EMBRAPA-Agroindústria de Alimentos

Apresentação em tema: "EMBRAPA-Agroindústria de Alimentos"— Transcrição da apresentação:

1 EMBRAPA-Agroindústria de Alimentos
DETOXIFICAÇÃO DE TORTA DE MAMONA POR EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA Dr. José Luis Ramirez Ascheri Pesquisador EMBRAPA-Agroindústria de Alimentos 1

2 TORTA DE MAMONA Elevado teor de proteínas:
42,5% de proteína bruta, 20% de fibra e 0,78% de fósforo que é produzida na proporção aproximada de 1,2 tonelada para cada tonelada de óleo extraída. Seu alto teor de proteína torna-a atraente como alternativa para alimentação animal, porém a presença de princípios tóxicos de difícil eliminação têm tornado inviável essa alternativa, sendo a torta então utilizada apenas como adubo orgânico. A toxidez da torta de mamona é causada pela presença de três substâncias: 2

3 EXTRUSÃO Ricina A ricina é uma proteína encontrada exclusivamente no endosperma das sementes de mamona, não sendo detectada em outras partes da planta, como raízes, folhas ou caules. Ela é a principal responsável pela toxidez da torta de mamona e está entre as proteínas de maior toxidez conhecida pelo homem. Ricinina A ricinina é um alcalóide que pode ser encontrado em todas as partes da planta, podendo ser detectado desde as fases iniciais de desenvolvimento. O teor de ricinina varia muito entre diferentes partes da planta: 1,3% nas folhas (matéria seca), 2,5% em plântulas estioladas, 0,03% no endosperma da semente e 0,15% na casca da semente. CB-1A ( complexo alergênico) A fração alergênica é formada por um complexo de proteínas e polissacarídeos denominado CB-1A. Esta substância está presente na semente, pólen e partes vegetativas da planta. O teor de CB-1A na torta de diversas cultivares variou entre 6,1% e 9,0%. Para uso da torta de mamona como alimento animal, o CB-1A não representa grande entrave pois sua alergenicidade só é danosa quando ele é injetado ou absorvido pela respiração o que só acontece se houver exposição a grandes quantidades do produto em ambiente pouco ventilado. 2

4 Detoxificação Em 1938, já se sabia que o aquecimento a 140ºC por 60 a 90 minutos Em 1940, a detoxificação que consistia em ferver a torta repetidamente por curtos períodos de tempo com mudança da água após cada fervura. Nesse ano também foi concedida uma patente na Bélgica que consistia em eliminar a ricina por extração da torta com halogenetos e hidróxidos alcalinos, seguida de autoclavagem. Em 1941, outra patente foi obtida na Hungria tratando-se a torta com vapor de água e posterior remoção a vácuo do excesso de umidade. Em 1942 para tratamento da torta com água quente e clorofórmio em ebulição. Em 1949, estudos concluíram que autoclavagem por cerca de 15 minutos, ou tratamento com ácidos ou álcalis diluídos foram eficazes. Apenas o aquecimento a 80ºC não foi suficiente para eliminar os princípios tóxicos. 2

5 Detoxificação Testaram diversos processos para destoxicação da torta de mamona combinando diferentes temperaturas, adição de produtos químicos e outros processos: adição de produtos alcalinos (NaOH, KOH, Ca(OH)2), amonização, tratamento com diferentes temperaturas inclusive autoclavagem, tratamentos ácidos, uréia, permanganato de potássio e fermentação aeróbia. Vários desses métodos conseguiram inativar totalmente a ricina e o princípio alergênico da torta, estando entre os melhores o aquecimento seco a 205ºC, o cozimento da torta em flocos na presença de 2% de NaOH à pressão de 20 psgi e o cozimento com 0,9% de HCl e 3% de CH2O. Chegou-se à conclusão de que é possível eliminar o princípio tóxico da torta, porém esses estudos não consideraram a viabilidade industrial e econômica desses processos, assim como a alteração de características nutricionais e a palatabilidade do produto obtido. 2

6 Detoxificação Rhee (1987) utilizou o método de extrusão a alta temperatura e alta taxa de cisalhamento em presença de vários compostos químicos que podem complexar o complexo alergênico. Um dos produtos utilizados foi o óxido de cálcio. No trabalho não está registrada a quantidade de óxido de cálcio utilizada, porém, afirma-se que o processo de extrusão associado à adição desse óxido promove a destruição do complexo alergênico. Na década de 60, a "Sociedade Algodoeira do Nordeste Brasileiro S.A. - SANBRA" produziu uma torta de mamona destoxicada denominada Lex Protéico (Perrone et al., 1966). A partir de então, algumas pesquisas com alimentação animal foram realizadas no Brasil, obtendo-se resultados satisfatórios com o uso desse produto. Por ser protegido por patente, o processo utilizado pela SANBRA não foi divulgado. 2

7 EXTRUSÃO DEFINIÇÃO A EXTRUSÃO É UM PROCESSO DE TRATAMENTO TÉRMICO DO TIPO H.T.S.T. QUE POR UMA COMBINAÇÃO DE CALOR, UMIDADE E TRABALHO MECÂNICO MODIFICA PROFUNDAMENTE AS MATÉRIAS-PRIMAS OUTORGANDO NOVAS FORMAS E, ESTRUTURAS COM NOVAS CARACTERÍSTICAS FUNCIONAIS E NUTRICIONAIS 2

8 FUNÇÕES E EFEITOS DURANTE A EXTRUSÃO
Durante a extrusão ocorre um grande número de funções entre as quais podemos citar: transporte, moagem, hidratação, cizalhamento, homogeneização,.mistura, compresão, eliminação de gases, tratamento térmico, gelatinização de amidos,

9 FUNÇÕES E EFEITOS DURANTE A EXTRUSÃO
desnaturação de proteínas, destruição de microorganismos e compostos tóxicos, compactação, aglomeração, bombeamento, fusão parcial e plastificação da mistura, orientação de moléculas ou agregados, moldagem, expansão, formação de poros ou estruturas fibrilares, secado parcial, etc.

10 Processo de Extrusão Preconditioning Cooking Forming Shaping Final
Product

11 CONFIGURAÇÃO

12 Parâmetros UMIDADE TEMPERATURA VELOCIDADE DOS PARAFUSOS
VELOCIDADE DE ALIMENTACAO DIAMETROS DA MATRIZ CONFIGURACAO DOS PARAFUSOS MATERIA-PRIMA

13 PARAMETROS CRITICOS UMIDADE – Umidade presente no processo
Energy Térmica específica - Expressa em unidades de energia mecânica = kj/kg ou kwh/kg Por aquecimento no cilindro do extrusor Fluído térmico Aquecimento por vapor Aquecimento elétrico Por aquecimento diréto no produto extrusado Injeção de vapor Outros liquidos

14 CURVAS DE VISCOSIDADE DE PASTA -RVA
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 200 400 600 800 1200 Time (seconds) Viscosity (cP) 20 40 60 80 100 120 Temperature (C) Wenger Std. 4.5 g solids 25 mls water Short Barrel Temperatura

15 Efeito da umidade de processamento no índice de expansão
Efeito da umidade de processamento no índice de expansão. (Chinnaswamy & Hanna, 1988)

16 Efeito da velocidade do parafuso no índice de expansão

17 Efeito da temperatura no índice de expansão

18 Efeito da velocidade de alimentação no índice de expansão

19 Obrigado !! Jose L. Ascheri