Changes in physical properties of extruded sour cassava starch and quinoa flour blend snacks

Given the broad acceptance of sour cassava starch biscuits in Brazil and the nutritional quality of quinoa flour, this study aimed to evaluate the effect of extrusion temperature, screw speed, moisture, and amount of quinoa flour on the physical properties of puffed snacks. Extrusion process was carried out using a single-screw extruder in a factorial central composite design with four factors. Effects of moisture and amount of quinoa flour on the expansion index and specific volume of snacks were observed. There was a pronounced increase in water solubility index of blends with the extrusion process with significant effects of all process parameters on the WSI. Higher water absorption index (WAI) was observed under high temperature, low moisture, and lower quinoa flour amount. Temperature and amount of quinoa flour influenced the color of the snacks. A positive quadratic effect of quinoa flour on hardness of products was observed. Blends of sour cassava starch and quinoa flour have good potential for use as raw material in production of extruded snacks with good physical properties.

Characterization of pre-gelatinized rice and bean flour

The objective of this study was to develop a pre-gelatinized flour using a mixture of broken rice and split beans by thermoplastic extrusion, and to evaluate the physicochemical, nutritional, and technological quality of the final product. The extrusion parameters were maintained using three heating zones with temperatures of 30 ºC, 40 ºC, and 70 ºC; screw speed of 177 rpm; feed rate of 257 g/m, and circular matrix of 3.85 mm. The following characterization analyses were performed: physicochemical, nutritional, water absorption index (WAI), water solubility index (WSI), and paste viscosity. The pre-gelatinized rice and bean flour had an intermediate value of WAI, 7.51 g/g, and high WSI value, 24.61%. Regarding proteins, it was verified an average content of 12.9% in the final product. The amino acid contents found in the pre-gelatinized flour indicate that the mixture has the essential amino acids. It was also found that the pre-gelatinized flour supplies more than 60% of the essential amino acids recommended for children aged one to three years old. The gelatinized flour composed of broken rice and split beans is an alternative to the use of these by-products of the manufacture process of rice and beans to obtain a product with viable technological characteristics and high nutritional value.

Effect of adding unconventional raw materials on the technological properties of rice fresh pasta

The aim of this study was to develop fettuccini type rice fresh pasta by cold extrusion. To produce the pasta, a 2² Central Composite Rotational Design was used, in which the effects of the addition of pre-gelatinized rice flour - PGRF (0-60%) and modified egg albumin - MEA (0-10%) were studied. The dependent variables were the results of the cooking test and of the instrumental texture. The optimum cooking time for all of the formulations of rice fresh pasta was 3 minutes. MEA had a greater effect on increasing the weight of the pasta when compared to that of PGRF. It was found that with the addition of PGRF increase in loss of solids in cooking water, whereas MEA exerted the opposite effect on this parameter. Moreover, the maximum value of MEA (10%) had an optimum effect on pasta firmness, while PGRF had a negative effect on this parameter. The maximum values of PGRF and MEA reduced the stickiness of the pasta. Based on these results and on the parameters considered as most important, the rice pasta with the best technological characteristics was that with the maximum levels of MEA (10%) and no addition of PGRF (0%). This product was submitted to sensory and microbiological analyses, with good results.

The kinetics of lipase activity and hydrolytic rancidity of raw, parboiled, and extruded rice bran during storage

The main problem related to rice bran use is that it goes rancid right after its production. The objective of the present study was to apply a mathematical model to evaluate the kinetics of the lipase activity and hydrolytic rancidity of the raw rice bran (RRB), extruded rice bran (ERB), and parboiled rice bran (PRB) stored in low density polyethylene bags at room temperature for 180 days. Extrusion and parboiling were efficient in preventing free fatty acid formationin ERB and PRB.Extrusion reduced the velocity constant of lipase activity as compared to that of RRB while parboiling increased it, and both decreased the lipase activity after equilibrium from 150 days. The extrusion and parboiling treatments increased the velocity constants for the liberation of free fatty acids although the equilibrium was reached with reduced production of free fatty acids in relation to the production of raw rice bran after 150 days ofstorage. Extrusion proved the best treatment under the storage temperature conditions of rice bran from cultivar BRS Primavera.

Effects of processing on physical properties of extruded snacks with blends of sour cassava starch and flaxseed flour

The opportunity to supplement common cassava biscuits with a product of higher nutritional value meets consumer expectations. In this work it was studied the effects of process parameters and flaxseed addition on physical properties of expanded snacks. Extrusion process was carried out using a single screw extruder in a factorial central composite rotatable design with four factors: flaxseed flour percentage (0-20%), moisture (12-20%), extrusion temperature (90-130 °C) and screw speed (190-270). The effect of extrusion variables was investigated in terms of expansion index, specific volume, water absorption index, water solubility index, color parameters (L*, a* ,b*) and hardness. The data analysis showed that variable parameters of the extrusion process and flaxseed flour affected physical properties of puffed snacks. Among the experimental conditions used in the present study, expanded snack products with good physical properties can be obtained under the conditions of 10% flaxseed flour, 230 rpm screw speed, temperature of 90 °C and moisture of 12%.

Characterization of new sources of derivative starches as wall materials of essential oil by spray drying

Starch derivatives of taro (Colocasia esculenta L. Schott) and rice were characterized as wall materials of orange oil (d-limonene) by spray drying. Native starches were initially hydrolyzed with HCl and then esterified. Succinylated starches were modified using a conventional method in a slurry and were extruded; whereas, the phosphorylated starches were modified using the extrusion process. Viscosity and solubility of starches reduced after acid hydrolysis, derivatization, and extrusion. The particle size of the wall materials ranged between 20.05 and 31.81 µm. The encapsulation efficiency of the phosphorylated taro, rice, and waxy corn starches was 96.9, 96.8 and 97.1% respectively, and 98.6, 98.1, and 98.8% for succynilated taro, rice, and waxy corn starches, respectively. Starch derivatives of taro and rice could potentially be used as wall materials of orange oil d-limonene.

Effect of different calcium sources on the antioxidant stability of tortilla chips from extruded and nixtamalized blue corn (Zea mays L.) flours

This research aimed to develop tortilla chips (TC) high in antioxidants from extruded and nixtamalized blue corn flours prepared with calcium hydroxide Ca(OH)2 and calcium lactate C6H10O6Ca. Tortilla chips were made with extruded flours [0.1% Ca(OH)2; 0.9% C6H10O6Ca; without calcium] and nixtamalized flours [1% Ca(OH)2; 2.95% C6H10O6Ca] using the frying process. Total anthocyanin, total phenolics content, antioxidant activity, color, texture, and oil content were determined. The color of tortilla chips from extruded flours (TCEF) showed high values of the parameters a* and b* indicating a reduction in the blue color. These color parameters were significantly different from those observed in tortilla chips from nixtamalized flours (TCNF), which tended to be more blue. The TCEF retained 15% anthocyanins, 34% phenolics, and 54% antioxidant activity. Pearson's correlation analysis indicated that anthocyanins and phenolics correlated significantly with antioxidant activity and color. TCEF with both calcium sources showed higher fracturability compared with that of TCNF. Oil absorption showed an opposite effect, with lower oil content in TCEF. Nixtamalization and extrusion with C6H10O6Ca resulted in flours and TC high in anthocyanins and antioxidant activity, representing an alternative production process for corn snack high in antioxidants.

Development of hypogene and supergene alteration and copper mineralization patterns, Sar Cheshmeh porphyry copper deposits, Iran /

The formation of the Sar Cheshmeh porphyry Cu-Mo deposit is related to the culmination of calc-alkaline igneous activity in the Kerman region. The deposit comprises a suite of Late Cenozoic intrusive sub-volcanic and extrusive rocks emplaced into a folded series of Eocene andesitic lavas and pyroclastic sediments. The earliest stage of magmatism was emplacement of a large granodiorite stock about 29 m.y.b.p. This was followed by intrusion of two separate porphyritic bodies at 15 (Sar Cheshrneh porphyry) and 12 m.y.b.p. (Late porphyry) and a series of sub-volcanic dikes between 12 and 9 m.y.b.p. Magmatic activity terminated with multi-phase extrusion of a Pelean dacitic dome complex between 10 and 2.8 m.y.b.p. The country rocks and the earlier porphyritic intrusions are pervasively altered to biotite-rich potassium silicate (metasomatic and hydrothermal) sericite-clay, phyllic and chlorite-clay, argillic assemblages. These grade outwards to an extensive propylitic zone. Within the ore body, the later intra-. and post-mineral dikes only reach the propylitic grade. At least three different sets of quartz veins are present, including a sericite-chlorite-quartz set which locally retrogrades pervasive secondary biotite to sericite. In the hypogene zone, metasomatic and hydrothermal alteration is related to all stages of magmatism but copper mineralization and veining are restricted to a period of 15 to 9 m.y.b.p.related to the early intrusive phases. The copper mineralization and silicate alteration do not fit a simple annular ring model but have been greatly modified by, 1. The existence of an ititial, outer ring, of metasomatic alteration overprinted by an inner.ring of hydrothermal alteration and, 2. later extensive dilating effects of intra- and post-mineral dikes. The hydrothermal clay mineral assemblage in the hypogene zone is illite-chlorite-kaolinite-smectite (beidellite). Preliminary studies indicate that the amount of each of these clays varies vertically and that hydrothermal zonation of clay minerals is possible. However, these minerals alter to illite-kaolinite assemblages in the supergene sulfide zone and to more kaolinite-rich assemblages in the supergene leached zone. Hydrothermal biotite breaks down readily in the supergene zone and is not well preserved in surface outcrops. The distribution of copper minerals in the supergene sulfide enrichment zone is only partly related to rock type being more dependent on topography and the availability of fractures.

Modulation de la neurogénèse par la glycine

Les vertébrés, du poisson à l'homme, possèdent un potentiel membranaire médié en partie par les ions chlorure (Cl-). L’une des premières formes d’activité neuronale lors du développement est la dépolarisation médiée par les ions chlorures extrudés par les canaux glycinergiques (GlyR) et GABAergiques. Cette dépolarisation est rendu possible grâce à l’expression retardée du co-transporteur d’ions chlorure et de potassium KCC2 lors du développement qui génère un gradient hyperpolarisant postnatalement chez les mammifères. Le rôle de cette dépolarisation précoce paradoxale durant le développement est inconnu. En injectant l’ARNm de KCC2 dans des embryons de poissons zébrés nouvellement fertilisé, nous avons devancé l’expression de ce co-transporteur rendant ainsi la glycine hyperpolarisante dans tous les neurones dès les premières phases du développement. Nous avons aussi ciblé le récepteur glycinergique directement en bloquant son activité et son expression à l’aide d’une drogue spécifique, la strychnine et d’un morpholino antisens (Knockdown). Dans les trois cas (KCC2, strychnine et GlyR KD), les perturbations de l’activité neuronale ont provoqués des erreurs dans la neurogenèse, en particulier une diminution du nombre d’interneurones sans avoir d’effets sur les motoneurones et les neurones sensoriels. De plus, en bloquant les canaux calciques activés à bas voltage dans le développement avec la drogue nifedipine, il y a des erreurs dans la neurogénèse semblables à celles remarquées dans les trois conditions précédentes. Nous concluons que la dépolarisation précoce par la glycine permet l’entrée du calcium et l’activation de la neurogénèse chez les interneurones.

Études des interactions détergents/lipides dans les systèmes membranaires

Les liposomes sont des structures sphériques formés par l'auto-assemblage de molécules amphiphiles sous forme d'une bicouche. Cette bicouche sépare le volume intérieur du liposome du milieu extérieur, de la même manière que les membranes cellulaires. Les liposomes sont donc des modèles de membranes cellulaires et sont formulés pour étudier les processus biologiques qui font intervenir la membrane (transport de molécules à travers la membrane, effets des charges en surface, interactions entre la matrice lipidique et d'autres molécules, etc.). Parce qu'ils peuvent encapsuler une solution aqueuse en leur volume intérieur, ils sont aussi utilisés aujourd'hui comme nanovecteurs de principes actifs. Nous avons formulé des liposomes non-phospholipidiques riches en stérol que nous avons appelés stérosomes. Ces stérosomes sont composés d'environ 30 % d'amphiphiles monoalkylés et d'environ 70 % de stérols (cholestérol, Chol, et/ou sulfate de cholestérol, Schol). Quand certaines conditions sont respectées, ces mélanges sont capables de former une phase liquide ordonnée (Lo) pour donner, par extrusion, des vésicules unilamellaires. Certaines de ces nouvelles formulations ont été fonctionnalisées de manière à libérer leur contenu en réponse à un stimulus externe. En incorporant des acides gras dérivés de l’acide palmitique possédant différents pKa, nous avons pu contrôler le pH auquel la libération débute. Un modèle mathématique a été proposé afin de cerner les paramètres régissant leur comportement de libération. En incorporant un amphiphile sensible à la lumière (un dérivé de l’azobenzène), les liposomes formés semblent répondre à une radiation lumineuse. Pour ce système, il serait probablement nécessaire de tracer le diagramme de phase du mélange afin de contrôler la photo-libération de l’agent encapsulé. Nous avons aussi formulé des liposomes contenant un amphiphile cationique (le chlorure de cétylpyridinium). En tant que nanovecteurs, ces stérosomes montrent un potentiel intéressant pour la libération passive ou contrôlée de principes actifs. Pour ces systèmes, nous avons développé un modèle pour déterminer l’orientation des différentes molécules dans la bicouche. La formation de ces nouveaux systèmes a aussi apporté de nouvelles connaissances dans le domaine des interactions détergents-lipides. Aux nombreux effets du cholestérol (Chol) sur les systèmes biologiques, il faut ajouter maintenant que les stérols sont aussi capables de forcer les amphiphiles monoalkylés à former des bicouches. Cette nouvelle propriété peut avoir des répercussions sur notre compréhension du fonctionnement des systèmes biologiques. Enfin, les amphiphiles monoalkylés peuvent interagir avec la membrane et avoir des répercussions importantes sur son fonctionnement. Par exemple, l'effet antibactérien de détergents est supposé être dû à leur insertion dans la membrane. Cette insertion est régie par l'affinité existant entre le détergent et cette dernière. Dans ce cadre, nous avons voulu développer une nouvelle méthode permettant d'étudier ces affinités. Nous avons choisi la spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS) pour sa sensibilité. Les hypothèses permettant de déterminer cette constante d’affinité se basent sur l’incapacité du détergent à exalter le signal SERS lorsque le détergent est inséré dans la membrane. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus par titration calorimétrique isotherme (ITC). Les résultats ont montré des différences. Ces différences ont été discutées.

Analyse de groupe d’un modèle de la plasticité idéale planaire et sur les solutions en termes d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre

Les objets d’étude de cette thèse sont les systèmes d’équations quasilinéaires du premier ordre. Dans une première partie, on fait une analyse du point de vue du groupe de Lie classique des symétries ponctuelles d’un modèle de la plasticité idéale. Les écoulements planaires dans les cas stationnaire et non-stationnaire sont étudiés. Deux nouveaux champs de vecteurs ont été obtenus, complétant ainsi l’algèbre de Lie du cas stationnaire dont les sous-algèbres sont classifiées en classes de conjugaison sous l’action du groupe. Dans le cas non-stationnaire, une classification des algèbres de Lie admissibles selon la force choisie est effectuée. Pour chaque type de force, les champs de vecteurs sont présentés. L’algèbre ayant la dimension la plus élevée possible a été obtenues en considérant les forces monogéniques et elle a été classifiée en classes de conjugaison. La méthode de réduction par symétrie est appliquée pour obtenir des solutions explicites et implicites de plusieurs types parmi lesquelles certaines s’expriment en termes d’une ou deux fonctions arbitraires d’une variable et d’autres en termes de fonctions elliptiques de Jacobi. Plusieurs solutions sont interprétées physiquement pour en déduire la forme de filières d’extrusion réalisables. Dans la seconde partie, on s’intéresse aux solutions s’exprimant en fonction d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre. La méthode des caractéristiques généralisées ainsi qu’une méthode basée sur les symétries conditionnelles pour les invariants de Riemann sont étendues pour être applicables à des systèmes dans leurs régions elliptiques. Leur applicabilité est démontrée par des exemples de la plasticité idéale non-stationnaire pour un flot irrotationnel ainsi que les équations de la mécanique des fluides. Une nouvelle approche basée sur l’introduction de matrices de rotation satisfaisant certaines conditions algébriques est développée. Elle est applicable directement à des systèmes non-homogènes et non-autonomes sans avoir besoin de transformations préalables. Son efficacité est illustrée par des exemples comprenant un système qui régit l’interaction non-linéaire d’ondes et de particules. La solution générale est construite de façon explicite.

Tailored Ion Imprinted Polymer Materials for the Preconcentrative Separation of Noble Metals

Tailored ion imprinted polymer materials for the preconcentrative separation of noble metals. This study deals with the synthesis, separation,characterization and analytical application of the noble metals especially palladium and platinum. Platinum group metals(PGM) are currently receiving world wide attention. This group include Palladium(Pt),rhodium(Rh), ruthenium(Ru), iridium(Ir) and osmium(Os).PGM are used as catalysts for a wide variety of hydrogenation, oxidation, isomerization,cyclization,dehydrogenation and dehalogenation reactions.The corrosion resistance of PGM enables them to use in jewellery,electrical and glass industries,extrusion of synthetic fibres,manufacture of laboratory utensils,dental and medical devices. This study clearly establishes selective recovery of platinum from other noble and transition elements.

Effect of Feeding Rate on Plastic Extrudates

Selected grades of low density polyethylene (LDPE) polystyrene (PS) were extruded in a laboratory extruder by varying the feeding rate at different revolutions per minute and temperatures. The mechanical properties of the extruded plastic sheets were determined. LDPE shows a marked variation in mechanical properties with feeding rate while PS shows a marginal change in mechanical properties with feeding rate. However, for both plastics there is a particular feeding rate in the starved region which results in maximum mechanical properties.

Starved Feeding for Improving the Mechanical Properties of Styrene-Butadiene Rubber Vulcanizates

Gum and filled compounds of styrene-butadiene rubber are extruded through a laboratory extruder by varying the feeding rase at different temperatures and screw speed (rpm). The extruded compounds are vulcanized up4o their optimum cure times and the mechanical properties of the vulcanizates are determined. From the properties data obtained it Is concluded that there is a specific feeding rate wit in the starved fed region, which results In maximum Improved mechanical properties . The enhancement In properties is found to be due to better thermal and shear homogeneity.

Silane Grafting of Polyethylenes

Reactive extrusion is an attractive means of polymer processing since the shaping and reaction take place in a single operation. In this paper we report the silane grafting of polyethylenes in a single screw extruder. The optimum conditions for silane grafting, viz. temperature, shear rate, silane and DCP concentrations, were determined on a torque rheometer and then actual extrusion was performed using these conditions. The study shows that an optimum low level of grafting/ crosslinking can be introduced into polyethylene during its extrusion for better mechanical behavior and=or thermal stability without affecting the processability.