Qualidade tecnológica de grãos e farinhas de trigo (Triticum aestivum L.) obtidos de diferentes regiões do estado do Paraná durante três safras consecutivas

Abstract

A indústria de alimentos demanda matérias-primas com qualidade tecnológica estável, elevada funcionalidade e previsibilidade de desempenho industrial, especialmente no setor moageiro e de panificação. Nesse contexto, o trigo (Triticum aestivum L.) destacase como uma das principais fontes alimentares, cuja qualidade resulta da interação entre fatores genéticos, ambientais e tecnológicos. A composição do grão, a organização estrutural de seus constituintes e as condições edafoclimáticas às quais a cultura é submetida ao longo do ciclo produtivo influenciam diretamente a qualidade da farinha e o comportamento funcional de seus componentes, com destaque para o amido, principal fração quantitativa e elemento-chave na formação da estrutura do pão, na textura do miolo e na estabilidade do produto final. Diante da elevada variabilidade climática característica das regiões produtoras do estado do Paraná, torna-se fundamental compreender de forma integrada os efeitos da interação genótipo x ambiente sobre a qualidade tecnológica do trigo, da farinha e do amido ao longo de diferentes safras. Assim, o objetivo desta tese foi avaliar, de maneira integrada, a qualidade tecnológica de grãos, farinhas e amidos de trigo produzidos em diferentes regiões do estado do Paraná ao longo de três safras consecutivas, considerando parâmetros composicionais, reológicos, térmicos e tecnológicos. Inicialmente, o trabalho apresenta uma revisão bibliográfica crítica e integrada abordando o trigo, a farinha de trigo e o amido de trigo, contemplando aspectos históricos, produtivos e tecnológicos, bem como a estrutura do grão, a composição química de seus principais constituintes e suas propriedades físico-químicas, reológicas e funcionais. Essa abordagem teórica fornece a base conceitual necessária para a compreensão dos fatores que governam a qualidade tecnológica e para a interpretação dos resultados experimentais discutidos ao longo da tese. Na etapa experimental subsequente, são avaliados grãos e farinhas de trigo provenientes de diferentes regiões do estado do Paraná, cultivados ao longo de três safras consecutivas, com o objetivo de caracterizar a qualidade tecnológica e identificar padrões regionais de desempenho industrial. Foram realizadas análises físico-químicas, colorimétricas, reológicas e tecnológicas, integradas por meio de abordagens estatísticas, permitindo compreender as interações entre composição química, proteínas do glúten e propriedades funcionais da farinha. Os resultados evidenciaram relações entre parâmetros clássicos de qualidade, bem como a influência das condições ambientais sobre atributos como hidratação, resistência da massa e perfil colorimétrico, sem comprometer a robustez estrutural das interações entre os componentes do trigo. Na sequência, a tese apresenta a análise da fração amilácea por meio da extração e caracterização do amido de trigo da cultivar Audaz, obtido em diferentes regiões do estado do Paraná ao longo de três safras consecutivas. O amido foi caracterizado quanto ao teor de amilose, propriedades de pasta, transições térmicas, retrogradação, morfologia e desempenho tecnológico na panificação. As variações observadas na organização estrutural e térmica do amido refletiram-se no comportamento viscoamilográfico e em atributos tecnológicos do pão, como volume, cor e textura, evidenciando que diferenças sutis na estrutura do amido podem modular de forma integrada a funcionalidade da farinha e a qualidade do produto final. De forma geral, os resultados obtidos demonstram que a qualidade tecnológica do trigo emerge da interação dinâmica entre grão, farinha e amido, sob influência direta do ambiente e do material genético. A abordagem integrada adotada nesta tese fornece subsídios científicos relevantes para a seleção de cultivares, o planejamento agrícola e a otimização do uso industrial do trigo produzido no estado do Paraná, especialmente em cenários de variabilidade ambiente.The food industry demands raw materials with stable technological quality, high functionality, and predictable industrial performance, particularly in the milling and breadmaking sectors. In this context, wheat (Triticum aestivum L.) stands out as one of the main food sources, whose quality results from the interaction among genetic, environmental, and technological factors. Grain composition, the structural organization of its constituents, and the edaphoclimatic conditions to which the crop is subjected throughout the production cycle directly influence flour quality and the functional behavior of its components, with starch standing out as the main quantitative fraction and a key element in bread structure formation, crumb texture, and final product stability. Given the high climatic variability characteristic of the wheat-producing regions of the state of Paraná, an integrated understanding of the effects of genotype x environment interaction on the technological quality of wheat, flour, and starch across different growing seasons is essential. Accordingly, the aim of this thesis was to evaluate, in an integrated manner, the technological quality of wheat grains, flours, and starches produced in different regions of the state of Paraná over three consecutive growing seasons, considering compositional, rheological, thermal, and technological parameters. Initially, the study presents a critical and integrated literature review addressing wheat, wheat flour, and wheat starch, encompassing historical, productive, and technological aspects, as well as grain structure, chemical composition of the main constituents, and their physicochemical, rheological, and functional properties. This theoretical approach provides the conceptual basis necessary for understanding the factors governing technological quality and for interpreting the experimental results discussed throughout the thesis. In the subsequent experimental stage, wheat grains and flours from different regions of the state of Paraná, cultivated over three consecutive growing seasons, were evaluated with the aim of characterizing technological quality and identifying regional patterns of industrial performance. Physicochemical, colorimetric, rheological, and technological analyses were conducted and integrated using statistical approaches, allowing the interactions among chemical composition, gluten proteins, and flour functional properties to be elucidated. The results revealed relationships among classical quality parameters, as well as the influence of environmental conditions on attributes such as hydration, dough strength, and color profile, without compromising the structural robustness of the interactions among wheat components. Subsequently, the thesis addresses the analysis of the starch fraction through the extraction and characterization of wheat starch from the Audaz cultivar, obtained from different regions of the state of Paraná over three consecutive growing seasons. Starch was characterized in terms of amylose content, pasting properties, thermal transitions, retrogradation, morphology, and technological performance in breadmaking. Variations observed in the structural and thermal organization of starch were reflected in viscoamylographic behavior and in technological attributes of bread, such as volume, color, and texture, demonstrating that subtle differences in starch structure can integratively modulate flour functionality and final product quality. Overall, the results demonstrate that wheat technological quality emerges from the dynamic interaction among grain, flour, and starch, under the direct influence of environmental conditions and genetic background.The integrated approach adopted in this thesis provides relevant scientific support for cultivar selection, agricultural planning, and optimization of industrial wheat utilization in the state of Paraná, particularly under scenarios of environmental variability.