Obtenção de antocianinas presentes no repolho roxo

Obtenção de antocianinas presentes no repolho roxo

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OBTENÇÃO DE ANTOCIANINAS PRESENTES NO REPOLHO ROXO (Brassica oleracea)

FLORIANÓPOLIS 2002

OBTENÇÃO DE ANTOCIANINAS PRESENTES NO REPOLHO ROXO (Brassica oleracea)

Dissertação apresentada ao Curso de Pós- Graduação em Engenharia de Alimentos do Centro Tecnológico da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial à obtenção do Título de Mestre em Engenharia de Alimentos.

Orientador : Profa

. Dra . Mara Gabriela Novy Quadri

Co-Orientador: Profº. Dr. Marintho Bastos Quadri

FLORIANÓPOLIS 2002

À professora orientadora Mara Gabriela Novy Quadri pela orientação, dedicação e minuciosa correção deste trabalho.

Ao professor co-orientador Marintho Bastos Quadri pela dedicação e desenvolvimento do modelo matemático aplicado neste trabalho.

À professora Regina de Fátima Peralta Muniz Moreira pela sua valorosa contribuição na realização deste trabalho.

À professora Josefina Steiner pela prestatividade e auxilio na realização da microfotografias em microscópio ótico.

Ao Sr. Gilmar Riegel da Industria Duas Rodas S/A por ter aceitado realizar as secagens por atomização e à Karina pelo auxilio e prestatividade.

À Cia. Lorenz pela doação de amostras de maltodextrina. Ao Sr. Willian Vagner Salla e à Ultrachem Comércio de Produtos Químicos

Ltda. pelo fornecimento das amostras de Amberlite XAD7.

À todos do Laboratório Proali que de uma forma ou de outra colaboraram para a realização deste trabalho.

Ao Daniel e ao Edivilson, secretários da pós-graduação pela prestatividade e competência.

À Capes pelo suporte financeiro concedido a realização desta pesquisa. Em especial aos amigos Lorian Livia Vicenzi, Giuliana Máximo, Toni Jefferson

Lopes, Tirzhá Lins Porto Dantas, Cintia Nagaya, Frederic Dabbas, Cleonice M. P. Sarmento, Angelina Maria de Lima Philips, Elizeu Maciel, Ronald Olavo Schwanke, Cláuber Cauê e Marcelo Max que mostram ser verdadeiros amigos nas diversas ocasiões, demonstrando o seu grande companheirismo e amizade.

Aos colegas do Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos que direta ou indiretamente contribuíram na realização deste trabalho.

Ao meu namorado Wagner André dos Santos Conceição por tudo. E a todas as pessoas que de alguma forma contribuíram na realização e conclusão deste trabalho.

Ao Wagner, minha alma gêmea, e aos meus pais por me apoiarem em todos os momentos da minha vida.

Com o objetivo de obter-se antocianinas em pó foram realizados neste trabalho estudos de separação, encapsulação e secagem do suco bruto de repolho roxo (Brassica oleracea).

O suco bruto do repolho roxo possui cerca de 35g.l-1 de açúcares redutores, o que faz com que ocorra uma rápida deterioração do suco, além de problemas em processos subsequentes (secagem por atomização, por exemplo). Para purificação parcial do suco, duas resinas adsorventes (Sephadex LH20 e Amberlite XAD7) foram estudadas através de cinéticas e isotermas de sorção.

interação resina-corante parece ser química, com entalpia de adsorção de

Dentre as duas resinas estudadas, a Amberlite XAD7 mostrou-se mais eficiente, nos processos de separação corante-açúcar e de recuperação do corante. A

17,13 kcal mol-1 . A cinética é bem descrita por uma equação empírica de pseudo- segunda ordem.

Um estudo de encapsulamento do extrato parcialmente purificado foi realizado, e maltodextrina e goma arábica foram utilizadas como material de parede Somente a goma arábica formou cápsulas enquanto que a maltodextrina atua apenas como excipiente. As emulsões foram secas por atomização e a qualidade do pó obtido foi testada. Isotermas de adsorção de umidade mostraram que o aumento do teor de material de parede na mistura diminui a higrocapacidade do pó corante seco, e que a goma arábica produz um pó mais estável a altas umidades relativas. O aumento da quantidade de maltodextrina diminui o poder de coloração da antocianina de forma não linear; a goma arábica aumenta a absorbância, porém esta pode ser devida à existência de turbidez e escurecimento da solução de corante.

In this work it was studied the separation, encapsulation and drying of anthocyanins from red cabbage (Brassica oleracea ).

Red cabbage juice deteriorates quickly and this process is accelerated by sugars present in solution. To prevent fermentation and facilitate drying, sugars (about 35 g.l-1) must be extracted. Besides fermentation and production of sulfur derivates gives a bad odour. To make a partial purification of the juice, two absorbent resins were studied: Sephadex LH20 e Amberlite XAD7. Kinetic and isotherm were developed.

Amberlite XAD7 was the best medium to separate colorant-sugar, and it gives a better colorant recuperation. Interactions between resin and colorant seems be a chemisorption: sorption entalpy found was –17,13 kcal mol-1 , and sorption kinetics was well described by a pseudo-second ordem equation.

Maltodextrin and arabic gum were used to encapsulate the colorant. Capsules in aqueous media were observed only in arabic gum solution. Maltodextrin acts as an excipient.

The quality of dried powder was tested. Humidity adsorption isotherm showed that increasing wall material content in the mixture, dried colorant higrocapacity decreases and that arabic gum produces a more stable powder at higher relative humidity. For the coloring power, increasing maltodextrin content anthocyanin colorant power decreases in a non linear way. On the other hand, increasing arabic gum content, absorbancy rises, probably due to the existence of an observed turbidity and darkness of dissolved colorant in a solution form.

A absorbância aw atividade de água b parâmetro de afinidade de Langmuir (L3M-1)

Bi Biot de massa C constante de Guggenheim

Ce concentração na fase líquida no equilíbrio (M.L-3)

Ci concentração de corante na fase liquida no interior dos poros da partícula (ML-3)

C(t) concentração na fase líquida (M.L-3)

()tC concentração média na fase líquida (ML-3)

CS(t) concentração na superfície da partícula (M.L-3)

C∞∞∞∞(t) concentração global na fase líquida externa à partícula no tempo

Def coeficiente de difusividade efetiva (L2.T) F fator de diluição

Hl calor de condensação do vapor de água pura Hm calor de sorção da primeira camada nos sítios primários

Hn calor de sorção das moléculas de água na multicamadas k fator de correção das propriedades das moléculas da multicamada com respeito ao volume de líquido k1 constante da taxa de sorção de pseudo-primeira ordem (T-1) k2 constante da taxa de sorção de pseudo-segunda ordem (M.M-1T-1) ki constante da taxa de difusão intraparticular (M.M-1T0,5) K constante da lei de Henry (L3.M)

Kconv coeficiente de transferência de massa no filme (LT-1)

KL constante de equilíbrio de Langmuir (L3.M-1) n expoente da isoterma de Freundlich qe quantidade de corante adsorvida no equilíbrio (M.M-1) qi quantidade de corante adsorvido (M.M-1) q0 quantidade máxima de corante adsorvida no equilíbrio (M.M-1) q1 quantidade de corante adsorvida no equilíbrio pseudo-primeira ordem (M.M-1) q2 quantidade de corante adsorvida no equilíbrio pseudo-segunda ordem (M.M-1) qt quantidade adsorvida em função do tempo (M.M-1) r coordenada radial (L)

R constante universal dos gases (M.L2/T2.θ.mol) R raio da partícula (L)

R2 variância t tempo (T)

T temperatura (θ) UR umidade relativa X conteúdo de umidade de equilíbrio, (M.M-1)

Xm conteúdo de umidade da monocamada, (M.M-1) ∆∆∆∆H variação de entalpia (M.L.θ-2 mole-1)

∆∆∆∆HBET variação do calor de sorção, (M.L.θ-2 mol-1) ρρρρapp densidade aparente (M.L-3) ρρρρd densidade da partícula (M.L-3) εεεεp porosidade da partícula αααα coeficiente de acomodação/fator de frequência=1

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