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Extração e caracterização da mucilagem e de subprodutos da semente de chia (Salvia hispanica L.)
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciência dos Alimentos
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos
Agência de fomento
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
As sementes de Chia (Salvia hispanica L.) são uma fonte natural de ácidos graxos
ômega 3, antioxidantes, proteínas, vitaminas, minerais, fibra dietética e
mucilagem. Quando imersas em água, suas sementes geram uma solução
altamente viscosa devido à liberação de mucilagem, de carboidratos complexos, de alto peso molecular, com ampla aplicação na indústria de alimentos. Nesse
sentido, este estudo trata do desenvolvimento de um novo método de extração da
mucilagem da semente de chia baseado em processos mecânicos a baixas
temperaturas, avaliando seu rendimento, comportamento reológico, composição e
estrutura, assim como dos subprodutos derivados do processo de extração. Para
tanto, foi avaliada a composição centesimal da matéria-prima (semente de chia) de
cultivo nacional provenientes do município de Entre-Ijuís/RS, Brasil, assim como
o rendimento da mucilagem em função de diferentes razões semente:água. O novo
método baseia-se na extração por prensagem a frio e secagem por liofilização.
Foram realizadas análise da composição centesimal, coloração, reologia,
microestrutura (microscopia eletrônica de varredura/MEV), do perfil de minerais
(microanálise de raios-x/MAX) e do perfil de ácidos graxos por cromatografia da
semente de chia, das mucilagens e subprodutos. Para avaliação das propriedades
tecnológicas avaliou-se a capacidade, estabilidade e microestrutura da emulsão. A
mucilagem de sementes de chia cultivadas no Brasil foi extraída com sucesso pelo
novo método. Os parâmetros ótimos do processo ocorreram à temperatura de 27
°C com proporção semente:água de 1:20, apresentando rendimento de 8,46%. De
maneira geral, não houve diferença estatística no comportamento reológico (índice
de comportamento de fluxo, viscosidade aparente e varredura de frequência),
coloração e rendimento entre as mucilagens obtidas na razão semente:água 1:20,
1:30 e 1:40. Estas apresentaram comportamento não newtoniano, sendo o modelo
que melhor explicou os dados experimentais foi a Lei da Potência. Os diferentes
processos de extração levaram a alterações na composição das mucilagens e de
seus resíduos. De maneira geral, a semente de chia, sua mucilagem e subprodutos
apresentaram altos teores de proteínas, minerais, fibras e ácidos graxos poliinsaturados,
podendo ser utilizados, por exemplo, em produtos de panificação,
bebidas em pó, sorvetes, iogurtes, dentre outros. Através da MEV foi possível
observar que a rede macromolecular formada pelo material fibroso contido na
mucilagem manteve sua estrutura durante o processo de ultracongelamento e
liofilização. A MAX tornou possível a identificação de elementos minerais na
semente de chia e seus subprodutos. O método de extração não influencia
significativamente na capacidade emulsificante da goma, apresentando uma média
de 98%. A mucilagem obtida por extração a frio foi mais estável, apresentando
45% de estabilidade e gotículas com tamanhos desuniformes.
Abstract
Chia seeds (Salvia hispanica L.) are a natural source of Omega 3 fatty acids,
antioxidants, proteins, vitamins, minerals, dietary fiber and mucilage. When
immersed in water, the seeds produce a highly viscous solution because due to the
release of mucilage, high molecular weight complex carbohydrates with wide
application in the food industry. Thus, this study is about developing a new method
for extracting mucilage of chia seeds based on mechanical processes at low
temperatures, evaluating its performance, rheological properties, composition and
structure, as well as by-products of the extraction process. For that, it was evaluated
the chemical composition of the raw material (chia seed) of national culture from the
city of Entre-Ijuís / RS, Brazil, as well as the yield of mucilage for different
seed:water ratio. The new method is based on extraction by cold pressing and drying
by lyophilization. Analysis was made of the chemical composition, color, rheology,
microstructure (scanning electron microscopy/SEM), the mineral profile (X-ray
microanalysis) and the fatty acid profile by chromatography of chia seed, mucilage
and by-products. To evaluate the technological properties the capacity, stability and
microstructure of the emulsion were assessed. The chia seed mucilage cultivated in
Brazil was successfully extracted by the new method of extraction at low
temperatures. The optimal process parameters occurred at 27 °C with seed: water
ratio of 1:20, with yield of 8.46%. Overall, there was no statistical difference in
rheological behavior (flow behavior index, viscosity and scan frequency), color and
yield among the mucilage obtained in the seed:water ratio of 1:20, 1:30 and 1:40.
These showed non-Newtonian behavior, with the Power-law model was the one that
best explained the experimental data. The results obtained for chia seed composition
are in accordance with its profile. The different extraction processes led to changes
in the composition of mucilage and their by-products. In general, chia seed, its
mucilage and byproducts had interesting properties for food industry, such as high
levels of protein, minerals, fibers and polyunsaturated fatty acids, that can be used,
for example, in bakery products, powdered drinks, ice creams, yogurts, among
others. The SEM allowed the observation of macroscopic fibrous structure of
mucilage obtained through cold extraction process, indicating that the
macromolecular network formed by fibrous material contained in mucilage
maintained its structure in the process of deep freezing and lyophilization. The Xray
microanalysis made it possible to identify the mineral elements in chia seed and
its byproducts. The extraction method did not significantly influence the emulsifying
ability of gum, with an average of 98%. The mucilage obtained by cold extraction
was more stable, with 45% of stability and droplets of disuniform sizes.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
ISBN
DOI
Citação
TAVARES, L. S. Extração e caracterização da mucilagem e de subprodutos da semente de chia (Salvia hispanica L.). 2016. 109 p. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.
