ALMEIDA, F. Q. DE

ARÉVALO, A. M.

ASCHERI, J. L. R.

PEREIRA, A. M.

SANTOS, M. M. DE M.

SILVA, V. P.

VARGAS-SOLÓRZANO, J. W.

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   PARÂMETROS INDUSTRIAIS NA MODIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICA DE CONCENTRADOS COM INCLUSÃO DE CASCA DE SOJA DESTINADA A ALIMENTAÇÃO DE EQUINOS  Marina Monteiro de Moraes SANTOS1, Amanda Mantovani PEREIRA1, Jhony Willian VARGAS-SOLÓRZANO2, Arturo Meléndez ARÉVALO2, Fernando Queiroz de ALMEIDA1, José Luis Ramírez ASCHERI2, Vinicius Pimentel SILVA1  *autor para correspondência: manda_mp@hotmail.com  1Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil 2 Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil 3 Embrapa Agroindústria de Alimentos, Guaratiba, Rio de Janeiro, Brasil   Abstract: Commercial products intended to feed horses must contain good quality of dietary fiber. The objective of the present work was to develop an extruded meal with high soybean hulls (20 and 40%) inclusion by using the extrusion cooking technology, setting the following operating variables: temperature in the cannon matrix (100 - 140 ° C) and humidity of (17-23%). The extrudates expansion indexes were analyzed by using the surface response methodology, which allowed to deduce the appropriate temperature-humidity combination. Formulations with 40% inclusion of soybean hull and moistened between 20 - 23%, when subjected to thermoplastic modification with temperature in the matrix of the extruder cannon between 120 - 140ºC allowed to obtain products with feasible characteristics for commercial production.  Palavras-chave: cavalo, extrusão, fibra   Introdução Dietas contendo casca de soja podem aumentar a inclusão de fibra de qualidade na dieta, com consequente aumento no aporte energético para suprir as exigências e, consequentemente, reduz nos níveis de inclusão de amido dietéticos    (Moore-Colyer et al., 2002). O processamento tecnológico dos alimentos auxilia no rompimento da matriz alimentar, sendo que a extrusão é considerada uma das mais eficazes, combinando aquecimento e cisalhamento (Duarte et al., 2009). Segundo Chang et al. (1999), a conversão do amido na extrusora depende de muitas variáveis nos parâmetros de controle da máquina e da qualidade da matéria prima como, a velocidade angular do parafuso, a configuração do parafuso, o teor de umidade dos sólidos a serem alimentados, a temperatura, a velocidade de alimentação dos sólidos e a configuração da matriz. Objetivou-se estabelecer parâmetros industriais durante a modificação termoplástica de formulações à base de casca de soja para produzir concentrados viáveis destinados ao consumo equino.   Material e Métodos Os ensaios de extrusão seguiram um delineamento casualizado em arranjo fatorial 23 com quatro pontos centrais. As variáveis independentes foram: X1 inclusão de casca de soja (CS, %), X2 Temperatura na matriz do canhão extrusor (T, °C) e X3 umidade na alimentação (U, %). Os níveis por variável são apresentados na Tabela 1. Foram avaliados os índices de expansão seccional (IES), índice de expansão longitudinal (IEL) e índice de expansão volumétrico (IEV). O IES foi realizado pela medição do diâmetro com paquímetro digital, nos extremos e ao centro de cada peça cilíndrica do extrusado com quinze repetições por cada ensaio (Alvarez-Martínez et al., 1988). O IEL e o IEV foram determinados de acordo com a metodologia descrita por Alvarez-Martínez et al. (1988).  Resultados e Discussão O índice de expansão seccional (IES) variou entre 1,32 a 2,51; o índice de expansão longitudinal (IEL) variou de 0,64 a 0,94; e a expansão volumétrica (IEV) teve índices entre 1,15 a 1,59. Estes valores indicam que não houve expansão.    Produtos expandidos geralmente são considerados quando o IES é acima de cinco. Altan (2008), relatou que com o aumento da temperatura, a massa dentro da matriz do extrusor perde elasticidade, afetando diretamente a expansão em direção radial durante a saída. A expansão é uma característica que depende da composição do produto sendo extrusado, sobretudo do teor de amido que ajuda na formação da estrutura aerada. Outros componentes como o teor de lipídeos e fibra dificultam a expansão. A casca de soja possui 68,65% e 3,38% de teor de fibra em detergente neutro (FDN) e lipídeos respectivamente. As formulações que possuíram maior teor de casca de soja expandiram menos (Tabela1).  Tabela 1 - Condições da extrusão com as variáveis em níveis reais para o delineamento experimental e respostas para as propriedades de expansão Ensaio  Níveis reais  IES IEL IEV  CS T U   % °C %  1  20 100 17  2.51  0.16 0.64  0.03 1.59 0.52 2  40 100 17  1.94  0.08 0.75  0.01 1.46 0.05 3  20 140 17  1.74  0.11 0.75  0.03 1.30 0.04 4  40 140 17  1.35  0.07 0.91  0.03 1.23 0.04 5  20 100 23  1.57  0.14 0.74  0.04 1.15 0.07 6  40 100 23  1.50  0.09 0.83  0.03 1.25 0.06 7  20 140 23  1.36  0.06 0.84  0.03 1.15 0.05 8  40 140 23  1.32  0.06 0.94  0.07 1.24 0.04 9  30 120 20  1.57  0.06 0.81  0.03 1.27 0.05 10  30 120 20  1.57  0.04 0.80  0.02 1.25 0.03 11  30 120 20  1.55  0.09 0.79  0.07 1.21 0.10 12  30 120 20  1.51  0.06 0.83  0.03 1.25 0.04 CS: Casca de soja; T: temperatura; U: Umidade; IES: Índice de expansão  seccional; IEL: Índice de expansão longitudinal; IEV: Índice de expansão volumétrica; Média ± desvio padrão de 15 medições.  Os valores de IEL foram inversos aos valores de IES. Este parâmetro indica o grau em que a velocidade de saída de produto extrusado está sendo realizada. Acima de uma temperatura crítica na matriz, que depende do tipo de amido e umidade, a expansão diminui com a temperatura, provavelmente devido à    degradação estrutural do amido que se torna incapaz de armazenar energia elástica (Kokini et al., 1992) mas que consequentemente aumenta a energia viscosa. Isso é traduzido como diminuição do IES e aumento do IEL dos extrusados saindo da matriz. As combinações que possuíram maior inclusão de casca de soja tiveram baixos valores de IEL. Os valores de IEV indicam o grau de porosidade do extrusado. O modelo testado de acordo com o delineamento executado mostrou que os efeitos principais temperatura (T) e umidade (U) foram altamente significativos em todos os índices de expansão (p<0,01). Já o efeito principal casca de soja (CS) foi altamente significativo para o IES (p<0,01). Quanto aos efeitos de interação, apenas as interações CS x U e T x U foram significativas para IES e IEV (p<0,05). IEL não apresentou efeitos de interação (p≥0,05). O IES foi a única resposta que apresentou perda de ajuste significativa (p<0,05). Modelos com valores de R2 acima de 0,70 podem ser utilizados para efeitos preditivos se em adição não apresentarem perda de ajuste, como é o caso de IEL e IEV (Tabela 2).  Tabela 2 - ANOVA ajustado, delineamento fatorial 23 com pontos centrais, 3 fatores, 1 bloco, 12 ensaios Fonte SQ gl QM Fₒ p R2 Regressão 1.1337 5 0.2267 30.2539 0.0003 0.9618 Perda de ajuste 0.0428 3 0.0143 19.7710 0.0177  Erro puro 0.0022 3 0.0007    Total ajustado 1.1787 11     Regressão 0.069088 3 0.0230 59.1818 <0.0001 0.9569 Perda de ajuste 0,002161 5 0,000432 1,36210 0,425142  Erro puro 0,000952 3 0,000317    Total ajustado 0,072201 11     Regressão 0.165680 3 0.055227 41.27935 <0.0001 0.9465 Perda de ajuste 0.007550 4 0.001887 3.1190 0.188552  Erro puro 0.001815 3 0.000605    Total ajustado 0.175045 11     SQ: soma de quadrados; gl: grau de liberdade; QM: quadrado médio; Fₒ: valor de Fisher; p: probabilidade de aceitar/rejeitar hipótese       Conclusão  Formulações com o maior teor de inclusão de casca de soja, umedecidas entre 20 - 23% e processadas por extrusão com temperaturas na matriz entre 120 – 140ºC permitiram obter produtos extrusados factíveis de produção comercial.   Agradecimentos Á CAPES pela Bolsa demanda social. A empresa INTEGRAL AGROINDUSTRIAL LTDA pelo financiamento do projeto de pesquisa e a empresa Sementes Selecta AS, pela doação da casca de soja.  Referências Altan, Aylin; McCarthy, Kathryn L.; Maskan, Medeni. Twin-screw extrusion of barley grape pomace blends: Extrudate characteristics and determination of optimum processing conditions. Journal of Food Engineering, v. 81; n 1, p. 24-32, 2008. Alvarez-Martinez, l.; Kondury, K.P.; Harper, J.M.A general model for expansion of extruded products. Journal of Food Science, v. 53, p. 609-615, 1988. Becvarova, I.; Buechner-Maxwell, V. Feeding the foal for immediate and longterm   health. Equine Veterinary Journal, v. 44, Suppl. 41, p.149-156, 2012. Duarte, G.; Carvalho, C.W.P.; Ascheri, J.L.; Ramirez. Effect of soybean hull, screw speed and temperature on expanded maize extrudates. Brazilian Journal Food Technology, v. 12, n. 1/4, p. 205-212, 2009 Moore-Colyer, M.J.S.; Hyslop, J.J.; Longland, A.C.; Cuddeford, D.  The mobile bag technique as a method for determining the degradation of four botanically diverse fibrous feedstuffs in the small intestine and total digestive tract of ponies. British Journal of Nutrition, v.88, p.729-740, 2002. 

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Parâmetros industriais na modificação termoplástica de concentrados com inclusão de casca de soja destinada a alimentação de equinos.

Parâmetros industriais na modificação termoplástica de concentrados com inclusão de casca de soja destinada a alimentação de equinos.

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