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dc.contributor.authorRodríguez, José Arturo Romero
dc.date.accessioned2023-12-21T18:37:19Z-
dc.date.available2023-12-21T18:37:19Z-
dc.date.issued2021-08-26
dc.identifier.citationRODRÍGUEZ, José Arturo Romero. Efeito dos parâmetros de extrusão termoplástica na microestrutura e propriedades físicas do grits de milho. 2021. 108 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2021.por
dc.identifier.urihttps://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9309-
dc.description.abstractEste trabalho teve por objetivo geral estudar as diferentes mudanças que possam ocorrer com o processo de extrusão tais como a parte estrutural do material processado, os efeitos na parte proteica através do estudo em eletroforese e inclusive com os carotenoides por cromatografia, bem com as propriedades físicas de expansão em função de mudança de parâmetros tais como umidade e temperatura de processamento. No capítulo 1, apresenta-se uma revisão relacionada ao tema da Tese, na qual se abordam tópicos do processo de extrusão, tais como fenômenos físicos e químicos por ocasião das mudanças do tratamento termomecânico, características das determinações por eletroforese nas observações obtidas nas bandas proteicas. Aspectos relacionados às observações por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV), entre outros aspectos. No capítulo 2 teve por objetivo verificar o efeito da umidade e temperatura sobre a microestrutura de expandidos de grits de milho. O grits de milho normal foi processado a 15, 18 e 21% de umidade a temperaturas que variaram de 120, 140 e 160 °C, seguindo um desenho experimental fatorial 32 com duas repetições; utilizando uma extrusora Brabender de parafuso único de taxa de compressão de 5:1, matriz de 3mm de diâmetro, 14,3 mm de comprimento; velocidade do parafuso de 150 rpm e 17 rpm de velocidade de alimentação. Foram analisados índice de expansão seccional, longitudinal, volumétrica e índice de absorção de água. Logo as amostras cruas e processadas forma submetidas a análises de microscopia ótica, MEV e eletroforese. Os resultados mostraram que a umidade teve maior impacto sobre as propriedades físicas e macroestruturais dos expandidos de grits. Sendo que a 15%, apresentaram maiores valores de expansão. Com relação à absorção de água foi maior a 18% e 120 °C de temperatura. Foi observado nos resultados de MEV e eletroforese que houve diminuição do tamanho/peso do componente proteico. Desta forma o trabalho conclui que menores umidade de processamento (> 15%) e altas temperaturas < 160ºC provocam maiores taxas de cisalhamento e esforço mecânico transformando profundamente o complexo amido-proteína. No capítulo 3, o objetivo foi avaliar os efeitos da umidade de entrada (13 – 17%, base úmida) e da temperatura do barril (120 – 160 °C) nas propriedades físico-químicas e mudanças no perfil de carotenoides de expandidos extrudados de grits de milho. Os extrudados foram elaborados numa extrusora monorosca, segundo planejamento fatorial 32 com duas repetições. Os coeficientes lineares de umidade da alimentação e temperatura do barril afetaram principalmente as propriedades físico-químicas. Por outro lado, o coeficiente de interação β112 predominou as mudanças nos carotenoides totais, luteína, zeaxantina e β-caroteno. Os coeficientes quadráticos também foram importantes para mudanças na cor total (em relação à umidade de entrada) e para β-criptoxantina, energia mecânica específica e índice de expansão volumétrica (em relação à temperatura do barril). A β-criptoxantina e o β-caroteno aumentaram, enquanto a luteína e a zeaxantina diminuíram. Os modelos matemáticos desenvolvidos a partir das respostas revelaram duas regiões de operação viáveis no domínio explorado. Para um processo satisfatório, do ponto de vista tecnológico e nutricional, sugere-se a extrusão nas condições operacionais que variam entre 13,2 – 13,7% de umidade de entrada e 120 – 132 °C na temperatura do barril. Nessas condições, a entrada de energia mecânica específica necessária foi de 410 – 450 kJ/kg e extrudados com crocância com um índice de expansão volumétrica maior que 12, um trabalho de mecânico menor que 0,4 N.mm observando-se incrementos viii moderados nos níveis de β-caroteno e β-criptoxantina. O uso de cultivares mais ricas em carotenoides pode contribuir para a produção de snacks mais saudáveis.por
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal Rural do Rio de Janeiropor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectEletroforesepor
dc.subjectMicroscopia eletrônica de varredurapor
dc.subjectCarotenoidespor
dc.subjectEnergia mecânica específicapor
dc.subjectPropriedades físicaspor
dc.subjectTextura instrumentalpor
dc.subjectElectrophoresiseng
dc.subjectScanning electron microscopyeng
dc.subjectCarotenoidseng
dc.subjectSpecific mechanical energyeng
dc.subjectPhysical propertieseng
dc.subjectInstrumental textureeng
dc.titleEfeito dos parâmetros de extrusão termoplástica na microestrutura e propriedades físicas do grits de milhopor
dc.title.alternativeEffect of thermoplastic extrusion parameters on the microstructure and physical properties of corn gritseng
dc.typeTesepor
dc.description.abstractOtherThis work aimed to study the different changes that may occur with the extrusion process such as the structural part of the processed material, the effects on the protein part through the study in electrophoresis and even with carotenoids by chromatography, as well as the physical properties expansion as a function of changing parameters such as humidity and processing temperature. In chapter 1, a brief review related to the theme of the Thesis is presented, in which topics of the extrusion process are addressed, such as physical and chemical phenomena due to changes in thermomechanical treatment, characteristics of determinations by electrophoresis in the observations obtained in the band’s protein. Aspects related to observations by optical microscopy and barred electron microscopy, among other aspects. In chapter 2, the objective was to verify the effect of humidity and temperature on the microstructure of expanded corn grits. Normal corn grits were processed at 15, 18 and 21% moisture at temperatures ranging from 120, 140 and 160 °C, following a 32 factorial experimental design; using a 5:1 compression ratio single screw Brabender extruder, die 3mm diameter, 14.3 mm length; 150 rpm screw speed and 17 rpm feed speed. Sectional, longitudinal, volumetric expansion index and water absorption index were analyzed. Then the raw and processed samples were submitted to optical microscopy and scanning electron microscopy and electrophoresis analyses. The results showed that moisture had a greater impact on the physical and microstructural properties of grits expanded. At 15%, they had higher expansion values. Regarding water absorption, it was higher at 18% and 120 °C of temperature. It was observed in the SEM and electrophoresis results that there was a decrease in the size/weight of the protein component. Thus, the work concludes that lower processing humidity (> 15%) and high temperatures < 160 ºC cause higher shear rates and mechanical effort, deeply transforming the starch-protein complex. In chapter 3, the objective was to evaluate the effects of inlet moisture (13 – 17%) and barrel temperature (120 – 160 °C) on the physicochemical properties and changes in the carotenoid profile of extruded grits puffs. of corn. The extrudates were prepared in a single-thread extruder, according to a 32 factorial design with two replications. The linear coefficients of feed moisture and barrel temperature mainly affected the physicochemical properties. On the other hand, the β112 interaction coefficient predominated changes in total carotenoids, lutein, zeaxanthin and β-carotene. The quadratic coefficients were also important for changes in total color (in relation to inlet moisture) and for β-cryptoxanthin, specific mechanical energy and volumetric expansion index (in relation to barrel temperature). β-cryptoxanthin and β-carotene increased, while lutein and zeaxanthin decreased. The mathematical models developed from the answers revealed two viable operating regions in the explored domain. For a satisfactory process, from a technological and nutritional point of view, extrusion under operating conditions ranging from 13.2 – 13.7% of inlet moisture to 120 – 132 °C at barrel temperature is suggested. Under these conditions, the required specific mechanical energy input was 410 – 450 kJ/kg and crunchy extruded with a volumetric expansion index greater than 12, a mechanic work less than 0.4 N.mm, observing moderate increments in the β-carotene and β-cryptoxanthin levels. The use of cultivars richer in carotenoids can contribute to the production of healthier snacks.eng
dc.contributor.advisor1Ascheri, José Luis Ramírez
dc.contributor.advisor1ID105.290.788-13por
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7449-8815por
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1891994321882753por
dc.contributor.advisor-co1Lopes, Artur Jorge da Silva
dc.contributor.advisor-co1ID069.153.587-65por
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8412718229798932por
dc.contributor.referee1Ascheri, José Luis Ramírez
dc.contributor.referee1ID105.290.788-13por
dc.contributor.referee2Vicente, Juarez
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8391566916334257por
dc.contributor.referee3Oviedo, Manuel Salvador Vicente Plata
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1631054158466820por
dc.contributor.referee4Torrezan, Renata
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3177558052830172por
dc.contributor.referee5Barbosa, Maria Ivone Martins Jacintho
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-9624-9139por
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/3609445478725882por
dc.creator.ID062.656.837-48por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5445957779410513por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapor
dc.publisher.initialsUFRRJpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentospor
dc.relation.referencesAACC. American Association of Cereals Chemists. Approved Methods of the AACC, The Association. St. Paul, Mc., 1983. ALVAREZ-MARTINEZ, L.; KONDURY, K. P.; HARPER, J. M. A General Model for Expansion of Extruded Products. Journal of Food Science, v. 53, n. 2, p. 609–615, 1 mar. 1988. ASABE. Method of determining and expressing fineness of feed materials by sievingMichigan, United StatesAmerican Society of Agricultural and Biological Engineers, , 2008. AOAC. Official Methods of Analysis(18th ed.). Gaithersburg: AOAC International., 2005. BOUVIER, J. M.; BONNEVILLE, R.; GOULLIEUX, A. Instrumental methods for the measurement of extrudate crispness. Agro Food Industry Hi-tech, v. 8, n. 1, p. 16–19, 1997. CORTÉS, R. N. F.; GUZMÁN, I. V.; MARTÍNEZ-BUSTOS, F. Effects of Some Extrusion Variables on Physicochemical Characteristics of Extruded Corn Starch-passion Fruit Pulp (Passiflora edulis) Snacks. Plant Foods for Human Nutrition, v. 69, n. 4, p. 365–371, 2014. DE CARVALHO, L. M. J. et al. Total carotenoid content, α-carotene and β-carotene, of landrace pumpkins (Cucurbita moschata Duch): A preliminary study. Food Research International, v. 47, n. 2, p. 337–340, 1 jul. 2012. FAN, J.; MITCHELL, J. R.; BLANSHARD, J. M. V. The effect of sugars on the extrusion of maize grits: I. The role of the glass transition in determining product density and shape. International Journal of Food Science and Technology, v. 31, n. 1, p. 55–65, 1 fev. 1996. MONTGOMERY, D. C. Introduction to factorial designs. In: Montgomery DC (ed) Design and Analysis of Experiments. 8. ed. Hoboken: Wiley, 2013. p. 183–232. PACHECO, S. et al. Microscale extraction method for HPLC carotenoid analysis in vegetable 91 matrices. Scientia Agricola, v. 71, n. 5, p. 416–419, 1 set. 2014. PATHARE, P. B.; OPARA, U. L.; AL-SAID, F. A.-J. Colour Measurement and Analysis in Fresh and Processed Foods: A Review. Food and Bioprocess Technology 2012 6:1, v. 6, n. 1, p. 36–60, 11 maio 2012. TAN, J.; GAO, X.; HSIEH, F. Extrudate Characterization by Image Processing. Journal of Food Science, v. 59, n. 6, p. 1247–1250, 1 nov. 1994. VARGAS-SOLÓRZANO, J. W. et al. Impact of the Pretreatment of Grains on the Interparticle Porosity of Feed Material and the Torque Supplied During the Extrusion of Brown Rice. Food and Bioprocess Technology, v. 13, n. 1, p. 88–100, 1 jan. 2020.por
dc.subject.cnpqCiência e Tecnologia de Alimentospor
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dc.originais.urihttps://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/6501
dc.originais.provenanceSubmitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2023-04-05T12:46:42Z No. of bitstreams: 1 2021 - José Arturo Romero Rodríguez.pdf: 5045893 bytes, checksum: 64a973875c7eccf3765183eb777d2c0b (MD5)eng
dc.originais.provenanceMade available in DSpace on 2023-04-05T12:46:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2021 - José Arturo Romero Rodríguez.pdf: 5045893 bytes, checksum: 64a973875c7eccf3765183eb777d2c0b (MD5) Previous issue date: 2021-08-26eng
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