Determinação experimental das propriedades físicas e químicas de pães durante o assamento

Abstract

O assamento é um processo complexo que envolve transferência simultânea de calor e massa ao mesmo tempo que ocorrem reações químicas e transformações estruturais. A principais alterações são a desnaturação das proteínas do glúten, a gelatinização do amido, a produção de cor e aromas, aumento de volume da massa, formação de crosta e perda de peso. O objetivo deste estudo foi construir uma cavidade finamente controlada para medir as mudanças físicas do pão durante o cozimento e correlacionar as variáveis de processo, as propriedades físicas do pão ao longo do assamento e a formação de Hidroximetilfurfural (HMF). Mediu-se a evolução temporal de temperatura, umidade, perda de peso, volume, porosidade, estrutura do miolo, mudança de cor e formação de HMF. O sistema experimental proposto apresentou simetria longitudinal, garantindo um maior controle das alterações sofridas pelo pão. A temperatura na região central da cavidade mostrou-se levemente superior à temperatura do setpoint do controlador (entre 5 e 6 °C). Os pães sofreram uma perda de 11, 15 e 17% de umidade nas condições de 180, 200 e 220 °C, respectivamente. A perda de umidade ocorreu apenas na crosta, enquanto que no centro, houve um ganho de até 4,2% na concentração de água, na condição de 200 °C, evidenciando o fenômeno de evaporação-condensação no meio poroso. A expansão volumétrica no assamento foi mais expressiva nos pães submetidos a temperaturas mais baixas. Sendo 27,6; 23,3 e 23,5% para as condições de 180, 200 e 220°C, respectivamente. Constatou-se que a evolução da cor apresenta um perfil sigmoide para todos os parâmetros do espaço CIE L*a*b*. O modelo proposto foi eficaz para descrever a evolução dos parâmetros de cor em função da temperatura, apresentando um coeficiente de determinação (R²) superior à 0,9 e valores de RMSE relativamente baixos considerando a amplitude dos dados destes parâmetros. Foi possível obter uma correlação satisfatória entre a quantidade de HMF e os parâmetros de cor da crosta, constatando que a concentração de HMF evolui linearmente (R² = 0,96) com o decaimento da intensidade da cor amarela.

Abstract: Baking is a complex process that involves simultaneous heat and mass transfer at the same time as chemical reactions and structural transformations occur. The main changes are the denaturation of the gluten proteins, gelatinization of the starch, production of color and flavors, increase in the volume of the dough, crust formation and weight loss. The aim of this study was to build a finely controlled cavity to measure the physical changes in bread during baking and to correlate the process variables, the physical properties of the bread throughout baking and the formation of Hydroxymethylfurfural (HMF). The temporal evolution of temperature, moisture, weight loss, volume, porosity, crumb structure, color change and HMF formation were measured. The proposed experimental system showed longitudinal symmetry, ensuring greater control of the changes of the bread. The temperature in the central region of the cavity was slightly higher than the setpoint temperature of the controller (between 5 and 6 ° C). The bread suffered a loss of 11, 15 and 17% of moisture in the conditions of 180, 200 and 220 ° C, respectively. The loss occurred only in the crust, while in the center, there was a gain of up to 4.2% in the water concentration, in the condition of 200 °C, showing the phenomenon of evaporation-condensation in the porous medium. The volumetric expansion in the baking was more expressive in breads submitted to lower temperatures. Being 27.6; 23.3 and 23.5% for conditions of 180, 200 and 220 ° C, respectively. It was found that the color evolution presents a sigmoid profile for all parameters of the CIE L*a*b* color space. The proposed model was effective in describing the evolution of color parameters as a function of temperature, presenting a determination coefficient (R²) greater than 0.9 and relatively low Root-mean-square error (RMSE) values considering the amplitude of data for these parameters. It was possible to obtain a satisfactory correlation between the HMF content and the color parameters of the crust, noting that the HMF concentration evolves linearly (R² = 0.96) with the decay of the yellow color intensity.