O conhecimento de propriedades termofísicas é importante na modelagem, na otimização e no projeto de equipamentos para processos como a fabricação de massa de pão congelada. Neste trabalho, as propriedades termofísicas condutividade térmica, difusividade térmica e calor específico foram determinadas experimentalmente ao longo do processo de congelamento da massa de pão, pois influenciam diretamente a cinética do processo que, por sua vez, determina a qualidade do pão produzido. Os resultados obtidos mostraram que algumas destas propriedades variaram em função do conteúdo inicial de água e principalmente devido à mudança da temperatura. O valor médio encontrado através da atividade de água das massas (aw = 0,950), para temperatura inicial de congelamento, pode explicar alguns desvios no ajuste dos dados experimentais a modelos disponíveis na literatura baseados na lei de Raoult, que são estritamente relacionados à fração de gelo formada. O uso combinado de goma guar e xantana reduziu a entalpia de fusão ao longo do tempo de armazenamento congelado (87,4 J.g-1 e 81,2 J.g-1 para a formulação sem gomas, não congelada e após 28 dias de armazenamento congelado; 84,4 J.g-1 e 76,9 J.g-1 para a formulação com 0,25% de goma guar e 0,25% de goma xantana na massa não congelada e após 28 dias de armazenamento congelado), indicando uma interação entre as gomas na capacidade de ligar água ao longo do tempo de congelamento. Porém, apesar do tempo de congelamento ter reduzido a entalpia de fusão, o processo de congelamento foi o principal fator na queda da taxa de fermentação e da produção de gás pelas leveduras independentemente do tempo de armazenamento congelado. / The knowledge of thermophysical properties is important to model and optimize equipment design for frozen food processes. In this work, the thermophysical bread dough properties, such as, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat were experimentally determined during freezing process, due to their influence on the kinetics process, and therefore on bread quality. The results showed that some properties varied according to the initial water content and mainly due to temperature changes. The average value of initial freezing temperature found by water activity (aw = 0.950) explains the deviations between experimental data and available models in the literature based on Raoults law, which is related to the ice mass fraction. The combined use of guar and xanthan gums reduced the fusion enthalpy along frozen storage time (87.4 J.g-1 and 81.2 J.g-1 for formulation without gum, non-frozen and after 28 frozen storage days; 84.4 J.g-1 and 76.9 J.g-1 for formulation with 0.25 % of guar gum and 0.25 % of xanthan gum in non-frozen and after 28 frozen storage days). It indicated the interaction between gums and their ability to hold water along frozen storage. Despite frozen storage reduced the fusion enthalpy, the freezing process itself was the main factor in the decrease in proofing rate and gas production by yeast cells.

A qualidade global da massa de pão congelada por um longo período é um desafio para indústria de panificação. O uso de diferentes técnicas pode ajudar a explicar os danos sofridos à massa de pão durante o congelamento e armazenamento congelado. A presença de água na forma de cristais de gelo foi vista como a principal causa de defeitos à estrutura da massa. Gomas guar e xantana foram incorporadas às massas para contornar os danos causados pelo congelamento. Das análises térmicas conduzidas em calorímetro de varredura diferencial foi possível quantificar a quantidade de gelo presente na massa. A adição de (0,125 a 0,250) g/100g de goma guar e de (0,214 e 0,250) g/100g de goma xantana diminuíram os valores de entalpia na massa ao longo do armazenamento congelado. A fração de gelo foi menor e mais estável nas massas contendo (0,125 e 0,250) g/100g de goma guar ou xantana. O valor da atividade de água diminuiu nas massas contendo goma guar e com níveis mais altos de goma xantana, após o ciclo de congelamento e descongelamento e 170 dias de armazenamento. Alterações na estrutura das massas foram medidas e visualizadas pela análise de textura e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Adição de goma xantana e principalmente de goma guar às massas aumentaram a resistência à extensão após 170 dias de armazenamento congelado. A extensibilidade não foi influenciada pela adição de gomas e manteve estabilidade nos períodos de armazenamento estudados. A MEV ajudou a explicar os danos causados à rede de glúten pelos cristais de gelo ao longo do armazenamento congelado. A massa sem gomas apareceu com pequenos danos na rede de glúten com 21 dias de armazenamento e estes danos aumentaram progressivamente por até 170 dias, mostrando um glúten menos contínuo, mais rompido e separado dos grânulos de amido. As massas contendo gomas minimizaram, mas não evitaram os danos causados ao longo do armazenamento congelado. / The global quality of the frozen bread dough for long periods of frozen storage is the challenge to bakery industry. The use of different techniques could help to explain the damages caused in the frozen dough during the freezing and along frozen storage time. The presence of water as ice crystals was the main cause of damage on the dough structure. In order to minimize the freezing damages, guar and xanthan gums were incorporated in the dough. From thermal analysis by DSC technique, the amount of ice present in the dough was determined. The addition of (0.125 to 0.250) g/100g guar gum and (0.214 and 0.250) g/100g xanthan gum presented lower values of fusion enthalpy. The addition of (0.125 and 0.250) g/100g of guar gum decreased or stabilized the frozen water content, suggesting minimal damage on the dough structure along frozen storage time. The water activity in the dough samples with guar gum and higher quantities of xanthan gum decreased after the freezing-thawed cycle and after a period of frozen storage of 170 days. The incorporation of xanthan gum and mainly the incorporation of guar gum increased the maximum resistance of the dough after 170 days. The extensibility was not affected by addition of gums along frozen storage time. The MEV technical helped to explain the damaged dough structure caused by ice crystals along frozen storage time. Dough samples without gums presented structure damage only after 21 days and increased after 170 days, resulting in less continuous gluten, more disrupted and separated from starch granules. The doughs with gums suffered less damage in the gluten matrix, but did not avoid the problems caused by frozen storage.

A qualidade global da massa de pão congelada por um longo período é um desafio para indústria de panificação. O uso de diferentes técnicas pode ajudar a explicar os danos sofridos à massa de pão durante o congelamento e armazenamento congelado. A presença de água na forma de cristais de gelo foi vista como a principal causa de defeitos à estrutura da massa. Gomas guar e xantana foram incorporadas às massas para contornar os danos causados pelo congelamento. Das análises térmicas conduzidas em calorímetro de varredura diferencial foi possível quantificar a quantidade de gelo presente na massa. A adição de (0,125 a 0,250) g/100g de goma guar e de (0,214 e 0,250) g/100g de goma xantana diminuíram os valores de entalpia na massa ao longo do armazenamento congelado. A fração de gelo foi menor e mais estável nas massas contendo (0,125 e 0,250) g/100g de goma guar ou xantana. O valor da atividade de água diminuiu nas massas contendo goma guar e com níveis mais altos de goma xantana, após o ciclo de congelamento e descongelamento e 170 dias de armazenamento. Alterações na estrutura das massas foram medidas e visualizadas pela análise de textura e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Adição de goma xantana e principalmente de goma guar às massas aumentaram a resistência à extensão após 170 dias de armazenamento congelado. A extensibilidade não foi influenciada pela adição de gomas e manteve estabilidade nos períodos de armazenamento estudados. A MEV ajudou a explicar os danos causados à rede de glúten pelos cristais de gelo ao longo do armazenamento congelado. A massa sem gomas apareceu com pequenos danos na rede de glúten com 21 dias de armazenamento e estes danos aumentaram progressivamente por até 170 dias, mostrando um glúten menos contínuo, mais rompido e separado dos grânulos de amido. As massas contendo gomas minimizaram, mas não evitaram os danos causados ao longo do armazenamento congelado. / The global quality of the frozen bread dough for long periods of frozen storage is the challenge to bakery industry. The use of different techniques could help to explain the damages caused in the frozen dough during the freezing and along frozen storage time. The presence of water as ice crystals was the main cause of damage on the dough structure. In order to minimize the freezing damages, guar and xanthan gums were incorporated in the dough. From thermal analysis by DSC technique, the amount of ice present in the dough was determined. The addition of (0.125 to 0.250) g/100g guar gum and (0.214 and 0.250) g/100g xanthan gum presented lower values of fusion enthalpy. The addition of (0.125 and 0.250) g/100g of guar gum decreased or stabilized the frozen water content, suggesting minimal damage on the dough structure along frozen storage time. The water activity in the dough samples with guar gum and higher quantities of xanthan gum decreased after the freezing-thawed cycle and after a period of frozen storage of 170 days. The incorporation of xanthan gum and mainly the incorporation of guar gum increased the maximum resistance of the dough after 170 days. The extensibility was not affected by addition of gums along frozen storage time. The MEV technical helped to explain the damaged dough structure caused by ice crystals along frozen storage time. Dough samples without gums presented structure damage only after 21 days and increased after 170 days, resulting in less continuous gluten, more disrupted and separated from starch granules. The doughs with gums suffered less damage in the gluten matrix, but did not avoid the problems caused by frozen storage.

O conhecimento de propriedades termofísicas é importante na modelagem, na otimização e no projeto de equipamentos para processos como a fabricação de massa de pão congelada. Neste trabalho, as propriedades termofísicas condutividade térmica, difusividade térmica e calor específico foram determinadas experimentalmente ao longo do processo de congelamento da massa de pão, pois influenciam diretamente a cinética do processo que, por sua vez, determina a qualidade do pão produzido. Os resultados obtidos mostraram que algumas destas propriedades variaram em função do conteúdo inicial de água e principalmente devido à mudança da temperatura. O valor médio encontrado através da atividade de água das massas (aw = 0,950), para temperatura inicial de congelamento, pode explicar alguns desvios no ajuste dos dados experimentais a modelos disponíveis na literatura baseados na lei de Raoult, que são estritamente relacionados à fração de gelo formada. O uso combinado de goma guar e xantana reduziu a entalpia de fusão ao longo do tempo de armazenamento congelado (87,4 J.g-1 e 81,2 J.g-1 para a formulação sem gomas, não congelada e após 28 dias de armazenamento congelado; 84,4 J.g-1 e 76,9 J.g-1 para a formulação com 0,25% de goma guar e 0,25% de goma xantana na massa não congelada e após 28 dias de armazenamento congelado), indicando uma interação entre as gomas na capacidade de ligar água ao longo do tempo de congelamento. Porém, apesar do tempo de congelamento ter reduzido a entalpia de fusão, o processo de congelamento foi o principal fator na queda da taxa de fermentação e da produção de gás pelas leveduras independentemente do tempo de armazenamento congelado. / The knowledge of thermophysical properties is important to model and optimize equipment design for frozen food processes. In this work, the thermophysical bread dough properties, such as, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat were experimentally determined during freezing process, due to their influence on the kinetics process, and therefore on bread quality. The results showed that some properties varied according to the initial water content and mainly due to temperature changes. The average value of initial freezing temperature found by water activity (aw = 0.950) explains the deviations between experimental data and available models in the literature based on Raoults law, which is related to the ice mass fraction. The combined use of guar and xanthan gums reduced the fusion enthalpy along frozen storage time (87.4 J.g-1 and 81.2 J.g-1 for formulation without gum, non-frozen and after 28 frozen storage days; 84.4 J.g-1 and 76.9 J.g-1 for formulation with 0.25 % of guar gum and 0.25 % of xanthan gum in non-frozen and after 28 frozen storage days). It indicated the interaction between gums and their ability to hold water along frozen storage. Despite frozen storage reduced the fusion enthalpy, the freezing process itself was the main factor in the decrease in proofing rate and gas production by yeast cells.