EXTRAÇÃO E FRACIONAMENTO DE PRODUTOS DE OCORRÊNCIA NATURAL COM FLUIDOS SUPERCRITICOS

O uso de fluidos supercríticos na extração de produtos naturais tem-se mostrado como uma potencial tecnologia, apresentando inúmeras vantagens em relação à extração com solventes comuns. Nos processos envolvendo produtos naturais incluem-se desde aplicações implantadas em nível comercial, como a descafeinização do café, até investigações a nível laboratorial, tais como a extração de princípios ativos de produtos naturais (como, por exemplo, alcalóides) e encapsulamento de agentes quimioterapêuticos pela cristalização a partir de misturas supercríticas e/ou a utilização de fluidos supercríticos como anti-solventes. Objetivando o levantamento de subsídios experimentais e teóricos que contribuam para o desenvolvimento científico desta promissora tecnologia no Brasil, o Laboratório de Engenharia de Processos de Produtos Naturais do Departamento de Termofluidodinâmica da Faculdade de Engenharia Química da UNICAMP vem se dedicando, nos últimos quatro anos, ao estudo da extração de princípios ativos e do fracionamento de produtos de ocorrência natural utilizando fluidos supercríticos. Neste trabalho, apresenta-se uma exposição das atividades e os resultados obtidos por este grupo de pesquisa na área de extração e fracionamento de produtos de ocorrência natural.

Saturação de manga (Mangifera indica L.) var. rosa com açúcares

Mangas (Mangifera indica L.) var. Rosa, no estádio "de vez", selecionadas e lavadas em água contendo 8-10ppm cloro residual livre, 0,1% de detergente neutro e o pH ajustado e mantindo em 6, foram descascadas, cortadas em forma de cubos (2cmx2cm) e estes tratados em água a 85° C por 10 minutos. Após resfriados em água gelada, ficaram imersos em xarope a 30° Brix (90% de sacarose e 10% de glicose), sendo o pH ajustado para 4. Após 48 horas, o equilíbrio osmótico foi atingido, o xarope drenado, tratado termicamente, e a concentração de açúcar aumentada em 10° Brix. A cada equilíbrio, o teor de açúcar era acrescido em 10° Brix e no final do processo, os cubos atingiram 71,6 e o xarope 76,5° Brix. No início do processo, o pH decresceu, enquanto a acidez aumentou em função da autofermentação ocorrida no sistema. Cessado o processo fermentativo, o pH caminhou para o equílibrio, oscilando entre 3,8 a 3,9. O teor de açúcares redutores (AR) na fruta, que era de 2,15% no início do processo, esteve em contínuo aumento, em função dos tratamentos térmicos e do processo fermentativo, que contribuíram para que ocorresse a inversão da sacarose. No final do processso, esse teor era de 8,28%, que não foi acompanhado pelo xarope, que apresentou 5,14% de AR, devido à redução na velocidade de inversão da sacarose, ocasionada pela alta concentração de sólidos solúveis, pelo grau de absorção de AR da fruta e pelo pH do sistema. Testes de aceitabilidade revelaram que 73% dos adultos e 76% das crianças consumiriam a manga critalizada.

Produção de xarope de açúcar invertido obtido por hidrólise heterogênea, através de planejamento experimental

A utilização de açúcar líquido na indústria alimentícia constitui em vantagem nas aplicações onde o açúcar é adicionado em solução. O xarope de açúcar invertido reúne a elevada solubilidade da frutose à difícil cristalização da glicose, aumentando seu poder edulcorante e diminuindo os riscos de cristalização. Essas propriedades contribuem para aumentar o valor desses xaropes para uso em vários produtos alimentícios, sobretudo na indústria de refrigerantes. O produto de maior interesse comercial é aquele com nível de inversão próximo a 55%, pois nessa faixa a solubilidade é máxima possibilitando trabalhar com concentrações em torno de 76,5% de sólidos solúveis, diminuindo assim a susceptibilidade à contaminação microbiana, sem riscos de cristalização. O objetivo deste trabalho foi desenvolver as etapas de produção do xarope de açúcar invertido produzido a partir de resinas de troca-iônica, visando obter um produto final de alta qualidade que atenda às necessidades da indústria de refrigerantes, utilizando como ferramenta o planejamento experimental. O processo de obtenção do xarope invertido foi iniciado com a descoloração do xarope de sacarose através de duas colunas contendo resina aniônica, para então ser invertido pela eluição numa coluna de resina catiônica. O produto obtido foi isento de qualquer objeção ao paladar, inodoro, praticamente livre de cor (56 ICUMSA) e hidroximetil furfural (11ppm). A contagem microbiológica para fungos, leveduras e bactérias foi menor que 1 unidade/mL.

Propriedades físico-químicas de polifenoloxidase de feijão (Phaseolus vulgaris L.)

As atividades de polifenoloxidases do feijão (Phaseolus vulgaris L.), cultivares: (Aruã, Aporé, A774, Carioca, Diamante Negro, Ouro Branco, Pérola, RAO 33 e Rudá) foram investigadas sob condições de cinética enzimática. O pH ótimo para o extrato bruto das nove cultivares foi em pH 7,2 utilizando catecol como substrato. Nenhuma atividade PPO foi observada na presença do ácido gálico ou D,L- DOPA.

ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UNA FÓRMULA DIETÉTICA EN FUNCIÓN DE LA DISMINUCIÓN DE LISINA DISPONIBLE

En este trabajo se determinó la vida útil de una fórmula dietética para niños con síndrome diarréico, empleando la disminución de lisina disponible como indicador de deterioro. Muestras del producto fueron empacadas en envases de material multilaminado (papel-plástico-aluminio) y almacenadas a 25, 30 y 35°C, por dos meses. La lisina disponible fue medida con una frecuencia semanal y los datos fueron analizados para determinar la cinética de la reacción de deterioro y su relación con la temperatura. Al finalizar el estudio, la cantidad de lisina disponible remanente fue de 38,5% (a 25°C); 15,3 % (a 30°C) y 14,1% (a 35°C). La cinética de la reacción de deterioro fue de orden uno, dependiente de la temperatura de almacenamiento, según la ecuación de interrelación de Arrhenius, con un valor de energía de activación de 15,17 kcal/mol, por lo que cae dentro del rango de las reacciones de oxidación de lípidos. De acuerdo a las características del producto [contenido de lípidos (17,5%), proteínas (17,3%) y una actividad de agua de 0,46], la disminución de lisina pudiera ser explicada por la interacción de productos de oxidación de lípidos con proteínas. Considerando un valor de 0,422g lis/100g producto como punto crítico, se predijo la vida útil del producto a temperaturas diferentes a las evaluadas. Condiciones de almacenamiento por debajo de 30°C, garantizan un mayor período de vida útil: hasta 9 meses a 15°C, 6 meses a 20°C y 3 meses a 28°C, en función del indicador de deterioro evaluado.

Conteúdo de gordura sólida da gordura abdominal de frango, de suas estearinas e de suas misturas binárias com toucinho

O conteúdo de gordura sólida é um parâmetro utilizado para definir as aplicações mais indicadas de uma gordura, ou de misturas de gorduras, em um determinado produto. Este parâmetro é normalmente determinado por ressonância magnética nuclear e se relaciona com a consistência da gordura. O fracionamento a seco de óleos e gorduras consiste na separação dos triacilgliceróis de acordo com seu ponto de fusão através da cristalização. Além da mistura, o fracionamento é o método mais econômico no processamento de lipídios, pois se trata de um processo puramente físico, comparado às modificações químicas tais como a hidrogenação e a interesterificação, que alteram os triacilgliceróis. As interações que ocorrem entre os triacilgliceróis nas misturas promovem alterações nas propriedades físicas das gorduras. O objetivo do trabalho foi analisar as interações que ocorrem em misturas binárias de duas gorduras animais (gordura abdominal de frango e toucinho) quanto a sua propriedade de conteúdo de gordura sólida a diferentes temperaturas. Foi aplicado um modelo de regressão múltipla do tipo quadrático. Os resultados demonstraram que ocorreram os efeitos eutético e de formação de compostos entre as misturas.

Produtos de acerola: estudo da estabilidade de vitamina C

A acerola é um fruto altamente perecível e que contém altos teores de vitamina C, sendo este o seu principal atrativo em termos nutricionais. A atual legislação brasileira prevê uma variação de, no máximo, 20% do teor dos nutrientes especificados no rótulo. Devido a essa exigência seria importante que os fabricantes considerassem tanto o teor inicial de vitamina C quanto a perda ao longo da armazenagem dos produtos de acerola. Neste trabalho, foi feito o acompanhamento da estabilidade da vitamina C em polpa pasteurizada e acerola in natura congeladas, ambas armazenadas a -12ºC e -18ºC, e em suco de acerola pasteurizado engarrafado, mantido a temperatura ambiente, ao longo de 4 meses de armazenagem. As polpas congeladas não apresentaram degradação significativa durante este período, já as in natura apresentaram cinética de degradação de 1ª ordem e o suco de ordem zero. Após 4 meses de armazenagem as acerolas armazenadas a -12ºC e -18ºC apresentaram teores de 869±12 e 1.223±148 mg vit.C/100g, representando uma perda de 43% e 19%, respectivamente, em relação ao teor inicial. Polpas a -12ºC e -18ºC apresentaram teores de 1.314±6 e 1.322±2 mg vit.C/100g, respectivamente, representando uma perda de, aproximadamente, 3% e o suco apresentou uma perda de 32%, correspondendo a um teor final de 673±17mg vit.C/100g.

Estudo das propriedades físicas e de transporte na secagem de cebola (Allium cepa L.) em camada delgada

Neste trabalho estudou-se a cinética de secagem da cebola em camada delgada, comparando os valores da difusividade efetiva média baseados nas espessuras inicial e média das amostras. Estes resultados foram utilizados para a estimativa da temperatura das amostras através de um modelo térmico simplificado. Foram analisadas também as propriedades físicas e de transporte das amostras em função da umidade ao longo da operação. Os ensaios de secagem foram realizados em um secador com escoamento de ar perpendicular à área de seção transversal do leito de amostras de cebola, operando com Tar=60ºC e v ar=1,5m/s. A determinação da umidade de equilíbrio foi obtida através das isotermas de dessorção e a temperatura das amostras foi determinada por meio de um termopar inserido no centro da partícula. As massas específicas das amostras aparente e absoluta foram determinadas através dos métodos indireto e destrutivo, respectivamente. Os valores da difusividade efetiva variável de umidade foram obtidos através do método das tangentes. O modelo térmico simplificado apresentou melhor ajuste com os valores da difusividade efetiva média de secagem, baseados na espessura média. Os valores das massas específicas das amostras de cebola aparente e absoluta foram ajustados em função da umidade através da equação de LOZANO, ROTSTEIN & URBICAIN [10], apresentando coeficientes de correlação maiores que 96%. A redução de espessura do material foi de 80% em relação a da amostra inicial. Os resultados da difusividade efetiva média de umidade, baseados na espessura média das amostras, foram semelhantes aos valores médios da difusividade efetiva variável de umidade para a primeira etapa de secagem.

Obtenção de cristais de licopeno a partir de descarte de tomate

As pesquisas com licopeno têm sido intensificadas uma vez que o consumo de alimentos ricos neste caroteno, como tomate e seus produtos, tem sido associado com o menor risco de desenvolvimento de câncer de próstata. Os objetivos deste trabalho foram (1) desenvolver e otimizar um método para extração de licopeno a partir de descarte de tomate, (2) utilizar este método na obtenção de licopeno a partir de diferentes coletas de tomate, (3) obter cristais de licopeno puro e (4) acompanhar o processo de purificação de licopeno por cromatografia líquida de alta eficiência em coluna C30. O método desenvolvido e otimizado através de planejamento experimental fatorial para a obtenção de licopeno consistiu de uma etapa preliminar para retirada de água do tomate, com 4 extrações de 30 minutos, cada uma com 30mL de etanol, seguido por 4 extrações de 120 minutos com acetato de etila e relação massa/volume de 1:0,7. O teor de carotenóides médio (calculado como licopeno) obtido de 6 lotes de tomate foi de 59,2 ± 21,8µg/g. Através de duas cristalizações sucessivas obteve-se licopeno com 98% de pureza. A análise por CLAE mostrou a presença de traços dos isômeros 5-cis, 5-cis, 5'-cis- e 13-cis-licopeno no cristal de licopeno.

Estudo da produção de beta-galactosidase por fermentação de soro de queijo com Kluyveromyces marxianus

A hidrólise enzimática da lactose por beta-galactosidase desempenha importante papel no processamento de produtos lácteos, como na obtenção de leite com baixo teor de lactose para consumo por indivíduos intolerantes à mesma e na prevenção da cristalização em produtos de laticínio. Neste trabalho, a enzima beta-galactosidase foi produzida pelo cultivo do microrganismo Kluyveromyces marxianus, em meio de cultura à base de soro de queijo em diferentes concentrações iniciais de lactose e extrato de levedura, de acordo com um planejamento fatorial. As fermentações foram conduzidas em incubador rotativo a 150rpm, a 30°C e pH inicial 5,5. A concentração celular inicial foi de 10(7) células/mL. Para a extração da enzima beta-galactosidase, foi realizada autólise das células utilizando como solvente o clorofórmio em tampão fosfato. No meio de cultura enriquecido com (NH4)2SO4, KH2PO4 e MgSO4, nas concentrações iniciais de lactose e de extrato de levedura iguais a 50g/L e 12g/L, respectivamente, obteve-se uma atividade de 28,0UGl/mL e uma concentração celular máxima de 5,3g/L.

Salga de queijo tipo Minas por impregnação a vácuo

Estudou-se o uso da impregnação a vácuo (IV) para a salga de queijo tipo Minas, utilizando-se uma câmara hermética, na qual amostras de queijos (cilíndricos, com massa de 500g e dimensões de 120mm de raio por 60mm de altura) foram imersas em solução de salmoura com 22% em massa de NaCl. Os ensaios foram realizados após a etapa de enformagem e prensagem, para facilitar a reprodutibilidade estrutural dos queijos. Utilizou-se vácuo de 85,3kPa (Pabsoluta =16kPa), aplicado intermitentemente, intercalado com a recuperação da pressão atmosférica na câmara. Após períodos pré-estabelecidos, a câmara foi aberta e os queijos foram pesados e secionados, de modo a permitir a determinação da distribuição de sal no interior dos mesmos pelo método de Mohr. A salga por IV permitiu a obtenção de queijos com 1,6% em massa de sal em 15 minutos, contra 2,5 horas da salga convencional. Além disso, a distribuição de sal nos queijos salgados por IV foi mais homogênea do que nos queijos salgados por imersão em salmoura a pressão atmosférica. Esses resultados indicaram que a salga de queijos tipo Minas por IV pode ser uma boa alternativa de processamento, tanto do ponto de vista econômico como tecnológico.

Estabilidade da polpa de pitanga sob congelamento

Dentre as frutas tropicais, a pitanga, ainda pouco estudada, apresenta um grande apelo sensorial e uma excelente qualidade vitamínica devido ao seu elevado teor de carotenóides. Este trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade da polpa de pitanga preservada por congelamento (-18°C) através das análises de pH, acidez total titulável, sólidos solúveis, sólidos totais, açúcares redutores e totais e aceitação sensorial nos tempos 0, 30, 60, 90 dias, carotenóides totais e cor instrumental, nos tempos 0, 15, 30, 45, 60 e 90 dias. A reação cinética da degradação do parâmetro de cor a* se ajustou melhor ao modelo cinético de 1ª ordem (R² =91,69%). No entanto, para a diferença total de cor (deltaE*) apresentou melhor adequação ao modelo de ordem zero (R² =91,91%). Na análise sensorial, a aparência variou significativamente (p<0,05) aos 90 dias de estocagem. Houve uma forte queda na aceitabilidade sensorial e na atitude positiva de compra do néctar formulado com a polpa de pitanga armazenada por 90 dias a -18°C.

Influência da pressão, temperatura e pré-tratamentos na secagem a vácuo de cenoura e abóbora

O presente trabalho visou estudar experimentalmente a cinética de secagem a vácuo de cenoura e abóbora "in natura" e pré-tratadas por branqueamento e congelamento. Os ensaios experimentais foram conduzidos em um secador a vácuo, nas pressões de 5, 15 e 25 kPa e temperaturas de 50, 60 e 70°C. Estudou-se a influência da pressão e temperatura assim como os pré-tratamentos adotados sobre a cinética de secagem. A análise do efeito dos pré-tratamentos e dos parâmetros pressão e temperatura sobre a velocidade de secagem revelou que os melhores valores foram obtidos com a temperatura de 70°C e pressão de 5 kPa para as amostras prétratadas por congelamento. Quanto ao tipo de matéria-prima utilizado, a abóbora apresentou maiores velocidades de secagem que a cenoura, independentemente do tratamento recebido e da condição de secagem utilizada. As curvas experimentais de secagem foram ajustadas ao modelo difusional de Fick para uma placa plana infinita.

Otimização da secagem do malte de Zea mays

Neste trabalho foi feita a otimização do processo de secagem do malte de milho (Zea mays) com o objetivo de gerar um derivado de alto valor comercial sem reduzir a atividade das enzimas presentes neste, alfa e beta - amilases, e tentar agregar valor à cultura do milho. Modelos de curvas de secagem foram usados para simular as isotermas de secagem. Um planejamento fatorial completo do tipo 2² foi feito, usando como fatores o tempo (5,18; 6; 8; 10 e 10,8 h) em torno do tempo de secagem para determinação de umidade em alimento e a temperatura (54, 65 e 76 °C) próxima do ótimo das enzimas e a atividade enzimática no malte como resposta. O modelo que mais se ajustou aos dados de cinética de secagem foi o de Henderson e Henderson, e a umidade média retirada do malte foi maior que 40%. A otimização da secagem indicou que se deve operar o secador na região que se aproxima dos 54 °C e da faixa de 5,18 a 6 h de processo. O malte obtido possuiu um bom potencial enzimático, sendo possível assim, contribuir para a agregação de valor à cultura do milho.

Estudo da difusão de umidade em grãos de trigo durante a secagem

O objetivo do presente trabalho foi ajustar o modelo da difusão líquida às curvas de secagem do trigo considerando a contração volumétrica do grão e determinar os coeficientes de difusão para diversas condições controladas de temperatura e umidade relativa. Foram utilizados grãos de trigo, com teor de água inicial de 0,32 b.s. A secagem do produto foi realizada para diferentes condições controladas de temperatura, entre 25 e 55 °C, e umidade relativa de 55 ± 1%. A contração volumétrica do grão foi determinada pela relação entre o volume para cada teor de água e o volume inicial. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o modelo da difusão líquida representa satisfatoriamente a cinética de secagem do trigo para as diversas condições de ar experimentadas, não tendo sido considerado o efeito da contração volumétrica dos grãos. O coeficiente de difusão aumenta com a elevação da temperatura do ar, apresentando valores de 8,6775 x 10-11 e 42,8743 x 10-11 m².s-1 para a faixa de temperatura estudada e considerando a contração volumétrica. A relação entre o coeficiente de difusão e a temperatura pode ser descrita pela expressão de Arrhenius, que apresenta uma energia de ativação para a difusão líquida nos grãos de trigo de 42,00 kJ.mol-1.