Orientador: Chin Shu Chen

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agrícola

Resumo: O presente estudo tem como objetivo o desenvolvimento de um processo de recuperação das proteínas do plasma sanguíneo de frangos, visando a obtenção de um concentrado protéico para utilização na alimentação humana. O processo compreende, fundamentalmente, as seguintes operações: coleta,...

Resumo: O presente estudo tem como objetivo o desenvolvimento de um processo de recuperação das proteínas do plasma sanguíneo de frangos, visando a obtenção de um concentrado protéico para utilização na alimentação humana. O processo compreende, fundamentalmente, as seguintes operações: coleta, centrifugação, concentração e secagem. Para cada uma destas etapas, estudaram-se os efeitos das operações e suas variáveis mais importantes, em função da qualidade, características e propriedades do produto final, com a finalidade de se estabelecer as condições ótimas de processamento. Na primeira etapa do processo, foi utilizada solução de citrato de sódio como anticoagulante, na concentração final de 0,5%. O sangue, coletado durante a sangria dos animais, foi misturado, de forma contínua, com o anticoagulante, obtendo-se o sangue líquido. Dentro das primeiras 3 horas, após a coleta, o sangue líquido foi centrifugado para se separar a massa celular do plasma. Na centrifugação do sangue, utilizou-se uma centrífuga contínua de câmara e disco, determinando-se para este equipamento, a posição da interfase de separação plasma/massa celular. Foram estudados, também, alguns dos fatores que influenciam na sedimentação, tais como: densidade, diâmetro da partícula, viscosidade e temperatura. Como parâmetros de operação estudados na centrifugação, incluiram-se: vazão de alimentação e força-rotacional. Resultando que, para o equipamento utilizado, com valores de força rotacional maiores do que 4000 x G e vazão de alimentação menor do que 150 kg/h, obtém-se plasma puro, com um rendimento de recuperação de aproximadamente 82%. A concentração do plasma foi realizada, para efeito de comparação, através de duas operações unitárias diferentes (evaporação a vácuo e osmose inversa). Na evaporação a vácuo, utilizou-se o evaporador "Centri-Therm", concentrando o plasma ate 25% de sólidos, funcionando a uma temperatura de evaporação de 45°C. As proteínas do plasma concentrado por esta operação apresentaram uma porcentagem de desnaturação de aproximadamente 7%. Pelas equações desenvolvidas para a determinação dos efeitos da concentração sobre as propriedades físicas e químicas do plasma, verificou-se que: proteína, cinzas, índice de refração e densidade apresentam-se como uma função linear de concentração, enquanto que a viscosidade, como uma função logarítmica. Na osmose inversa, estudaram-se os efeitos da pressão, da vazão de alimentação e da concentração no fluxo do permeado, observando-se que este aumenta com a vazão e a pressão até um ponto no qual tende a ser independente devido aos efeitos de polarização por concentração. Encontrou-se que o fluxo do permeado é inversamente proporcional ao logaritmo da concentração, obtendo-se uma concentração máxima de 18% de sólidos. A membrana apresentou parcial permeabilidade nos sais enquanto que, às proteínas, apresentou rejeição total. Na secagem, amostras de plasma sem concentrar e plasma concentrado por evaporação e por osmose inversa, foram levados ao secador "spray", utilizando-se condições similares durante a secagem dos diferentes lotes. Nesta operação, verificou-se que a solubilidade das proteínas diminui ã medida em que aumenta a temperatura de secagem. Verificou-se também, que a porcentagem de desnaturação térmica das proteínas do plasma e mais uma função da temperatura que do tempo , e que a temperatura máxima que se pode utilizar, na saída do ar do secador, para que não ocorra a desnaturação durante a secagem, é de 58ºC. As análises referentes a porcentagens de proteína, sua desnaturação e solubilidade, cinzas e densidade aparente mostraram que os melhores resultados são obtidos utilizando-se o plasma pré-concentrado por osmose inversa. O processo foi desenvolvido em escala piloto, utilizando-se cerca de 1.200 kg de sangue de frango. Os resultados encontrados nas diferentes experiências realizadas em cada etapa poderão, certamente, ser utilizados visando à sua aplicação em escala industrial, não somente para o aproveitamento do sangue de frango como também do sangue de outros animais. O aproveitamento deste subproduto, caracterizado pela sua riqueza proteica, seria uma contribuição para a resolução do grave problema de sub-alimentação popular

Abstract: The objetive of the present study was to develop a process for the recovery of proteins from chiken blood plasma in the form of a protein concentrate amenable to human consumption. The process includes four basic operations: collection, centrifugation, concentration and drying....

Abstract: The objetive of the present study was to develop a process for the recovery of proteins from chiken blood plasma in the form of a protein concentrate amenable to human consumption. The process includes four basic operations: collection, centrifugation, concentration and drying. Optimization of the conditions for the over-all process was done by studying the effects of the most important parameters on the characteristics of the final product at each stage. For the first stage of the process, blood collected from bleeding animals was continuously mixed with a sodium citrate solution (0,5 % final concentration) in order to prevent coagulation. The blood was separated into plasma and red blood cell fractions by centrifugation within three hours of collection. This operation was accomplished in a continuous disk-bowl separator. The plasma/cellular mass interface position was determined for this equipment. Some of the factors influencing the sedimentation, such as: particle diameter, density, viscosity and temperature, were also studied. Feed rate and centrifugal force were the two parameters studied in this operation. Pure plasma was obtained (about 82% recovery) utilizing centrifugal forces greater than 4000 x g, and a feed rate lower than 150 kg/h. Plasma concentration was accomplished by two different methods: vacuum evaporation and reverse osmosis. A centrifugal film evaporator ("Centri-Therm") was used to concentrate up to 2 5% solids and operated at 45ºC. The resulting plasma proteins showed about 7 % denaturation. A linear relationship between the concentration of plasma and the physical-chemical properties of protein, ash, index of refraction and density was found. The viscosity showed a logarithmic dependence on the concentration. Results by membrane concentration showed that increases in the feed flow rates and applied pressures could result in a higher permeate flux which was leveled off as a result of a concentration-polarization effect. The permeate flux was related to the plasma concentration by a logarithmic function. The maximum concentration obtained was 18% solids. While the membrane was partially permeable to the plasma salts, plasma proteins were completely retained. The products obtained by the two methods of concentration were dehydrated by spray drying under similar conditions. Drying at elevated temperature resulted in a loss of protein solubility. It was also found that the increase in per-cent heat protein denaturation was dependent more upon temperature than the time of heating. The maximum outlet air temperature that did not produce denaturation was 58°C. The results of physical-chemical analysis indicated that better product was obtained by reverse osmosis concentration