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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Secagem de colágeno hidrolisado com polpa de frutas em leito de jorro e spray dryer : obtenção de um alimento em pó com compostos bioativos
Title Alternative: Drying of hydrolysed collagen with fruit pulp in spouted bed and spray dryer : obtaining a powder food with bioactive compounds
Author: Butzge, José Júnior, 1986-
Advisor: Rocha, Sandra Cristina dos Santos, 1957-
Abstract: Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma formulação alimentícia em pó, de elevado valor nutricional, através da secagem de uma composição constituída por colágeno hidrolisado (CH) e polpas de frutas como uva (Vitis vinifera L.) e manga (Mangifera indica L.), sem adição de adjuvantes. Como meio de superar os problemas técnicos e científicos associados à produção de pó a partir de pastas alimentícias, avaliou-se a influência das condições operacionais de secagem e de diferentes composições de pasta no desempenho do processo e na qualidade do pó obtido, em leito de jorro e spray dryer. Ensaios preliminares foram realizados com intuito de entender e consolidar variáveis operacionais iniciais em ambos os processos. Um estudo aprofundado também foi realizado utilizando um delineamento experimental composto central rotacional para cada equipamento e polpa de fruta. As variáveis independentes estudadas foram a temperatura do ar de secagem, a vazão de atomização de pasta e proporção de CH e polpa de fruta nas pastas de secagem. As respostas obtidas foram a eficiência de secagem e o teor de antocianinas ou betacaroteno incorporados no pó. A otimização do processo e do produto foi efetuada considerando a relação do desempenho de obtenção de pó e do teor de compostos bioativos do produto final. Os pós produzidos nas condições consideradas ótimas foram caracterizados físico-química e nutricionalmente. De uma forma geral, bons resultados de eficiência de secagem foram observados em ambos os secadores e os pós obtidos apresentaram compostos bioativos incorporados no produto final. Nas condições ótimas de secagem, em leito de jorro, foram observadas eficiências de processo acima de 80% para pós com quantidades consideráveis de antocianinas ou betacaroteno, enquanto que em spray dryer a eficiência foi de aproximadamente 70% para pós feitos a partir de pastas com polpa de uva e 50% para pós com polpa de manga. A eficiência de produção de pó foi mais afetada pela composição da pasta em ambos os processos de secagem. O efeito mais pronunciado foi observado no leito de jorro, uma vez que este processo é conduzido a baixas temperaturas, que não ultrapassam a temperatura de transição vítrea de pós com elevada composição de CH. A temperatura durante a secagem em spray dryer ultrapassou a temperatura de transição vítrea dos pós. Contudo, este equipamento permite a secagem de uma vasta gama de composições. Outras variáveis do processo como vazão de alimentação e temperatura do ar também apresentam grande importância e devem ser analisadas de forma singular. A relação entre eficiência de produção de pó e preservação dos compostos bioativos no produto demonstram que os secadores de leito de jorro e spray dryer são viáveis para secagem deste ou de produtos correlatos. A composição alimentícia desenvolvia tem elevado valor nutricional e apresenta grande potencial econômico

Abstract: The aim of this work was to develop a high nutritional food powder by drying a blend of hydrolysed collagen (HC) and fruit pulps, such as grape (Vitis vinifera L.) and mango (Mangifera indica L.) without using adjuvants. As a mean to overcome the technical and scientific problems associated with the powder production by drying of food pastes, the influence of operational process conditions and different compositions on the drying performance and product quality were evaluated, in spouted bed and spray dryer. Preliminary experiments were carried out to understand and consolidate the initial variables in both processes. A detailed study was also conducted using a central composite rotatable design in each dryer device and for each fruit pulp. The independent variables were: air temperature, paste feed flow rate and the ratio of fruit pulp and HC in the paste. The responses were powder yield and composition of anthocyanins or betacaroten in the powder. The process and product optimization was made considering the relationship of powder production performance and composition of bioactive in the final product. The physicochemical and nutritional characteristics of powders produced at the optimized conditions were analyzed. In general, high drying yields were observed in both dryers and the produced powders showed bioactive compounds incorporated into the final product. At the optimized conditions, efficiencies above 80% were achieved for spouted bed drying, 70% and 50% for spray drying of pastes having 50% of grape pulp and mango pulp, respectively. Additionally, the powders showed good content of anthocyanins or betacaroten. The principal effect on the powder efficiency for both drying processes was paste composition. The composition effect is more pronounced in the spouted bed, since this process is conducted at low temperatures, not exceeding the glass transition temperature of powders with high amount of HC. The temperature during spray drying exceeded the glass transition temperature in all experiments. However, the characteristics of this equipment allowed the drying of a wide range of compositions. Other process variables such as feed flow rate and air temperature also had great importance in the process and they might be analyzed in each case. The relation between powder production efficiency and preservation of bioactive compounds in the powder showed that the spouted bed and spray dryer are feasible to drying this or other HC products. Finally, the food composition developed has high nutritional value and has great economic potential
Subject: Secagem
Processo de leito de jorro
Spray dryer
Eficiência
Polpa de frutas
Editor: [s.n.]
Citation: BUTZGE, José Júnior. Secagem de colágeno hidrolisado com polpa de frutas em leito de jorro e spray dryer: obtenção de um alimento em pó com compostos bioativos. 2016. 1 recurso online (175 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/330563>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Tese e Dissertação

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