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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Produção de partículas com óleo essencial de laranja e óleo de peixe por vacuum spray drying e spray drying : Production of particles with orange essential oil and fish oil by vacuum spray drying and spray drying
Title Alternative: Production of particles with orange essential oil and fish oil by vacuum spray drying and spray drying
Author: Ramos, Fernanda de Melo, 1988-
Advisor: Prata, Ana Silvia, 1977-
Abstract: Resumo: A técnica de spray drying permite a obtenção de um produto em pó a partir da atomização de uma suspensão, solução ou emulsão em uma câmara abastecida com ar a uma alta temperatura. Apesar de ser uma das técnicas mais utilizadas para a obtenção de alimentos em pó, há estudos que evidenciam a degradação de compostos termossensíveis durante este processo. O vacuum spray dryer (VSD) é um equipamento desenvolvido com o intuito de aliar as vantagens da secagem por atomização (maior área de troca térmica) com as vantagens da liofilização (secagem a baixas temperaturas devido ao uso de vácuo), permitindo assim a obtenção de partículas ricas em compostos termossensíveis. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver micropartículas carreadoras de óleo essencial de laranja e de óleo de peixe por meio da secagem em spray dryer (SD) e vacuum spray dryer, compreendendo os efeitos sobre a preservação de compostos sensíveis. Inicialmente, um modelo matemático envolvendo balanços de massa e energia foi validado durante a secagem de maltodextrina de cadeia longa no VSD. Posteriormente uma emulsão cineticamente estável com óleo essencial de laranja como ativo, e uma combinação de maltodextrina e amido modificado como materiais de parede foi seca em spray dryer convencional e em vacuum spray dryer. Para o VSD, a secagem foi conduzida nas condições operacionais definidas após testes preliminares com solução de maltodextrina que forneceram maior rendimento de processo e menor teor de umidade do produto. Para a configuração convencional foram utilizadas condições já estudadas e apresentadas na literatura. As partículas com óleo essencial de laranja produzidas no VSD apresentaram menor diâmetro médio (14.38 ?m) e molhabilidade (94 s), além de maior eficiência de encapsulação (99.8%), atividade de água (0.41) e umidade (6.27%) quando comparadas às obtidas na configuração convencional do secador. Além disso, verificou-se maior retenção de voláteis (limoneno - 111.68 %) quando se aplicou a atomização em baixa pressão. Sugere-se que a retenção elevada de óleo nessas partículas reduziu a estabilidade oxidativa no período avaliado de 48 horas pelo teste acelerado. As micropartículas produzidas sob vácuo apresentaram menor porosidade entre partículas e menor adsorção de água. Ambas as técnicas de secagem resultaram em partículas amorfas e nenhuma interação entre os materiais de parede e o óleo encapsulado foi observada. A solubilidade das partículas não foi afetada pelo tipo de processo empregado. Embora tenham sido observadas alterações morfológicas causadas pelo vácuo, para ambas tecnologias, a maioria das partículas não apresentou rachaduras na estrutura. Por fim, empregou-se as duas técnicas para secagem de uma emulsão contendo óleo de peixe como material ativo e maltodextrina e amido modificado como materiais de parede. As partículas recuperadas no VSD apresentaram melhor estabilidade oxidativa e maior eficiência de encapsulação (87.21%) quando comparadas às partículas obtidas no secador convencional (69.22%). Ambas partículas eram ocas, com paredes contínua e sem fissuras aparentes ou rachaduras em suas estruturas. O tipo de processo afetou significativamente as propriedades físico-químicas e estruturais das partículas como diâmetro médio, teor de umidade e atividade de água

Abstract: Spray drying is a technique applied to obtain a powdered product through the atomization of a suspension, solution or emulsion in a chamber with air at high temperatures. Despite being one of the most widely used techniques for obtaining powdered foods, there are many studies that show the degradation of thermosensitive compounds during this process. For increasing the protection of these compounds, the vacuum spray dryer (VSD) allows the production of particles under high heat exchange area, as in the spray-dryers (SD), but at low temperatures due to the use of vacuum, as in the freeze-dryers (FD) allowing the protection of the thermosensitive compounds. The main objective of this work was to understand the effects of the SD and VSD on the production of microparticles containing orange oil or fish oil. Firstly, a mathematical model of mass and energy balances was validated for the drying of long-chain maltodextrin in VSD. Afterwards, a kinetically stable emulsion with orange essential oil as active, and a combination of maltodextrin and modified starch as wall materials was dried in conventional SD and in VSD. For VSD, the drying was carried out under the operational conditions defined after preliminary tests with solution of the maltodextrin that provided higher process yield and lower moisture content of product. For the conventional configuration, the conditions of the literature were used. The VSD produced orange essential oil particles with smaller mean diameter (14.38 ?m) and wettability (94 s), as well as higher encapsulation efficiency (99.8%), water activity (0.41) and moisture content (6.27%) when compared to those obtained in the SD. In addition, higher volatile retention (limonene - 111.68 %) was observed when low pressure atomization was applied. The highest oil retention in these particles could reduce oxidative stability over 48 hour evaluated by the accelerated test. The microparticles produced under vacuum showed lower inter-particle porosity and lower water adsorption. Both drying techniques resulted in amorphous particles and no interaction between the wall materials and the encapsulated oil was observed. The solubility of the particles was not affected by the type of process employed. Although morphological changes caused by vacuum were observed, for both technologies, most of the particles did not crack in the structure. Finally, both techniques were employed for drying of an emulsion containing fish oil as active material and maltodextrin and modified starch as wall materials. The particles produced in VSD showed better oxidative stability and higher encapsulation efficiency (87.21 %) when compared to particles obtained in the conventional dryer (69.22%). Both particles were hollow, with continuous walls and no apparent cracks or fissures in their structures. The type of process significantly affected the physicochemical and structural properties of particles such as average diameter, moisture content and water activity
Subject: Compostos ativos
Vácuo
Secagem
Microencapsulação
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: RAMOS, Fernanda de Melo. Produção de partículas com óleo essencial de laranja e óleo de peixe por vacuum spray drying e spray drying: Production of particles with orange essential oil and fish oil by vacuum spray drying and spray drying. 2020. 1 recurso online (192 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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