Estudo de isotermas de adsorção de umidade e estimativa de estabilidade em suplemento alimentar em pó
Lucimar Gomes Oliveira Duarte
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP D85e
[Study of moisture adsorption isotherms and stability estimation in powdered food supplement]
Campinas, SP : [s.n.], 2024.
1 recurso online (93 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientadores: Carlos Alberto Rodrigues Anjos, Flavio Luis Schmidt
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: O consumo de suplementos alimentares vem aumentando nos últimos anos, devido a busca por uma vida mais saudável, prática de exercícios, e maior acesso a informações sobre os seus benefícios. Como reflexo, também aumentaram as pesquisas científicas sobre o produto direcionadas à saúde. Porém,...
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Resumo: O consumo de suplementos alimentares vem aumentando nos últimos anos, devido a busca por uma vida mais saudável, prática de exercícios, e maior acesso a informações sobre os seus benefícios. Como reflexo, também aumentaram as pesquisas científicas sobre o produto direcionadas à saúde. Porém, há poucos estudos relacionados às isotermas, Atividade de água crítica, vida de prateleira e dimensionamento de embalagens. A falta desses estudos, pode resultar no super-dimensionamento de embalagens, ou na perda da qualidade do produto anterior a data de validade. O objetivo desse trabalho foi determinar as isotermas de adsorção de umidade de um suplemento alimentar do tipo whey protein em pó (SWP), pelo método Dynamic Dewpoint Isotherm (DDI) e sua Atividade de água crítica. O estudo envolveu o conhecimento das isotemas de adsorção de umidade dos ingredientes presentes na formulação, para compreensão do mecanismo de interação entre as adsorções e qual a relação dessa interação com a estabilidade do produto final, dimensionamrno da embalagem e estimativa de um prazo de vida de prateleira adequada ao produto. Para realizar as Isotermas, utilizou-se o equipamento Aqualab VSA, de altíssima precisão, em conjunto com o Software Toolkit 1.0.1328. Foram analisadas amostras do SWP, de uma marca comercial e de seus ingredientes: Proteína do soro do leite concentrada a 80%, Proteína do soro do leite concentrada a 60%, Cacau em pó alcalino, Aroma artificial idêntico ao natural de chocolate, Aroma mascarador e Sucralose. As Isotermas mostraram que há maior ganho de umidade pelo produto na temperatura de 25 °C. Obteve-se para o suplemento, Atividade de água crítica, de 0,59; 0,55, 0,52 e 0,50 nas temperaturas de 20°C, 25 °C, 30 °C, e 40 °C, indicando a temperatura de 20°C, como melhor para o armazenamento. Os modelos matemáticos foram testados pelo software Toolkit 1.0.1328; GAB e BET foram adequados, com R2 de 0,933 a 0,988 e monocamada entre 3,2 e 4,5 U% (bs); DLP, com R2 0,992 a 0,998 justificou melhor a curva. As isotermas e Aw crítica dos 6 ingredientes, mostraram interação positiva na composição, que pode ter aumentado a Atividade de água crítica e o tempo até a Transição Vítrea do produto final. Foi calculada a TPVA adequada para uma embalagem que conservasse o produto, por 1, 2 e 3 anos e estimada a vida de prateleira, em embalagem flexível, multicamadas, "stand up", pouch, não comtemplando falhas de vedação. O cálculo foi feito com base em dados reais de T, U e Patm de 5 cidades, representantes de 3 regiões geográficas. Considerando a estabilidade do produto quanto à adsorção de umidade, os filmes com TPVA de 0,8 e 1,8 gH2O/m2/dia, ofereceram 2 a 5 meses de vida de prateleira, em temperatura de 40 °C, e de 1 a quase 3 anos em temperaturas próximas de 20 °C. Uma embalagem ideal para conservar o produto por 1 ano a 40 °C, teria TPVA de 0,322 gH2O/m2/dia, ou por 2 anos TPVA de 0,161 gH2O/m2/dia
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Abstract: The consumption of dietary supplements has increased in recent years, due to the search for a healthier life, exercise, and greater access to information about their benefits. As a result, scientific research on the product aimed at health has also increased. However, there are few studies...
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Abstract: The consumption of dietary supplements has increased in recent years, due to the search for a healthier life, exercise, and greater access to information about their benefits. As a result, scientific research on the product aimed at health has also increased. However, there are few studies related to isotherms, critical water activity, shelf life and packaging sizing. The lack of these studies can result in over-sizing of packaging, or loss of product quality prior to the expiration date. The objective of this work was to determine the moisture adsorption isotherms of a dietary supplement such as whey protein powder (SWP), using the Dynamic Dewpoint Isotherm (DDI) method and its critical water activity. The study involved knowledge of the moisture adsorption isotherms of the ingredients present in the formulation, to understand the mechanism of interaction between adsorptions and the relationship of this interaction with the stability of the final product, packaging size and estimation of a shelf life. shelf suitable for the product. To carry out the Isotherms, the Aqualab VSA equipment, of very high precision, was used, together with the Software Toolkit 1.0.1328. Samples of SWP, a commercial brand and its ingredients were analyzed: 80% concentrated whey protein, 60% concentrated whey protein, alkaline cocoa powder, chocolate identical natural artificial flavor, masking flavor, and Sucralose. The Isotherms showed that there is a higher moisture gain by the product at a temperature of 25°C. For the supplement, critical "Water Activity" of 0.59, 0.55, 0.52, and 0.50 was obtained at temperatures of 20°C, 25°C, 30°C, and 40°C, respectively, indicating that the best storage temperature is 20°C. The mathematical models were tested by the Toolkit software 1.0.1328; GAB and BET were suitable, with R2 from 0.933 to 0.988 and a monolayer between 3.2 and 4.5 MC% (db); DLP, with R2 from 0.992 to 0.998, better justified the curve. The isotherms and critical Aw of the 6 ingredients showed a positive interaction in the composition, which may have increased the critical "Water Activity" and the time until the glass transition of the final product. The appropriate WVTR was calculated for packaging that would preserve the product for 1, 2, and 3 years and the "shelf life" was estimated in a flexible, multilayer, stand-up, pouch packaging, considering that there are no sealing failures. The calculation was based on real data of temperature, humidity, and pressure from 5 cities, representing 3 geographical regions. Considering the product's stability regarding moisture adsorption, films with WVTR of 0.8 and 1.8 gH2O/m2/day offered a shelf life of 2 to 5 months at a temperature of 40°C, and from 1 to almost 3 years at temperatures close to 20°C. An ideal packaging to preserve the product for 1 year at 40°C would have a WVTR of 0.322 gH2O/m2/day, or for 2 years a WVTR of 0.161 gH2O/m2/day
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Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
Aberto
Anjos, Carlos Alberto Rodrigues, 1957-
Orientador
Schmidt, Flavio Luis, 1967-
Coorientador
Gumerato, Homero Ferracini, 1957-
Avaliador
Cristianini, Marcelo, 1964-
Avaliador
Estudo de isotermas de adsorção de umidade e estimativa de estabilidade em suplemento alimentar em pó
Lucimar Gomes Oliveira Duarte
Estudo de isotermas de adsorção de umidade e estimativa de estabilidade em suplemento alimentar em pó
Lucimar Gomes Oliveira Duarte