos são muito úteis quando se pretende obter a avaliação sensorial de um conjunto de produtos alimentares (Lawless and Heymann 2010; Nestrud and Lawless 2010; Dehlholm, Brockhoff et al. 2012). Das novas práticas sensoriais nomeia-se o teste de Ordenação, o teste de Perfil Rápido, entre outros (Dairou and Sieffermann 2002). Os autores de estudos nos quais existe uma comparação entre o Perfil Rápido e o QDA® afirmaram que ambos produzem mapas de produtos semelhantes. Porém, segundo os mesmos, por vezes é difícil interpretar os termos sensoriais, pelo seu elevado número e devido à falta de definições e procedimentos de avaliação. O facto de os provadores chegarem a um consenso acerca dos descritores, no método QDA®, permite obter uma descrição dos produtos mais precisa (Delarue and Sieffermann 2004). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 52  Escorredor;  Termómetro. Procedimento: 1. Procedeu-se à cozedura em fogão de indução; De acordo com os métodos-padrão desenvolvidos pela empresa, para as variedades Carolino Ariete, agulha (Guiana), agulha (Europeu), Basmati e Thai jasmim, a proporção arroz:água é de 1:2, sendo o tempo de cozedura de cerca de 12 a 15 minutos. O tempo de cozedura do arroz agulha vaporizado é de, aproximadamente, 15 a 20 minutos, na proporção arroz:água de 1:2,5. O Carnaroli é cozido em excesso de água durante 15 a 18 minutos. Todas as amostras foram cozinhadas segundo as recomendações próprias para cada tipo de arroz, que se baseiam na experiência culinária devidamente reconhecida para obter arroz cozido. 2. Escorreu-se o arroz e deixou-se a arrefecer até se atingir a estabilização do peso, a qual coincidiu aproximadamente quando o arroz atingiu a temperatura ambiente. Posto isto, pesou-se o arroz. Para diferenciar a fórmula de cálculo do presente teste da fórmula do teste anterior, assume-se Water Cooking Absorption Index (WCAI). Este é igual à razão entre a diferença de peso e o peso inicial: 4. Processos de cozedura As amostras foram cozinhadas em fogão de indução, de acordo com os métodos-padrão desenvolvidos pela empresa (referidos anteriormente) e idênticos aos usados pelo consumidor português. Também se procedeu à cozedura de todas as variedades durante 12 minutos, na proporção 1:2 (arroz:água), para que o fator tempo de cozedura fosse comum a todas e, desta forma, se pudesse tirar determinadas conclusões. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 53 Materiais:  Copo ou gobelé;  Balança analítica (Mettler Toledo) (Figura 13);  Fogão indutor (Bartscher IK 30TC) (Figura 14);  Panela adequada a indução;  Colher;  Temporizador;  Escorredor. Procedimento: 1. Foram pesados 150 g de arroz (quantidade suficiente para a realização das réplicas pretendidas para a análise sensorial e da textura); 2. Colocou-se a água a ferver, de acordo com a proporção desejada, e adicionouse o arroz quando esta entrou em ebulição; 3. Ao colocar o arroz programou-se o fogão de indução na posição 2 correspondente à potência. Decorridos seis minutos retirou-se da posição 2 e programou-se de modo a dar continuidade à cozedura, a uma temperatura de 80°C. Como foram efetuadas medições da quantidade de arroz e da Figura 13 – Balança analítica. Figura 14 – Fogão de indução. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 54 quantidade de água, a tampa da panela não foi retirada por completo, ou seja, ficou a tapar parte da panela, de modo a que não se perdesse muita água por evaporação; 4. Após a cozedura deixou-se a tampa colocada cerca de cinco minutos para que ocorresse a estabilização da humidade dos grãos, ou seja, para que não houvesse grãos mais secos na parte superior e grãos mais húmidos na inferior (Brites, Guerreiro et al. 2004); 5. Para verificar o estado de cozedura do arroz foram extraídos três grãos do meio da panela e comprimidos entre duas placas, tal como se pode verificar na Figura 13. A quantidade de água é geralmente ajustada para melhorar a textura do arroz cozido com base na preferência pessoal. No entanto, não há nenhuma maneira universal de selecionar a relação arroz:água para uma dada variedade (Srisawas and Jindal 2007). 5. Métodos de conservação 5.1. Refrigeração e Congelação Materiais:  Recipiente ou embalagem de plástico; Figura 13 - Verificação do estado da cozedura de uma amostra de arroz. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 55  Frigorífico;  Congelador. Procedimento: 1. As amostras foram colocadas a refrigerar, a 4°C, num frigorífico convencional, durante 24 horas, logo após a cozedura (independentemente de esta ser de 12 minutos ou adaptada). Na Figura 14 é possível visualizar um exemplo de uma amostra embalada pronta a ser refrigerada. 2. Procedeu-se de igual forma para a congelação. Porém, após as 24 horas em congelação, num congelador convencional, as amostras foram transferidas para refrigeração, com o intuito de descongelarem antes de serem submetidas a um reaquecimento. A temperatura de congelação foi de -22°C±2°C. 5.2. Pasteurização Materiais:  Autoclave (ajc Uniclave 88);  Recipiente ou embalagem de plástico;  Termopar;  Frigorífico. Figura 14 - Amostra que vai ser colocada a refrigerar ou congelar. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 56 Procedimento: 1. As amostras foram colocadas numa autoclave vertical de laboratório; 2. Para se conseguir verificar as sucessivas temperaturas no ponto crítico, ou seja, no ponto de aquecimento mais lento, o centro do arroz, foi necessário colocar um termopar neste ponto. Deste modo, foram efetuados os estudos para determinar o binómio tempo-temperatura a usar, sendo que se pretendia obter um valor de F0= 10, utilizando uma temperatura máxima de 95°C. 3. As embalagens, depois de pasteurizadas, foram armazenadas em refrigeração até serem analisadas, o que correspondeu a cerca de 20 horas nestas condições. 5.3. Esterilização Materiais:  Autoclave (Uniclave 88);  Embalagens adequadas à esterilização e próprias para microondas, banhomaria e forno, utilizadas pela empresa para alguns dos seus produtos (Figura 15); Procedimento: 1. Recorrendo a uma tecnologia semelhante à usada nas conservas e enlatados, a esterilização foi realizada numa autoclave estática que efetuou os registos do tempo, da temperatura e da pressão, no seu interior durante o processo. Em cada embalagem também foi possível obter os mesmos registos através da sonda introduzida no interior desta. O tempo, a temperatura e a pressão do interior da autoclave e do interior da amostra, também foram registados no ponto de menor letalidade. 2. As embalagens, depois de esterilizadas, foram conservadas à temperatura ambiente, sem necessidade de refrigeração. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 57 As amostras submetidas a cada um dos processos de conservação anteriormente referidos foram analisadas em termos sensoriais e de textura, após o seu reaquecimento em microondas. O reaquecimento foi realizado a aproximadamente 800W, durante 2 minutos. 5.4. Secagem Para realizar o processo de secagem das amostras de arroz foram tidos em conta alguns estudos anteriormente realizados na empresa neste âmbito. Materiais:  Balança analítica (Mettler Toledo);  Fogão de indução (Bartscher IK 30TC);  Temporizador;  Escorredor;  Espátula de silicone;  Secador a ar quente (S&P CK-60F) (Figura 16);  Medidor da atividade da água (aW) (Figura 17). Figura 15 - Amostras prontas a esterilizar. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 58 Procedimento: 1. Antes de submeter as amostras à secagem, estas foram pesadas e précozidas durante 8 minutos, na proporção 1:4 (arroz:água); 2. Após a pré-cozedura, a água em excesso foi removida com o escorredor plástico; 3. Posteriormente, o arroz foi distribuído pelos cestos do secador com a ajuda da espátula de silicone, para que a camada de grãos de arroz em cada compartimento não fosse muito alta; 4. Ligou-se o secador a uma temperatura de aproximadamente 27°C até que o processo de secagem terminasse. A duração da secagem variou conforme as variedades, sendo que o processo terminava sempre que a amostra alcançava um valor de atividade da água inferior a 0,6. Pretendia-se um valor de aW inferior a 0,6, para que se garantisse que não haveria crescimento de microrganismos, uma vez que quando o aW está próximo desse valor, apenas existe crescimento numa pequena proporção. Após a secagem procedeu-se à rehidratação do arroz através de uma cozedura de 8 minutos, em excesso de água. No final da cozedura escorreu-se a amostra e procedeu-se de imediato à análise sensorial e da textura. Figura 16 - Secador. Figura 17 - Medidor da atividade da água (aW). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 59 6. Textura Para todas as amostras das diferentes variedades que sofreram cozedura, independentemente do tipo de cozedura, foram realizados ensaios de textura. A textura foi avaliada segundo o método de Análise de Perfil de Textura (TPA), com recurso a um texturómetro (Figura 18). O procedimento adotado para os testes de TPA foi o utilizado pela empresa num estudo anteriormente realizado pela mesma. O teste utilizado é conhecido por “two bite test”, ou seja, a sonda atua duas vezes na amostra, existindo um intervalo de tempo entre as duas compressões, reproduzindo a ação de duas dentadas (Moreira 2011; Cruz 2013). O modelo do analisador de textura utilizado foi o LFRA Texture Analyzer, Brookfield, USA. A força aplicada foi sendo registada em função do tempo, através do programa instalado no computador. Os testes foram realizados utilizando uma célula de carga com um peso de aproximadamente 0,1 kg, e uma sonda com 25 mm de diâmetro. Um estudo anteriormente realizado na empresa permitiu selecionar o melhor método para a realização de testes ao arroz no texturómetro. Os métodos usados diferem consoante os autores. Uns utilizam três grãos de arroz, outros utilizam 1 g ou 5 g de arroz. O método mais adequado foi escolhido analisando o valor da força necessária à compressão aquando da mastigada e o valor do desvio padrão para cada um dos diferentes métodos. O desvio padrão foi menor para o método dos 5g. Deste modo, após a cozedura de cada amostra, foram pesados, a partir do centro da panela, 5 g de arroz. Com o auxílio de uma espátula, os grãos cozidos foram cuidadosamente dispostos num suporte apropriado, com forma cilíndrica e em inox. Antes do TPA propriamente dito, foi efetuada uma compressão até que a força atingisse o valor máximo de 100 g, para que a disposição dos grãos no suporte cilíndrico se tornasse o mais uniforme possível. Os parâmetros que caracterizaram a compressão aplicada, de um ciclo, foram tempo de espera de 10 segundos, tempo de recuperação de 0 segundos, ponto gatilho de 10 g e velocidade de 0,5 mm/s. Figura 18 - Texturómetro. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 60 Após a compressão de um ciclo, foi realizado o teste de TPA. Os parâmetros que caracterizaram os testes foram os seguintes: compressão de dois ciclos, ponto gatilho de 4 g, velocidade da sonda de 0,5 (mm/s), distância de compressão 5 (mm) e tempo entre cada “mastigação” de 0 segundos. O processo foi repetido três vezes para cada variedade de arroz. Os valores dos parâmetros referidos foram escolhidos de acordo com as recomendações do fabricante e de resultados obtidos em estudos preliminares. Alguns dos parâmetros texturais obtidos a partir das curvas de teste elaboradas pelo software foram a dureza, a coesividade, a aderência, a elasticidade, a gomosidade e a mastigabilidade. Na Figura 19 pode-se visualizar um exemplo de uma curva de TPA de uma amostra de arroz. A análise da textura recorrendo ao texturómetro foi realizada de forma a prever a avaliação sensorial de alguns dos atributos relacionados com a mesma. Como estão em questão propriedades físicas existe uma correlação com a qualidade alimentar. Deste modo, as propriedades referidas podem ser avaliadas utilizando testes sensoriais. 7. Análise sensorial 7.1. Análise sensorial realizada na empresa Ernesto Morgado, S.A. Para qualquer variedade de arroz foi aplicada uma avaliação sensorial “pessoal” e descritiva, baseada no modelo interno de avaliação organolética da Figura 19 - Curva de TPA de uma amostra de arroz. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 61 empresa Ernesto Morgado, S.A. (Anexo I). Esta avaliação foi realizada ao arroz acabado de cozer e ao arroz cozido e conservado por diferentes métodos, após o seu reaquecimento, para cada processo de cozedura. Os atributos sensoriais avaliados foram:  Aparência;  Coesividade;  Dureza ao trincar;  Comportamento ao mastigar;  Sabor;  Aroma;  Alongamento dos grãos;  Apreciação global. Para cada atributo foi atribuído um valor característico da escala categorizada correspondente. O custo e tempo requeridos para uma extensa análise sensorial, com um painel de provadores, não permite fazer uma análise tão extensa como a realizada com a textura ou absorção de água. Assim, este trabalho tem duas fazes:  A análise pessoal e expedita de todas as amostras;  A seleção, com base em todos os resultados, de algumas amostras para análise extensa com painel. A análise pessoal foi realizada aplicando uma prova informal em laboratório, ainda que a bancada de um laboratório possa não ser um bom local devido à possibilidade de surgirem distrações, odores concorrentes, bem como, pelo facto da luminosidade não ser padronizada. Também os sentidos do criador podem não ser representativos das pessoas que irão comprar o produto (Lawless and Heymann 2010). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 68 1.1. Escolha dos parâmetros a analisar Primeiramente verificou-se se eram precisos os três parâmetros para caracterizar as variedades de arroz, pois se um for altamente correlacionado com outro, ou com uma combinação dos outros dois, então não são precisos os três. Por outro lado, caso as correlações todas sejam fracas, cada parâmetro traduz um comportamento diferente e consequentemente todos são precisos para uma análise completa da absorção da água. Assim, a análise dos dados da absorção da água constou na determinação das correlações entre os parâmetros, para a totalidade das amostras, de forma a identificar quantos e quais os parâmetros necessários. Posteriormente, para os parâmetros escolhidos, identificou-se o comportamento de todas as variedades, agrupando-as por semelhança ou diferença estatística, revelando com que variedades se comparam as novas do INIAV. A Tabela 6 mostra que as correlações entre os três parâmetros são fracas, ou seja, nenhum é um forte indicador de outro, apesar de existir uma certa semelhança entre WCAI e WAI, ou seja, a quantidade de água absorvida numa cozedura adaptada é maior ou menor, em certa medida, como função da capacidade absoluta do arroz absorver água. Analisando a Figura 54, a Figura 55 e a Figura 58 (Anexo IV) também é possível verificar as correlações existentes entre os diferentes parâmetros. A Figura 56 contrapõe os valores de WBI com os valores de WAI obtidos, para cada variedade de arroz. A Figura 57 mostra, de igual forma, a correlação dos resultados dos testes WAI e WCAI, sendo esta maior, pois como se pode visualizar, os resultados aproximam-se da reta. Na Figura 56 é possível analisar o gráfico WCAI versus WBI, percebendo a sua fraca correlação. A Tabela 6 indica também o valor de uma correlação polinomial entre um parâmetro e os outros dois. Os valores de WCAI foram ajustados linearmente (WCAI = a + b WBI + C WAI) e quadraticamente, pelo polinómio WCAI = a + b WBI + c WAI + d WAI WBI + e WBI2 + f WAI2. O valor indica a % da variância dos dados do parâmetro da coluna explicados pelos valores dos parâmetros da linha. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 69 Tabela 6 – Coeficientes de determinação de modelos lineares e polinomiais de correlação, entre os três parâmetros de absorção de água. Correlacionado com WBI WAI WCAI WBI -- 0.049% 10.9% WAI 0.049% -- 75.0% WBI e WAI linear -- -- 87.3% WBI e WAI quadrático -- -- 87.5% A correlação da simples composição linear é relativamente elevada, e a quadrática não melhor significativamente. Consequentemente os valores de WCAI são ditados em larga medida por WBI e WAI. A Figura 21 mostra os resultados de uma análise de variância (ANOVA) de WCAI, tratando WAI e WBI como fatores determinantes. Figura 21 - Percentagem das somas quadráticas de uma análise de variância dos dados de WCAI explicadas pelos valores de WAI e WBI. Conforme se pode verificar, ambos são estatisticamente significativos e a percentagem da variância não explicada por estes valores de WBI e WAI é da ordem de grandeza do esperado pelo simples erro experimental. O fator mais determinante para o WCAI é a absorção em cozinhado (WAI, 75%), e o WBI explica ortogonalmente mais 12% dos valores de WCAI. Apenas 13% da variância dos dados se afasta deste WBI 12% WAI 75% Erro 13% FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 70 determinismo. Conclui-se que o comportamento em termos de absorção de água é bem descrito com os valores dos testes padrão WBI e WAI, sendo ambos necessários. 1.2. Análise do comportamento das variedades A Figura 22 mostra o espaço de qualidade definido pelas diferentes variedades relativamente à absorção de água. Para cada parâmetro foram determinados os grupos homogéneos com uma análise Post-Hoc pelo método de Tukey HSD, que se podem também ver na Figura 22. As linhas verticais mostram vários dos grupos da análise de Tukey. Figura 22 – WAI e WBI das onze variedades testadas. As linhas verticais indicam semelhanças nos grupos homogéneos da análise de Tukey HSD. No caso do WBI, o arroz Agulha vaporizado é claramente diferente. Do lado esquerdo do gráfico existem três grupos com interseções entre si, podendo ser agrupados em termos de constituírem todos, amostras que não diferem FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 71 estatisticamente do arroz Carnaroli. Da mesma forma, o agrupamento do meio junta quatro grupos homogéneos que se traduzem por serem as variedades que não são estatisticamente diferentes do Agulha Guiana. Relativamente ao WAI há uma semelhança nítida entre o Carnaroli e três das variedades OP, com WAI mais baixo, e as variedades Agulha Guiana, Basmati e Jasmim têm valores de WAI claramente superiores. Existe claramente um agrupamento das variedades comerciais nacionais (Agulha Europeu e Carolino) com absorção de água média em cozido e baixa em frio, enquanto as variedades comerciais não nacionais, nomeadamente, Agulha Guiana, Jasmim e Basmati têm absorção média em frio e alta em cozido. O Carnaroli é diferente, com uma absorção em cozido significativamente inferior. Pode-se concluir que as três variedades novas OP 1109, OP 1203 e OP 1212 absorvem água de forma semelhante ao Carnaroli em cozido, embora tenham uma absorção maior em frio. O OP 1001 é significativamente diferente das restantes variedades do INIAV, pois possui um valor de WBI significativamente inferior aos delas e absorve água em cozido, de igual forma às variedades comerciais nacionais. O resultado dos agrupamentos para o caso do WCAI encontram-se na Tabela 7, embora este seja um parâmetro que pode ser explicado pelos outros dois. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 72 Tabela 7 – Grupos homogéneos de Tukey HSD de variedades segundo os resultados do teste de absorção de água WCAI. Water Cooking Absorption Index Tukey HSDa Variedade N Subconjunto para alfa = 0.05 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Agulha vaporizado 3 1,2529 OP 1212 3 1,2604 Carnaroli 3 1,2611 OP 1109 3 1,2678 OP 1203 3 1,2891 Carolino 3 1,3331 Agulha (Europeu) 3 1,4240 OP 1001 3 1,4247 Thai jasmim 3 1,4829 1,4829 Agulha (Guiana) 3 1,5213 Basmati 3 1,5551 Verifica-se que quando cada variedade de arroz é cozida com a proporção e tempo ajustados às suas necessidades, os resultados do WCAI revelam um agrupamento do arroz Agulha vaporizado com as variedades da subespécie Japonica, nomeadamente, o arroz Carolino e o Carnaroli, e com as variedades OP 1212, OP 1109 e OP 1203, que são semelhantes entre si. Num segundo grupo situa-se o arroz Agulha Europeu com o OP1001 e o Jasmim. Consequentemente, em termos de absorção de água, a variedade OP 1001 é particularmente interessante, exibindo um comportamento próximo do híbrido agulha Europeu. No Anexo IV encontra-se uma análise mais pormenorizada aos resultados dos testes de absorção. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 73 2. Textura A textura é um dos aspetos mais importantes e multidimensionais da qualidade do arroz. A análise de textura caracteriza as sensações de mastigar e ainda uma outra característica muito importante do arroz: a goma ou creme. Certas receitas exigem que o arroz liberte goma (amilopectina) ficando com um molho cremoso enquanto outras pelo contrário exigem que o arroz fique solto e livre de água ou goma. Existem vários parâmetros de textura, sendo que o teste aplicado permitiu extrair 25 diferentes. No entanto muitos serão redundantes por se correlacionarem fortemente com outros, enquanto mais do que um serão muito úteis por revelarem facetas diferentes da textura: o Arroz mole ou duro ao mastigar; o Arroz demasiado elástico-borracha, ou de agradável mastigação; o Arroz bem solto ou muito empapado; o Arroz com creme gomoso mas de grão solto, ou empapado em bloco. Consequentemente, a questão mais importante sobre estes parâmetros é quais utilizar para caracterizar bem as diferentes amostras. Existem duas hipóteses: o Utilizar todos os parâmetros, agrupando-os em componentes principais e utilizando os valores (scores) dessas combinações; o Definir parâmetros-chave que tenham grande ortogonalidade entre si, utilizando a análise de componentes principais apenas para identificar quais possuem essa ortogonalidade. Optou-se pela segunda opção, uma vez que os valores exatos dos pesos (coeficientes) de cada parâmetro num componente principal podem variar significativamente com o conjunto de dados que se tiver. De qualquer forma, a análise utilizando todos os parâmetros e agrupando-os em componentes principais encontrase no Anexo V. Do ponto de vista prático interessa não ter mais de 2 a 4 parâmetros para análise e os escolhidos deverão ter um grande grau de precisão (variabilidade baixa entre réplicas) e distinguir o mais possível entre as diferentes variedades de arroz. As análises de textura foram efetuadas não só às diferentes variedades mas também a diferentes processamentos, quer de cozedura (padrão ou ajustada), quer de processo de conservação, pelo que o universo de dados analisados é extenso. O FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 74 primeiro objetivo desta parte do trabalho é simplesmente a escolha dos parâmetros mais apropriados por:  Serem precisos e reprodutíveis, com erro baixo entre réplicas;  Caracterizarem aspetos diferentes da textura, sendo altamente ortogonais entre si;  Distinguirem o mais possível entre diferentes variedades e processos. Consequentemente, esta análise de dados consistirá em:  Análise de componentes principais da totalidade dos dados para identificar correlações e ortogonalidades face aos agrupamentos resultantes;  Escolha de 2 a 4 parâmetros considerando a sua reprodutibilidade e diferenciação entre amostras.  Para os parâmetros escolhidos, identificação do comportamento de todas as variedades para cada processo industrial. 2.1. Análise global da textura 1. Escolha de parâmetros Foram medidos 25 parâmetros de textura, sendo o primeiro objetivo a escolha de apenas alguns que sejam representativos de todo o comportamento. Para determinar quais os parâmetros de textura mais importantes a analisar, foi efetuada uma análise fatorial com o método de componentes principais. Da Análise de Componentes Principais (ACP) aplicada às 25 variáveis iniciais associadas à textura, primeiro determinou-se uma análise univariada, onde se calculou a média e o desvio-padrão da amostra com dimensão igual a 363 (Tabela 8). Posteriormente foram determinados os valores estimados das comunalidades, que se encontram na Tabela 34 no Anexo V e elaborado o gráfico Scree Plot (Figura 23). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 75 Tabela 8 – Estatística descritiva das 25 variáveis iniciais, para o total das medições. M DP N Dureza 539,7107 295,59474 363 Força adesiva -20,2369 19,04281 363 Dureza 2º ciclo 479,5165 269,29946 363 Área 1 3534,1607 1719,93684 363 Área -1 -22,4285 33,18229 363 Tempo dureza 10,3171 ,06071 363 Tempo força adesiva 14,6614 1,72743 363 Razão força adesiva/dureza ,0381 ,02851 363 Razão dureza 2º ciclo/dureza ,8853 ,03161 363 Razão área -1/área 1 ,0067 ,01192 363 Módulo de elasticidade aparente 67,9963 45,66150 363 Aderência -41,6378 56,33743 363 Elasticidade 2,2888 ,60665 363 Coesividade ,4594 ,11231 363 Mastigabilidade 541,2079 331,32418 363 Área ciclo 1 2148,5093 1009,19811 363 Energia utilizada ate ao 2º pico de dureza 772,1076 328,19673 363 Energia recuperada do segundo ciclo 299,2417 147,77504 363 Gomosidade 234,3430 120,21758 363 Índice de comportamento tipo borracha 108,2431 66,27006 363 Índice de comportamento elástico ,4578 ,12118 363 Área ciclo 2 1071,3493 472,27636 363 Energia utilizada ate ao 1º pico de dureza 1793,8145 878,24577 363 Energia recuperada do primeiro ciclo 354,6941 171,19603 363 Força média 11,6017 4,37532 363 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 76 Figura 23 – Gráfico “Scree Plot” da análise de componentes principais dos 25 parâmetros de textura. Os valores das comunalidades variam entre 0,255 (uma única variável com valor menor do que 0,4) e 0,989, ou seja, a grande maioria das variáveis têm uma forte relação com os fatores retidos. Como o valor das comunalidades é maioritariamente superior a 0,6, o número de variáveis é inferior a 30 e o número de observações é superior a 250, o gráfico “Scree Plot” gera soluções credíveis para o número de fatores a reter. Pela curva do gráfico “Scree Plot”, nota-se que o número de fatores a reter será de 4 ou 5, uma vez que são os que correspondem à maior inclinação da reta. Elaborou-se a tabela da variância total explicada (Tabela 35) do Anexo V para verificar qual a percentagem de explicação contribuinte de cada fator para a textura do arroz e, verificar, os fatores a reter. Pela tabela da variância total explicada conclui-se que a extração de 4 fatores corresponde a uma explicação de 87,41% da textura do arroz, mas a extração de 3 já totaliza um valor superior a 80%. A 1ª componente explica 47,18%, a 2ª componente FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 77 25,53%, a 3ª componente 10,19% e a 4ª apenas explica 4,5%. É importante notar que estas percentagens mantêm-se mais ou menos idênticas após ser feita a rotação. Utilizou-se o método de rotação varimax para construir a matriz rodada de componentes, como se visualiza na Tabela 9. A rotação varimax permite obter uma solução na qual cada componente principal se aproxima de ±1, no caso de associação entre ambas, ou de zero, no caso de ausência de associação. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 84 Figura 28 – Resultados de aderência, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. Os valores mais baixos de aderência correspondem à pasteurização após cozedura de 5 minutos. A esterilização após cozedura de 5 minutos leva a valores mais altos de aderência do que a pasteurização após cozedura de 12 minutos, à exceção do arroz Agulha vaporizado, Carnaroli, OP 1001, OP 1203, OP 1212 e Basmati. A esterilização após cozedura de 12 minutos provoca valores mais altos de aderência do que a cozedura adaptada exceto para o arroz Agulha vaporizado, OP 1109, OP 1203, OP 1212 e Basmati. A Figura 29 representa os valores de aderência, em média, para cada variedade, após a submissão aos seguintes processos: cozedura (de 12 minutos), cozedura adaptada e secagem. 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 Aderência Variedades Aderência após cozedura cozedura adaptada esterilização 12' esterilização 5' pasteurização 12' pasteurização 5' FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 85 Figura 29 – Resultados de aderência, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. Verifica-se que, em geral, ao submeter qualquer variedade à secagem após cozedura, a aderência diminui. As amostras secas apresentaram uma menor aderência do que as amostras acabadas de cozer, quer durante 12 minutos quer durante o tempo necessário à obtenção de uma boa cozedura. As variedades de arroz secas e rehidratadas que mostraram maior aderência foram o Thai jasmim, OP 1109, OP 1203, OP 1212, bem como, Carolino Ariete. Analisando os resultados da cozedura adaptada, as variedades com maior aderência são as mesmas. A Figura 30 representa os valores de elasticidade, em média, para cada variedade, após a submissão aos seguintes processos: cozedura (de 12 minutos), refrigeração e congelação após cozedura de 12 minutos, cozedura adaptada e refrigeração e congelação após cozedura adaptada. 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 Aderência Variedades Aderência após cozedura cozedura adaptada secagem FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 86 Figura 30 – Resultados de elasticidade, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. A cozedura de 12 minutos apresenta sempre valores mais baixos de elasticidade em relação aos restantes processos representados, exceto para o arroz Carnaroli, Agulha Guiana e Thai jasmim. Para o Agulha vaporizado, Carnaroli, Agulha Guiana, Carolino Ariete, OP 1203 e OP 1212 a congelação após cozedura de 12 minutos leva a valores mais altos de elasticidade do que a respetiva refrigeração, e vice-versa para o arroz Agulha Europeu, OP 1001, OP 1109, Thai jasmim e Basmati. Todas as variedades, exceto o Thai jasmim, apresentam uma menor elasticidade após cozedura adaptada em comparação com os valores de elasticidade que apresentam após os respetivos processos de refrigeração e congelação. Assim, a refrigeração e a congelação provocam um aumento da elasticidade, aumento este maior após a congelação, para todas as variedades à exceção do Agulha vaporizado, Agulha Europeu, Thai jasmim, Basmati e OP 1203. 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 Elasticidade Variedades Elasticidade após cozedura refrigeração congelação cozedura adaptada refrigeração cozedura adaptada congelação cozedura adaptada FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 87 A Figura 31 representa os valores de elasticidade, em média, para cada variedade, após a submissão aos seguintes processos: cozedura (de 12 minutos), cozedura adaptada, esterilização e pasteurização após cozedura de 5 minutos e, esterilização e pasteurização após cozedura de 12 minutos. Figura 31 – Resultados de elasticidade, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. Todas as variedades apresentam valores de elasticidade mais baixos após a cozedura de 12 minutos e após a cozedura adaptada, exceto o arroz Agulha Guiana, onde os valores mais baixos de elasticidade correspondem ao arroz cozido 5 minutos e pasteurizado. As variedades mais elásticas após a cozedura de 12 minutos são o Agulha Guiana e o Carnaroli, ao contrário das variedades desenvolvidas pelo INIAV e do arroz Agulha Europeu. Após cozedura adaptada, as variedades com maior elasticidade são novamente o Agulha Guiana e o Carnaroli, assim como o arroz Agulha vaporizado e Europeu. O arroz OP 1109, OP 1203 e OP 1212 são as menos elásticas, neste caso. 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 Elasticidade Variedades Elasticidade após cozedura cozedura adaptada esterilização 12' esterilização 5' pasteurização 12' pasteurização 5' FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 88 Os processos de esterilização levam a valores de elasticidade mais elevados do que os restantes tratamentos, exceto no arroz OP 1203 onde a pasteurização após cozedura de 12 minutos leva a valores superiores aos valores da esterilização após cozedura de 5 minutos e, exceto no arroz Thai jasmim onde a pasteurização após cozedura de 5 minutos leva a valores superiores aos valores da esterilização após cozedura de 12 minutos. No gráfico pode verificar-se que qualquer variedade cozida 5 minutos e submetida a uma esterilização apresenta valores de elasticidade mais elevados quando comparados com os valores resultantes dos restantes tratamentos. A Figura 32 representa os valores de elasticidade, em média, para cada variedade, após a submissão aos seguintes processos: cozedura (de 12 minutos), cozedura adaptada e secagem. Figura 32 - Resultados de elasticidade, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. Relativamente ao processo de secagem, de uma forma geral, os valores de elasticidade das amostras secas rondam os valores de elasticidade obtidos após a cozedura de 12 minutos e após a cozedura adaptada. 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 Elasticidade Variedades Elasticidade após cozedura cozedura adaptada secagem FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 89 As variedades secas e rehidratadas que apresentaram maiores valores de elasticidade foram o arroz Agulha Guiana e o Basmati. As variedades do INIAV apresentaram os menores valores, assim como o arroz Carolino Ariete. A Figura 33 representa os valores de dureza, em média, para cada variedade, após a submissão aos seguintes processos: cozedura (de 12 minutos), refrigeração e congelação após cozedura de 12 minutos, cozedura adaptada e refrigeração e congelação após cozedura adaptada. Figura 33 – Resultados de dureza, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. 0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 1200,0 1400,0 1600,0 1800,0 2000,0 Dureza Variedades Dureza após cozedura refrigeração congelação cozedura adaptada refrigeração cozedura adaptada congelação cozedura adaptada FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 90 Em relação ao parâmetro textural, dureza, verifica-se que possui valores maiores no após cozedura de 12 minutos em comparação com o após cozedura adaptada, exceto no arroz Thai jasmim e no arroz Basmati. Tal como já foi referido anteriormente, a cozedura de 12 minutos é suficiente para obter uma boa cozedura do arroz Thai jasmim e do arroz Basmati, no entanto, insuficiente para as restantes variedades, e, consequentemente, estas ainda ficam cruas e mais duras. Da mesma forma, os valores de dureza das amostras refrigeradas e congeladas após cozedura de 12 minutos são superiores aos valores de dureza das amostras refrigeradas e congeladas após cozedura adaptada. Os valores de dureza das amostras refrigeradas são na sua maioria superiores aos valores das amostras congeladas, independentemente do processo de cozedura anteriormente sofrido. Focando a atenção nos resultados obtidos após a cozedura adaptada de cada uma das variedades, verifica-se que as variedades OP 1109 e OP 1203 são as mais duras, enquanto a OP 1001, juntamente com o arroz Basmati e Thai jasmim, são as variedades menos duras. A Figura 34 representa os valores de dureza, em média, para cada variedade, após a submissão aos seguintes processos: cozedura (de 12 minutos), cozedura adaptada, esterilização e pasteurização após cozedura de 5 minutos e, esterilização e pasteurização após cozedura de 12 minutos. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 91 Figura 34 - Resultados de dureza, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. Analisando o gráfico, pode-se concluir que os valores de dureza obtidos após a cozedura adaptada assemelham-se mais aos valores obtidos após esterilização do que após pasteurização. Para a maioria das variedades, a esterilização ou a pasteurização após cozedura de 5 minutos origina um arroz mais duro do que os mesmos processos após cozedura de 12 minutos. A Figura 35 representa os valores de dureza, em média, para cada variedade, após a submissão aos seguintes processos: cozedura (de 12 minutos), cozedura adaptada e secagem. 1,0 201,0 401,0 601,0 801,0 1001,0 1201,0 1401,0 1601,0 1801,0 2001,0 Dureza Variedades Dureza após cozedura cozedura adaptada esterilização 12' esterilização 5' pasteurização 12' pasteurização 5' FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 92 Figura 35 – Resultados de dureza, em média, para cada variedade de arroz após aplicação de determinado processo de cozedura/conservação. Os valores de dureza das amostras de arroz submetidas à secagem são muito próximos dos valores de dureza característicos da cozedura adaptada. O arroz Carnaroli assume o lugar de variedade de arroz mais dura após secagem e rehidratação, ao contrário do arroz Basmati e Thai jasmim. De entre as variedades do INIAV, a que possui maior valor de dureza, em média, é a OP 1203 e a que possui menor é a OP 1001. Procedeu-se à comparação das amostras em estudo esterilizadas após os dois processos de cozedura existentes com amostras esterilizadas, das mesmas variedades, comercializadas com a marca Pato Real Minuto. As variedades utilizadas para esta comparação foram arroz Carolino, arroz Agulha Europeu e arroz Basmati. Na Figura 36 é possível visualizar onde se localizam cada uma das amostras relativamente aos parâmetros de textura, elasticidade e dureza. Na Figura 37 são observadas as mesmas amostras, mas numa análise à aderência. 1,0 201,0 401,0 601,0 801,0 1001,0 1201,0 1401,0 1601,0 1801,0 2001,0 Dureza Variedades Dureza após cozedura cozedura adaptada secagem FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 93 Figura 36 – Comparação da elasticidade e da dureza entre as amostras esterilizadas em estudo e as amostras esterilizadas no âmbito da produção de refeições pré-preparadas comercializadas com a marca Pato Real Minuto. O gráfico permite afirmar que em termos de elasticidade, o arroz Basmati da marca PR Minuto situa-se entre o arroz Basmati esterilizado após cozedura de 5 minutos e o arroz Basmati esterilizado após cozedura de 12 minutos e, em termos de dureza, o Basmati PR Minuto é ligeiramente mais duro do que as restantes amostras de Basmati. Relativamente ao arroz agulha Europeu PR Minuto e ao arroz Carolino PR Minutos, estes possuem menor elasticidade do que as restantes as amostras. No entanto, no que toca à dureza, possuem um valor mais elevado do que as restantes amostras, exceto quando comparados com o arroz agulha Europeu esterilizado após cozedura de 12 minutos. Europeu 5' Carolino 5' Basmati 5' Europeu 12' Carolino 12' Basmati 12' Carolino PR Europeu PR Basmati PR 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 Elasticidade Dureza Amostras esterilizadas Europeu Carolino Basmati Europeu Carolino Basmati Carolino PR Europeu PR Basmati PR FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 100 elasticidade do arroz. Esta variedade possui maior semelhança com o arroz Agulha Europeu e com o arroz Basmati. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre as variedades OP 1109, OP 1203 e OP 1212. Estas variedades também não possuem diferenças com significado estatístico quando comparadas com o arroz Thai jasmim, Carolino e Carnaroli. No entanto, possuem diferenças quando comparadas com as variedades agulha e com o arroz Basmati. 2.2.1. Diferenças entre os processos de cozedura/conservação, independentemente da variedade de arroz Primeiramente realizou-se o teste de Levene para verificar a existência ou não da homogeneidade das variâncias dos processos de cozedura/conservação, relativamente a cada um dos parâmetros de textura selecionados (Tabela 15). Tabela 15 - Teste de Levene aplicado para testar a homogeneidade das variâncias dos três parâmetros de textura selecionados, quando o fator é o processo de cozedura/conservação. Teste de Homogeneidade de Variâncias Estatística de Levene df1 df2 Sig. Dureza 7,435 10 352 ,000 Aderência 13,595 10 352 ,000 Elasticidade 2,495 10 352 ,007 Não existe homogeneidade de variâncias pelos diversos grupos de processos de cozedura/conservação, uma vez que p(sig)<0,05. Realizando um teste ANOVA é possível verificar se existem diferenças estatisticamente significativas entre os processos de cozedura/conservação em estudo, relativamente a cada parâmetro textural (Tabela 16). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 101 Tabela 16 - Sumário do teste ANOVA para comparação dos 11 grupos de processos de cozedura/conservação de arroz, segundo cada parâmetro de textura. Soma dos Quadrados df Quadrado Médio Z Sig. Dureza Entre Grupos 14656306,416 10 1465630,642 30,394 ,000 Nos grupos 16973896,712 352 48221,297 Total 31630203,128 362 Aderência Entre Grupos 274129,811 10 27412,981 11,030 ,000 Nos grupos 874823,993 352 2485,295 Total 1148953,804 362 Elasticidade Entre Grupos 64,608 10 6,461 33,145 ,000 Nos grupos 68,615 352 ,195 Total 133,223 362 Como p<0,05 para qualquer parâmetro pode-se afirmar que existem diferenças estatisticamente significativas entre os processos de cozedura/conservação do arroz. Dado que não existe homogeneidade de variâncias, aplicou-se o teste de comparações múltiplas de Games-Howell para cada um dos parâmetros texturais e verificou-se onde se encontram as diferenças. As diferenças significativas entre os processos, ao nível da dureza do arroz, independentemente da variedade, encontram-se na Tabela 47 do Anexo VI. A Tabela 48 mostra as diferenças existentes entre os processos ao nível da aderência, da mesma forma que a Tabela 49 mostra para a elasticidade, no mesmo Anexo. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 102 2.2.2. Diferenças existentes entre as variedades de arroz, ao nível dos parâmetros de textura “Dureza”, “Aderência” e “Elasticidade”, para cada processo de cozedura/conservação Depois da verificação das diferenças estatisticamente significativas entre as variedades, independentemente do processo de cozedura/conservação e, vice-versa, procedeu-se à análise das diferenças estatisticamente significativas entre as variedades, para cada um dos processos de cozedura/conservação. Foram escolhidos 3 parâmetros, onde os efeitos interativos variedade x tratamento são significativos. Consequentemente deve-se analisar as diferentes variedades em cada tratamento, ou vice-versa. Há no entanto tratamentos que se podem agrupar, por exemplo, processamentos térmicos com diferentes tempos de pré-cozedura. As figuras seguintes mostram os resultados divididos por tipo de tratamento, marcando-se como ponto de referência o arroz cozido simplesmente, pelo tempo e quantidade de água ajustados. Serão apresentados os gráficos “Springiness” versus “Hardness”, ou seja, Elasticidade versus Dureza, bem como, os gráficos “Adhesiveness” versus “Springiness”, ou seja, Aderência versus Elasticidade. O parâmetro elasticidade deve ser analisado observando sempre os primeiros gráficos, ou seja, tendo em conta sempre o gráfico Elasticidade versus Dureza. Como há 3 parâmetros são necessários 2 gráficos para cada caso. A Figura 38 e a Figura 39 mostram as diferenças entre variedades do arroz após cozedura ajustada a um padrão de qualidade semelhante, isto é, trata-se do arroz cozinhado como apropriado para consumo. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 103 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 Elasticidade Dureza Após cozedura adaptada Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 Figura 38 - Elasticidade e dureza das diferentes variedades após cozedura ajustada à qualidade final. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 104 Figura 39 – Aderência e elasticidade das diferentes variedades após cozedura ajustada à qualidade final. Pode-se verificar que três das variedades do INIAV são claramente diferentes, a OP 1109, a OP 1212 e a OP 1203. Estas possuem valores de elasticidade mais baixos do que todas as variedades comerciais. A variedade OP 1001 apresenta valores semelhantes ao híbrido agulha Europeu, no que toca aos três parâmetros em estudo. A aderência da variedade OP 1001 é das mais baixas, ao nível do arroz Basmati e Agulha vaporizado. A Figura 40 e a Figura 41 mostram a diferença da textura quando a cozedura é feita de forma padrão, ou seja, em que todas as variedades são cozinhadas durante o mesmo tempo, em excesso de água. Os símbolos “abertos” são os mesmos pontos das figuras anteriores, correspondentes à referência do arroz ótimo para consumo, e os símbolos “cheios” ou “preenchidos” correspondem aos da cozedura padrão (12 minutos). 0 50 100 150 200 250 300 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 Aderência Elasticidade Após cozedura adaptada Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 105 Figura 40 - Efeito da cozedura padrão comparada com a ajustada nos parâmetros de textura elasticidade e dureza. Sentido das setas: Cozedura padrão para cozedura adaptada. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 106 0 50 100 150 200 250 300 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Aderência Elasticidade Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 Sentido das setas: Cozedura padrão para cozedura adaptada. Pode-se visualizar que a cozedura é a mesma de facto para o Basmati e para o Thai jasmim. Para outras variedades, a dureza e a aderência aumentam geralmente com o excesso de água e tempo padrão, umas mais que outras. As variedades OP 1109, 1212 e 1203 são das que menos variam, enquanto a OP 1001 já mostra uma variação muito significativa, com a cozedura padrão a provocar uma grande diminuição da elasticidade, o que se verifica igualmente para o agulha Europeu. Essa perda de elasticidade é exatamente o contrário do que acontece com o agulha Guiana, um genuíno Indica, que é o único que aumenta a elasticidade com a cozedura padrão comparada com a ajustada. A variedade OP 1001 é a que mais se diferencia das variedades do INIAV, com o mesmo tipo de comportamento do arroz agulha Europeu. As outras três variedades OP têm parâmetros de textura claramente diferentes de todas as variedades comerciais. Figura 41 - Efeito da cozedura padrão comparada com a ajustada nos parâmetros de textura aderência e elasticidade. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 107 Se a refrigeração mantivesse o arroz bom para consumo, tal qual o arroz acabado de fazer, então os gráficos de textura dos refrigerados seriam iguais. A Figura 42 e a Figura 43 mostram os resultados de textura após a refrigeração do arroz ótimo para consumo, ou seja, após a refrigeração do arroz cozido adequadamente. Figura 42 - Parâmetros de textura elasticidade e dureza, das amostras refrigeradas comparadas com as suas propriedades após a cozedura (ajustada). Sentido das setas: Cozedura adaptada para refrigeração após cozedura adaptada. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 108 Figura 43 - Parâmetros de textura aderência e elasticidade, das amostras refrigeradas comparadas com as suas propriedades após a cozedura (ajustada). Sentido das setas: Cozedura adaptada para refrigeração após cozedura adaptada. A dureza aumenta em alguns casos com a refrigeração, nomeadamente, no arroz Agulha Europeu e no OP 1001, mas baixa noutros, sobretudo no arroz Basmati e OP 1109. Verifica-se que a refrigeração baixa a aderência das amostras OP 1109, 1212 e 1203, tendo em geral o mesmo efeito nas restantes variedades. Relativamente à elasticidade, esta aumenta para todas as variedades em estudo depois da refrigeração. Focando a atenção apenas nos resultados das amostras refrigeradas, uma vez mais se verifica que o arroz OP 1001 se comporta de forma muito semelhante ao híbrido agulha Europeu. As restantes variedades do INIAV fazem um grupo distinto com o Carolino e o Thai jasmim, apresentando baixa elasticidade e elevada aderência. O OP 1001 apresenta-se perto das variedades da subespécie Indica, assim como, do Basmati e do Carnaroli. 0 50 100 150 200 250 300 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Aderência Elasticidade Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 109 A Figura 44 e a Figura 45 mostram os resultados da congelação após cozedura ajustada. Figura 44 - Parâmetros de textura elasticidade e dureza, das amostras congeladas comparadas com as suas propriedades após a cozedura (ajustada). Sentido das setas: Cozedura adaptada para congelação após cozedura adaptada. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 116 Figura 51 - Parâmetros de textura aderência e elasticidade, das amostras secas e rehidratadas, comparadas com as suas propriedades após a cozedura ajustada. Sentido das setas: Cozedura adaptada para secagem. As amostras, ao sofrerem o processo de secagem, adquirem quase todas, uma maior dureza. O contrário verifica-se, muito ligeiramente, no arroz Carolino e Agulha Guiana. No entanto, a dureza diminui bastante no arroz OP 1109. O processo de secagem causa um aumento da elasticidade para as variedades Agulha Guiana, Basmati, Thai jasmim, OP 1212 e OP 1203, e vice-versa para as restantes variedades em estudo. Relativamente à aderência, esta é sempre menor nas amostras secas e rehidratadas do que nas amostras após cozedura adaptada, exceto no arroz OP 1001. No entanto, permanece praticamente igual. Mais uma vez é notória a aproximação da variedade OP 1001 com o arroz Agulha Europeu. No Anexo VII é possível visualizar os gráficos relativos aos três parâmetros texturais nos quais a análise incidiu, que diferenciam os processos de 0 50 100 150 200 250 300 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Aderência Elasticidade Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 Guiana Europeu Ariete Basmati Vaporizado Carnaroli Thai Jasmim OP 1109 OP 1203 OP 1001 OP 1212 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 117 cozedura/conservação, para cada variedade de arroz. Para além destes, encontramse disponíveis para visualização, os mesmos tipos de gráficos para as diferentes combinações de variedades. A Tabela 17 resume as diferenças estatisticamente significativas entre as variedades desenvolvidas pelo INIAV, para cada processo de cozedura/conservação. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 118 Tabela 17 – Diferenças estatisticamente significativas entre as variedades do INIAV, de acordo com os três parâmetros texturais selecionados e para os diferentes processos de cozedura e de conservação. Processos de cozedura / conservação Parâmetros texturais Dureza Aderência Elasticidade Após cozedura de 12 minutos Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1001 estatisticamente diferente de OP 1212 e OP 1109 e homogéneo de Basmati e vaporizado. OP 1109 estatisticamente diferente de OP 1203 e de todas as variedades comerciais. OP 1203 homogéneo de OP 1212 e OP 1001, mas diferente do Basmati e do vaporizado. Não existem diferenças estatisticamente significativas. Apenas OP 1001 não apresenta diferenças estatisticamente significativas com Agulha (Guiana). Após cozedura adaptada OP 1001 e OP 1212 estatisticamente diferentes de OP 1109. OP 1001, OP 1212 e OP 1203 sem diferenças estatisticamente significativas entre si; OP 1109 e OP 1203 homogéneos entre si e com Carnaroli, Agulha vaporizado e Agulha Guiana; OP 1001 e OP 1212 homogéneos do arroz Basmati. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1212, OP 1203 e OP 1001. OP 1109 apresenta diferenças estatisticamente significativas com todas as variedades comerciais e do INIAV. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1212, OP 1203 e OP 1109, sendo estas diferentes de OP 1001, de Agulha (Guiana), Agulha (europeu), Carnaroli e Agulha vaporizado e homogéneas de Ariete e Thai jasmim. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 119 Refrigeração após cozedura de 12 minutos Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1203 e OP 1212 homogéneos de Thai jasmim OP 1212 apenas não possui diferenças estatisticamente diferentes com OP 1109 e Ariete. OP 1001 possui diferenças estatisticamente diferentes com OP 1212, OP 1109 e Ariete. OP 1203 diferente de OP 1212. Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1001 não apresenta diferenças do arroz Basmati ao contrário das variedades OP 1212, OP 1203 e OP 1109. Refrigeração após cozedura adaptada OP 1109 e OP 1212 homogéneos entre si e estatisticamente diferentes de OP 1203. OP 1212 e OP 1001 homogéneos. OP 1001 e OP 1203 não possuem diferenças estatisticamente significativas entre si, bem como com o arroz vaporizado. OP 1109 e OP 1212 sem diferenças de significado estatístico quando comparados com o arroz Basmati. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1212, OP 1109 e OP 1203, as quais são homogéneas apenas do arroz Ariete e Thai jasmim. OP 1001 é diferente de todas as variedades já mencionadas. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1212, OP 1203 e OP 1109. OP 1001 é estatisticamente diferente de OP 1212 e de OP 1109, mas homogéneo de OP 1203. OP 1001 é diferente de Ariete e Thai jasmim. OP 1212 e OP 1109 são diferentes de Agulha (europeu) e Agulha vaporizado. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 120 Congelação após cozedura de 12 minutos Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1212 estatisticamente diferente de Agulha Guiana, Agulha vaporizado e Carnaroli; OP 1109 estatisticamente diferente de Thai jasmim e Basmati. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1203, OP 1212, OP 1109 e Ariete. OP 1001 possui diferenças estatisticamente diferentes com OP 1203, OP 1212, OP 1109 e Ariete, as quais são diferentes do Basmati e do Thai jasmim. Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1109 é estatisticamente diferente do arroz vaporizado ao contrário das restantes variedades. Congelação após cozedura adaptada OP 1109 estatisticamente diferente das restantes variedades OP, sendo homogéneo do Basmati e do Thai jasmim; Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1203, OP 1212 e OP 1001; OP 1109, OP 1212 e OP 1203 estatisticamente diferentes de Ariete. OP 1212 é estatisticamente diferente de todas as variedades exceto do arroz Ariete. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1109, OP 1203 e OP 1001. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1212, OP 1203 e OP 1109. Estas são estatisticamente diferentes de OP 1001, o qual é homogéneo do arroz Agulha (Guiana), Carnaroli e Agulha Vaporizado. As variedades homogéneas de OP 1212, OP 1203 e OP 1109 são o Thai jasmim, Basmati e Agulha (europeu). FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 121 Esterilização após cozedura de 5 minutos Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1001 homogéneo de Carnaroli e Agulha vaporizado Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1001 e OP 1109 possuem diferenças estatisticamente significativas com Thai jasmim, ao contrário de OP 1203 e de OP 1212. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1109, OP 1212 e OP 1203. OP 1001 é estatisticamente diferente de OP 1203 e homogéneo de OP 1212 e de OP 1109. Esterilização após cozedura de 12 minutos Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1109 homogéneo de Agulha Guiana e Agulha Europeu; Todas as variedades estatisticamente diferentes do arroz Thai jasmim. OP 1109 possui diferenças estatisticamente diferentes de OP 1203, OP 1212 e OP 1001. OP 1203 estatisticamente diferente de OP 1001. OP 1212 e OP 1001 homogéneos de Basmati e vaporizado. OP 1109 homogéneo de Thai jasmim e Ariete. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1203, OP 1109 e OP 1001. OP 1212 é homogéneo apenas de OP 1203. Pasteurização após cozedura de 5 minutos Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1212 é a única homogénea de Ariete; OP 1109 e OP 1203 diferentes de Agulha Europeu; OP 1203 diferente de Agulha Guiana. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1109, OP 1212 e OP 1203. OP 1001 é diferente de OP 1203 e homogéneo de OP 1212 e OP 1109. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre quaisquer variedades. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 122 Pasteurização após cozedura de 12 minutos Não existem diferenças estatisticamente significativas entre todas as variedades, incluindo as comerciais. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1109, OP 1212 e OP 1203. Estas possuem diferenças com OP 1001e não possuem com o arroz Ariete. Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1001 é estatisticamente diferente do arroz Thai jasmim, Carnaroli e Ariete. Secagem Não existem diferenças estatisticamente significativas. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre OP 1109, OP 1212 e OP 1203. OP 1001 é diferente de OP 1212 e homogéneo de OP 1203 e OP 1109. Não existem diferenças estatisticamente significativas. OP 1001 e OP 1109 são estatisticamente diferentes do arroz Basmati, ao contrário de OP 1203 e OP 1212. 3. Análise sensorial realizada na empresa Ernesto Morgado, S.A. A análise instrumental de textura pode ser uma forma mais objetiva e precisa de caracterizar um aspeto importante do valor sensorial das diferentes amostras, relativo a mastigação e aspeto gomoso/solto, e a absorção de água uma forma precisa de caracterizar o potencial para o gosto, mas sabe-se que estas correlações são por vezes ténues e não revelam de forma eficaz o aroma e gosto da prova real do arroz confecionado. Consequentemente, a análise sensorial é o ponto último mais importante a considerar. Existem, no entanto, diferentes atributos que podem ser muito correlacionados entre si, ou que podem não distinguir bem as diferentes variedades. Consequentemente, as questões fundamentais sobre estes parâmetros são quais os parâmetros necessários para caracterizar as diferentes amostras (não correlacionáveis entre si) e quais os parâmetros que distinguem bem as diferentes variedades e processamentos. FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 123 3.1. Diferenças entre variedades, independentemente do processo de cozedura/conservação, para cada atributo sensorial Os atributos sensoriais mais relevantes são aqueles que distinguem entre variedades tão bem que, em média, qualquer que seja o processo industrial e os tempos de pré-cozimento há diferenças significativas entre as variedades. Será então possível analisar onde se inserem as novas variedades INIAV nos grupos homogéneos, comparando assim o seu comportamento ao de variedades comerciais. Para as diferentes variedades em estudo, foram encontradas as diferenças estatisticamente significativas entre elas ao nível dos atributos sensoriais avaliados, independentemente do processo de cozedura ou de conservação em causa. Na Tabela 18 é possível visualizar o teste de homogeneidade de variâncias, para concluir se existe homogeneidade de variâncias entre as variedades para os diferentes atributos sensoriais. Tabela 18 – Teste de Levene para testar homogeneidade de variâncias entre as variedades, para cada atributo sensorial. Teste de homogeneidade de variâncias Estatística de Levene gl1 gl2 P Aparência . 10 . . Coesividade 4,322 10 352 ,000 Dureza ao trincar 5,222 10 352 ,000 Comportamento ao mastigar 5,552 10 352 ,000 Sabor 15,802 10 352 ,000 Aroma 14,222 10 352 ,000 Alongamento dos grãos 58,366 10 352 ,000 Apreciação global 4,857 10 352 ,000 Não existe homogeneidade de variâncias entre os 11 grupos de variedades de arroz para as variáveis associadas à análise sensorial porque o valor de prova do teste de Levene é inferior a 0,05 qualquer que seja o parâmetro sensorial considerado. Não foi determinada a estatística de Levene para o parâmetro sensorial “Aparência” porque FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 124 para este atributo foram atribuídas classificações correspondentes a apenas dois grupos: 4 - “Creme, Branco/acastanhado” e 5 - “Branco”, como se comprova pela distribuição de frequências presente na Tabela 19. Tabela 19 – Tabela de frequências relativa ao atributo sensorial “Aparência”. N % Aparência Creme; Branco/acastanhado 99 27,3 Branco 264 72,7 Total 363 100,0 Aplicou-se o teste ANOVA para se verificar se existiam ou não diferenças estatisticamente significativas entre as variedades de arroz, relativamente aos diferentes atributos sensoriais. Os resultados apresentam-se na Tabela 20. Tabela 20 – Sumário do teste ANOVA para comparação dos 11 grupos de variedades de arroz. Soma dos quadrados Gl Quadrado da média F p Coesividade Entre grupos 270,793 10 27,079 30,820 ,000 Dentro de grupos 309,273 352 ,879 Total 580,066 362 Dureza ao trincar Entre grupos 103,686 10 10,369 6,006 ,000 Dentro de grupos 607,636 352 1,726 Total 711,322 362 Comportamento ao mastigar Entre grupos 136,562 10 13,656 5,027 ,000 Dentro de grupos 956,182 352 2,716 Total 1092,744 362 Sabor Entre grupos ,248 10 ,025 3,200 ,001 Dentro de grupos 2,727 352 ,008 Total 2,975 362 FCUP / FCNAUP Influência da variedade do arroz no seu comportamento em cozedura e processamento industrial 125 Aroma Entre grupos ,446 10 ,045 2,880 ,002 Dentro de grupos 5,455 352 ,015 Total 5,901 362 Alongamento dos grãos Entre grupos 24,050 10 2,405 20,421 ,000 Dentro de grupos 41,455 352 ,118 Total 65,504 362 Apreciação global Entre grupos 61,140 10 6,114 13,796 ,000 Dentro de grupos 156,000 352 ,443 Total 217,140 362 Pelo teste ANOVA conclui-se que existem diferenças significativas em pelo menos um dos 11 grupos de variedades do arroz, no que respeita a qualquer parâmetro sensorial, pois todos os valores de prova, p, são inferiores a 0,05. Para averiguar qual ou quais as variedades de arroz onde se verificaram essas diferenças significativas, determinou-se o teste de comparações múltiplas de GamesHowell, adequado para quando existem dúvidas de igualdade de variâncias. Aplicando este teste verifica-se as semelhanças e diferenças de qualidade sensorial. As tabelas presentes no Anexo VIII contêm apenas as variedades de arroz que possuem diferenças significativas entre si em relação a cada um dos parâmetros sensoriais. Através da análise à Tabela 50 (Anexo VIII) verifica-se as diferenças estatisticamente significativas entre as variedades, relativamente à coesividade. As variedades OP 1212 e OP 1109 são estatisticamente diferentes de todas as restantes variedades exceto do arroz Carolino Ariete. A variedade OP 1203 também é diferente de todas as variedades exceto do arroz Carolino e Carnaroli. A variedade OP 1001 apresenta diferenças com significado estatístico quando comparada com o arroz Basmati, agulha vaporizado, OP 1109 e OP 1203. O arroz OP 1001 não apresenta diferenças de significado estatístico com o arroz agulha Europeu, Carnaroli, Thai jasmim e agulha Guiana. Em média a coesividade do arroz agulha Guiana é significativamente maior do que a coesividade do arroz Carolino, OP 1109, OP 1203 e