Desprendimento de filmes de pastas alimenticias durante a secagem sobre superficies de solidos e sua relação com a transição vitrea

Orientadores : Theo Guenter Kieckbusch, Jose Roberto Delalibera FinzerTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Uma câmara de secagem, dotada de dispositivo que permite a formação de um filme uniforme de pasta alimentícia sobre uma placa sólida, foi desenvolvida com o objetivo de avaliar o comportamento de pastas, durante a secagem em equipamentos que usam corpos inertes como coadjuvantes. A umidade e a temperatura da película seca de pastas feitas com maltodextrinas, goma arábica ou melaço de cana-de-açúcar foram determinadas no momento de seu desprendimento da superficie sólida e comparadas à curva de temperatura de transição vítrea (Tg) do produto. Avaliou-se a influência de parâmetros como a espessura da película úmida, as propriedades da pasta (composição, concentração inicial e peso molecular), o uso de aditivás (sacarose), o material utilizado como sólido inerte e sua rugosidade (lâminas de vidro, aço inoxidável, Teflon@ e Nylon@) e forças de compressão e de atrito sobre o material. Os resultados indicam que o fenômeno de desprendimento da película de pasta seca da superficie de um sólido é governado pela transição vítrea do material do filme. Quanto menor a temperatura de transição vítrea do material, mais seca deverá estar a película para que um auto-desprendimento ocorra. O uso de aditivos que diminuem a Tg resulta numa dificuldade maior na separação da película seca da pasta. A espessura da película úmida e a concentração inicial da pasta não influenciam significativamente as condições do desprendimento. Quanto maior o valor da rugosidade da superficie do sólido, mais dificil se torna o destaque da película, mas o tipo de material utilizado como sólido inerte também influencia as condições de desprendimento. A superficie de Nylon@ foi a que resultou em maior facilidade de desprendimento. A ação de compressão e atrito entre os sólidos sobre a película de pasta, como ocorre em um secador, tende a facilitar a sua remoção. O controle do fenômeno da transição vítrea no desprendimento das películas secas das pastas formadas sobre superficies sólidas foi comprovado por resultados obtidos em ensaios de secagem de maltodextrina em um secador rotatório com recheios de inertes. O conceito de transição vítrea poderá, portanto, servir de referência na otimização do processo de secagem de pastas, através de adequações no projeto de secadores ou na formulação da alimentaçãoAbstract: A drying chamber with a device that enables the spreading of a unifonn fihn of food paste over a solid plate was developed with the purpose of evaluating the behaviour ofpaste-like materiaIs during drying, in equipments that are assisted by the movement of inert bodies. The chamber temperature and the water content of the dried film of pastes made of maltodextrin, arabic gwn or molasses were determined at the moment of detachment from the solid surface and compared with the corresponding glass transition temperature curve (Tg). The influence of parameters as film thickness, paste properties (composition, initial concentration and molecular weight), the use of additives (sucrose), the nature of the material used as inert solid and its roughness (plates of glass, stainless steel, Teflon@ and Nylon@) and friction and compressible forces on the material were evaluated. Results indicate that the detachment phenomenon is controlled by the glass transition of the material. The lower the glass transition temperature (Tg) of the film material, the drier should the film be, in order to promote self-detachment. The use of additives that decrease Tg hinders the separation of the film. The wet film thickness and the initial concentration of the paste did not influence significantly the conditions at detachment. Larger surface roughness of the support material upsets the detachment, but the type of solid also influences the separation conditions. The Nylon@ surface resulted in a quicker separation. Compression and friction between the support solids, as occurring in a dryer, enhance the removal of the dried film. The influence of the glass transition phenomenon on the detachment of dried fiJms of pastes fonned over surfaces was confirmed through drying tests of maltodextrin in a rotary dryer with inert bodies. The glass transition concept can be used as a reference in the optimization of drying processes of paste-like material, as a guide in the design ofthe dryer or in the fonnulation ofthe feed-pasteDoutoradoEngenharia de ProcessosDoutor em Engenharia Químic

Snacks extrusados funcionais com licopeno e proteína de soja

In this work, the effects of thermoplastic extrusion process parameters (raw material moisture content and temperature) and the addition of functional ingredients (lycopene and soy protein) on quality characteristics of a base-formulation for extruded corn snacks were studied, with the objective of developing an easy-to-eat functional product. A single-screw Labor PQ 30 model Inbramaq extruder was used for extrusion and a central composite rotational design (CCRD) was followed. The independent variables were: i) percentage of soy protein isolate (0-30%); ii) percentage of lycopene preparation (0-0.1%); iii) raw material moisture content (20-30%); and iv) 5th zone temperature (100-150 °C). The expansion index reached maximum values with the lowest raw material moisture content (20%) and intermediate temperatures (approximately 125 °C). Instrumental hardness was higher with high moisture and low temperature; however, increasing the percentage of soy protein was beneficial for the texture of the product, reducing hardness. The red color intensity increased with the increase in lycopene content and moisture, and with the reduction of temperature. Sensory acceptance tests were carried out for two products, with maximum percentages of the functional ingredients, 20% moisture and temperatures of 125 and 137 °C, with greater acceptance for the product extruded at 125 °C.Neste trabalho, estudou-se a influência de parâmetros do processo de extrusão termoplástica (umidade da matéria-prima e temperatura) e da adição de ingredientes funcionais (licopeno e proteína de soja) sobre características de qualidade de uma formulação-base para snacks extrusados de milho, com o objetivo de desenvolver um alimento funcional de fácil consumo. Utilizou-se um extrusor monorrosca Inbramaq, modelo Labor PQ 30, e seguiu-se um planejamento experimental com as seguintes variáveis independentes: i) teor de isolado proteico de soja (0 a 30%); ii) teor de preparado de licopeno (0 a 0,1%); iii) umidade da matéria-prima (20 a 30%); e iv) temperatura do extrusor na zona 5 (100 a 150 °C). O índice de expansão atingiu valores máximos com o menor valor de umidade da matéria-prima (20%) e temperatura intermediária (aproximadamente 125 °C). A dureza instrumental foi mais elevada com umidade alta e temperatura baixa, entretanto, o aumento do teor de proteína de soja foi benéfico para a textura do produto final, reduzindo a dureza. A intensidade da coloração vermelha aumentou com o aumento do teor de licopeno e da umidade, e com a diminuição da temperatura. Foram realizados testes de aceitação sensorial para dois produtos, com os teores máximos dos ingredientes funcionais, 20% umidade e temperaturas de 125 e 137 °C, obtendo-se maior aceitação para o produto extrusado a 125 °C.14315

Influence of the whey protein on compounds biofilms of hidroxopropil-methyl cellulose and pectin properties

A preocupação ambiental aliada à necessidade de se diminuir a dependência de polímeros derivados do petróleo tem estimulado pesquisas sobre a utilização de materiais de fontes renováveis, como hidrocolóides e lipídios, para a produção de embalagens flexíveis. O objetivo deste trabalho foi preparar diferentes bioplásticos flexíveis à base de pectina ou hidroxipropil-metil celulose pela técnica de casting e avaliar a adição de proteína de soro de leite nas duas matrizes poliméricas. Os biofilmes foram caracterizados quanto às propriedades de barreira (permeabilidade ao vapor de água), mecânicas (resistência mecânica e elongação), solubilidade em água e propriedades físicas (opacidade e espessura). Os biofilmes elaborados com pectina e com hidroxipropil-metil celulose apresentaram um aumento na espessura e uma diminuição do valor da solubilidade e opacidade em função da adição de proteína de soro de leite. A adição da proteína provocou um aumento na permeabilidade ao vapor de água para os biofilmes compostos de pectina e uma redução para os biofilmes compostos com hidroxipropil-metil celulosePostprint (published version

Application of lipase and monoglyceride in fiber enriched pan bread

In this work, the application of lipase and monoglyceride in fiber enriched pan bread was studied, to verify the possibility of substituting the emulsifier by the enzyme. Initially, the main raw materials (flour and wheat bran) were characterized. The pan breads were produced using the straight dough method. A central composite rotational design was used, with two independent variables: i) lipase dosage; and ii) monoglyceride dosage and, in parallel, a control test was carried out (without the addition of lipase and monoglyceride) for comparison. The dependent variables or responses were the quality characteristics of the breads: i) specific volume; ii) sensory acceptance (appearance, texture, aroma and taste); and iii) shelf life evaluated by crumb moisture and firmness after one, four and seven days from baking. Within the ranges studied, it was possible to verify that only crumb moisture on the fourth and seventh days after processing was influenced by the variation of the lipase and monoglyceride dosages. In the sensory evaluation, it was observed that the average scores attributed to the control breads were lower than the lowest average of the experimental design trials, except for taste and aroma. As it was not possible to obtain mathematical models for all the responses, Assays 5 (1% monoglyceride), 7 (25 ppm lipase) and 9 (25 ppm lipase and 1% monoglyceride) of the experimental design, and the control test, were selected for the evaluation of the results by analysis of variance. In the conditions used and for the dosages of lipase (0 to 50 ppm) and monoglyceride (0 to 2%) used, the possibility to substitute monoglyceride by lipase in fiber enriched pan bread was verified.Neste trabalho, estudou-se a aplicação da enzima lipase e do emulsificante monoglicerídeo em pão de forma enriquecido com fibras, com o objetivo de verificar a possibilidade de substituição do emulsificante pela enzima. Inicialmente, foi realizada a caracterização das matérias-primas principais (farinha e farelo de trigo). Os pães de forma foram elaborados pelo método de massa direta. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo composto central rotacional com duas variáveis independentes: i) dosagem de lipase; e ii) dosagem de monoglicerídeo e, paralelamente, realizou-se um teste controle (sem adição de lipase e monoglicerídeo) para comparação. As variáveis dependentes foram as características de qualidade dos pães: i) volume específico; ii) aceitação sensorial (aparência, textura, aroma e sabor); e iii) vida de prateleira avaliada pela umidade do miolo e firmeza dos pães após 1, 4 e 7 dias do forneamento. Dentro das faixas estudadas, foi possível verificar que somente a umidade dos pães no quarto e sétimo dia após o processamento foi influenciada pela variação das dosagens de lipase e monoglicerídeo. Na avaliação sensorial, verificou-se que as notas médias atribuídas aos pães do teste controle foram inferiores à menor nota média dos ensaios do planejamento experimental, com exceção do sabor e aroma. Como não foi possível obter modelos matemáticos para todas as respostas, foram selecionados os ensaios 5 (1% monoglicerídeo), 7 (25 ppm lipase) e 9 (25 ppm lipase e 1% monoglicerídeo) do planejamento experimental, e o teste controle, para a avaliação dos resultados por análise de variância. Nas condições em que os ensaios foram conduzidos e para as faixas de lipase (0 a 50 ppm) e monoglicerídeo (0 a 2%) estudadas, verificou-se a possibilidade de substituir o monoglicerídeo por lipase em formulação de pão de forma enriquecido com fibras.18219

Estabilidade de géis de amido de milho normal, ceroso e com alto teor de amilose adicionados de gomas guar e xantana durante os processos de congelamento e descongelamento Freeze-thaw stability of normal, waxy and high amylose corn starch gels with added guar and xanthan gums

O objetivo do presente trabalho foi estudar os efeitos das gomas guar e xantana sobre a estabilidade dos géis de amido de milho normal, ceroso e com alto teor de amilose submetidos aos processos de congelamento e descongelamento. Os géis desses amidos, com concentração total de sólidos de 10% e adicionados das gomas (0,15; 0,50; 0,85 e 1%), foram submetidos a 5 ciclos de congelamento (20 horas a -18 °C) e descongelamento (4 horas a 25 °C), com exceção dos géis com alto teor de amilose, que foram submetidos a apenas 1 ciclo, devido à perda da estrutura de gel. A determinação da sinérese (porcentagem de água liberada) foi realizada pela diferença entre a massa inicial e a massa final das amostras. O gel de amido de milho normal liberou 74,45% de água, sendo que a adição de 1% da goma xantana reduziu significativamente a sinérese para 66,43%. A adição de 0,85 e 1% da goma xantana também reduziu a sinérese dos géis de amido ceroso. O menor teor de sinérese foi obtido com a utilização de 1% de goma xantana ao gel de amido de milho com alto teor de amilose, evidenciando a ação crioprotetora desta goma.<br>The objective of the present work was to study the effects of guar and xanthan gums on the stability of normal, waxy and high amylose corn starch gels, submitted to freeze-thaw processes. The gels of these starches with a total solids content of 10% and added gums (0.15;0.50;0.85and1%), were submitted to 5 freezing (20 hours, -18 °C) and thawing (4 hours, 25 °C) cycles, with exception of the high amylose gels that were submitted to only 1 cycle. Syneresis (% water released) was determined by the difference between the initial and final masses of the samples. The normal corn starch gel released 74.45% water and the addition of 1% xanthan gum significantly reduced syneresis to 66.43%. The incorporation of 0.85 and 1% xanthan gum also reduced syneresis of waxy starch gels. The lowest level of syneresis was reached with the use of 1% xanthan gum in the high amylose corn starch gel, demonstrating the cryo-protective action of the gum

Physicochemical, rheological, morphological, and thermal characterization of normal, waxy, and high amylose corn starches

The objective of this work was to evaluate normal, waxy, and high amylose corn starches from National Starch, through the determination of the physicochemical, morphological, thermal, and rheological properties. The high amylose corn starch (AM) presented amylose content of 71%, and the value of this component for the normal (M) and waxy (AP) corn starch was 27.8 and 1.8%, respectively. Traces of protein and lipids were observed in all samples. The waxy corn starch presented higher peak viscosity and lower tendency to retrogradation when compared with the normal corn starch. The (AP) starch presented the lowest gelatinization enthalpy. This can be observed in the DSC analysis, in which the gelatinization temperature obtained was 71 °C and the enthalpy was 3.34 J.g-1. In the RVA analysis, the paste temperature was also equal to 71 °C. The retrogradation enthalpy of AP starch was 25.8% lower than the M starch. The AM starch presented a retrogradation enthalpy value equal to 26.38 J.g-1 validating the higher interaction of amylose molecule on the retrogradation process. This was also observed in the force of gels, in which the AM gel presented force 99.18% higher than other starches. The normal and waxy corn starches presented A X-ray diffraction pattern and the high amylose starch presented B X-ray diffraction pattern determined by X-ray diffraction analysis.O objetivo do presente estudo foi avaliar os amidos de milho normal, ceroso e com alto teor de amilose, fabricados pela National Starch, por meio da determinação das suas características físico-químicas, morfológicas, térmicas e reológicas. O amido de milho com alto teor de amilose (AM) apresentou teor de amilose igual a 71%, sendo que os valores obtidos para o amido de milho normal (M) e o amido de milho ceroso (AP) foram de 27,8 e 1,8%, respectivamente. Traços de proteína e lipídios foram encontrados nas amostras. O amido de milho ceroso apresentou maior viscosidade máxima e uma menor tendência à retrogradação, se comparado ao amido de milho normal. O amido AP apresentou menor entalpia de gelatinização, como pode ser observado nas análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC), na qual a temperatura de gelatinização foi de 75 °C e o &#916;H de 3,34 J.g-1, e também na análise de RVA (Rapid Visco Analyser), em que a temperatura de pasta foi de 71 °C. Apresentando, dessa forma, valores inferiores aos verificados para os outros amidos. O valor do &#916;H de retrogradação do amido AP, mostrou-se 25,8% inferior ao &#916;H do amido M. O amido AM apresentou o valor de 26,38 J.g-1, demonstrando o maior envolvimento da molécula de amilose no processo de retrogradação. Isso também foi evidenciado pela medida da força dos géis: o gel de AM apresentou força 99,18% superior, retrogradando mais que os outros amidos. As análises de difração de raio X mostraram que os amidos de milho normal e ceroso apresentaram um padrão de difração do tipo A e o amido de milho com alto teor de amilose apresentou padrão do tipo B.74875

BioplÁstico FlexÍvel, ComestÍvel E BiodegradÁvel À Base De Amido E Gelatina Obtido Por Processo De Estrusço TermoplÁstica Seguido De Sopro

BIOPLASTICO FLEXÍVEL COMESTÍVEL E BIODEGRADÁVEL À BASE DE AMIDO E GELATINA OBTIDO POR PROCESSO DE EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA SEGUIDO DE SOPRO. O objeto deste pedido de patente envolve a produção em escala industrial de filmes flexíveis por processo convencional de extrusão termoplástica e posterior sopro, sem utilização de qualquer solvente, a partir de polímeros naturais (amido e gelatina), adicionados ou não de ácidos graxos, sendo totalmente comestível e biodegradável. Comestíveis e biodegradáveis. Estes bioplásticos flexíveis podem ser utilizados como embalagens no acondicionamento de diversos tipos de produtos, incluindo os alimentícios para humano e animais, farmacêuticos, de cosméticos, agrícolas e de utensílios em geral. Além disso, ela pode servir como embalagem secundária, embalando o produto antes da embalagem final.BRPI0901408 (A2)B29C47/00B29C49/00C08L3/00BR2009PI01408B29C47/00B29C49/00C08L3/0