Ciência e Tecnologia de Alimentos ISSN: Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos.

Transcrição

1 Ciênci e Tecnologi de Alimentos ISSN: revist@sbct.org.br Sociedde Brsileir de Ciênci e Tecnologi de Alimentos Brsil Tófno de Cmpos Leite TONELI, Julin; PARK, Kil Jin; Xidieh MURR, Fernnd Elizbeth; Alves NEGREIROS, Alessndr Efeito d umidde sobre microestrutur d inulin em pó Ciênci e Tecnologi de Alimentos, vol. 28, núm. 1, enero-mrzo, 2008, pp Sociedde Brsileir de Ciênci e Tecnologi de Alimentos Cmpins, Brsil Erhältlich in: Wie zitieren Komplette Ausgbe Mehr informtionen zum Artikel Zeitschrift Homepge in redlyc.org Wissenschftliche Informtionssystem Netzwerk von wissenschftliche Zeitschriften us Lteinmerik, der Kribik, Spnien und Portugl Wissenschftliche Non-Profit-Projekt, unter der Open-Access-Inititive

2 ISSN Ciênci e Tecnologi de Alimentos Efeito d umidde sobre microestrutur d inulin em pó Effect of moisture on the microstructure of inulin powder Julin Tófno de Cmpos Leite TONELI 1,3 *, Kil Jin PARK 1, Fernnd Elizbeth Xidieh MURR 2, Alessndr Alves NEGREIROS 2 Resumo A plicção d inulin ns indústris de limentos e frmcêutics está ssocid à possibilidde de substituição do çúcr e d gordur, com bix contribuição clóric, e n formulção de medicmentos e limentos funcionis, pois tu no orgnismo de mneir similr às fibrs dietétics. A comercilizção d inulin é feit preferencilmente com o produto em pó, devido à mior fcilidde no trnsporte, emblgem e mnuseio. Dess form, é de grnde importânci conhecer o comportmento do produto qundo rmzendo sob diferentes condições de umidde reltiv. O objetivo desse trblho foi o de vlir influênci d umidde sobre microestrutur d inulin em pó, obtid prtir d secgem por tomizção de um concentrdo de inulin extrído de rízes de chicóri. A nálise d estrutur do mteril em microscópio eletrônico de vrredur demonstrou su elevd higroscopicidde. Em mbientes com tividde de águ ( w ) superior 0,3085, inulin sofreu lterções em su microestrutur que comprometerm su qulidde. Ao ser rmzend em mbiente com w = 0,5285, o mteril perdeu sus crcterístics de pó, devido à glomerção de prtículs ssocid à bsorção de umidde, e se trnsformou em um mss sólid. Ess crcterístic foi grvd com o umento d umidde reltiv do mbiente. Plvrs-chve: microscopi eletrônic de vrredur; tividde de águ; spry dryer. Abstrct The ppliction of inulin in food nd phrmceuticl industries is ssocited to the possibility of substituting sugr or ft, with low cloric contribution, nd of formulting medicine nd functionl foods, s it cts in the humn orgnism in similr wy to dietry fibers. Inulin is mostly commercilized s powder, which provides esier mnipultion, trnsporttion, storge nd consumption. Thus, it is of gret importnce to know the behvior of inulin powder when stored under different reltive humidity conditions. The objective of this work ws to evlute the influence of moisture on the microstructure of inulin powder, obtined from spry drying n inulin concentrte extrct from chicory roots. The nlysis of the structure of the mteril in scnning electron microscope demonstrted its high higroscopicity. In environments with wter ctivity ( w ) higher thn , inulin presented ltertions in its microstructure tht compromised its qulity. When inulin ws stored in n environment with w = , the mteril lost its powder chrcteristics, due to prticle gglomertion ssocited to moisture bsorption, nd it turned into solid mss. This chrcteristic ws ggrvted with the increse of the reltive humidity of the environment. Keywords: scnning electron microscopy; wter ctivity; spry dryer. 1 Introdução A inulin é um crboidrto de reserv nturlmente presente em mis de vegetis, formdo por um cdei de moléculs de frutose e um molécul de glicose terminl. Dentre esses produtos, s rízes de chicóri (Cichorium intybus) e de lcchofr de Jeruslém (Helinthus tuberosus) se destcm pr su produção em escl industril (SILVA, 1996). A plicção d inulin n indústri de limentos deve-se, principlmente, às proprieddes que tornm cpz de substituir o çúcr ou gordur, com vntgem de não resultr em incremento clórico. Pode-se, desse modo, empregá-l como ingrediente em um série de limentos, tis como chocoltes, sorvetes, iogurtes, dentre outros. Su utilizção em produtos com bix clori e teor de gordur reduzido já é bstnte difundid em píses d Europ, nos Estdos Unidos e no Cndá. Outr crcterístic importnte d inulin está ssocid às sus proprieddes nutricionis, tundo no sistem digestivo de mneir similr às fibrs dietétics, contribuindo pr o incremento dos benefícios ds bifidobctéris e, conseqüentemente, pr melhori ds condições de todo o sistem gstrintestinl. Devido esss proprieddes, indústri limentíci e frmcêutic têm encontrdo plicções pr inulin n produção de limentos funcionis, compostos nutritivos e medicmentos (ROBINSON, 1995; O BRIEN et l., 2003). Os métodos convencionlmente utilizdos pr extrir inulin de rízes de chicóri incluem lgums etps básics: lvgem dos tubérculos; ftimento ou mogem dos tubérculos; extrção de inulin com águ; trtmento do extrto com dióxido de crbono e cl; filtrgem e recuperção d inulin por Recebido pr publicção em 22/9/2006 Aceito pr publicçào em 17/12/2007 (001859) 1 Fculdde de Engenhri Agrícol, Universidde Estdul de Cmpins UNICAMP, CP 6011, CEP , Cmpins - SP, Brsil, E-mil: julin@gr.unicmp.br 2 Fculdde de Engenhri de Alimentos, Universidde Estdul de Cmpins UNICAMP, CP 6121, CEP , Cmpins - SP, Brsil, E-mil: fexmurr@fe.unicmp.br 3 Centro de Engenhri, Modelgem e Ciêncis Sociis Aplicds, Universidde Federl do ABC UFABC, Ru Snt Adéli, 166, Birro Bngu, CEP , Snto André - SP, Brsil *A quem correspondênci deve ser envid 122 Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr. 2008

3 Toneli et l. precipitção ou evporção (LAURENZO; NAVIA; NEIDITCH, 1999). A inulin é um crboidrto solúvel em águ, com solubilidde dependente d tempertur. À tempertur de 10 C, solubilidde d inulin é de 6%, o psso que 90 C, el cresce pr proximdmente 35% (SILVA, 1996). Por ess rzão, qundo inulin é resfrid ou congeld, ocorre um precipitção dos frutooligosscrídeos, provocd pel redução d tempertur. Bsendo-se nesss crcterístics d inulin, Prk et l. (2000) propuserm um processo pr obtenção de um concentrdo de inulin, utilizndo técnic de bixmento de tempertur e posterior seprção físic. No processo inulin é extríd ds rízes de chicóri por difusão em águ quente. O extrto obtido é então filtrdo e concentrdo por evporção. O extrto concentrdo é levdo um câmr de congelmento (com temperturs entre 8 e 50 C), onde ocorre decntção. Após descongelmento dos extrtos, é feit seprção físic entre s fses sobrendnte (líquid) e precipitd (semelhnte um creme), obtids pelo bixmento de tempertur do extrto. Leite (2001) estudou o processo proposto em Prk et l. (2000) e verificou que o congelmento do extrto líquido de inulin à tempertur de 15 C originou um precipitdo mis rico em inulin do que o resfrimento do extrto 8 C ou o congelmento do mesmo 11 C, o qul pode ser levdo o spry dryer pr obtenção do produto em pó. Toneli et l. (2006) verificrm que o congelmento do extrto concentrdo de inulin, à tempertur de 24 C, seguido pelo descongelmento à tempertur mbiente e centrifugção à velocidde de rpm durnte 15 minutos, resultou em um processo com elevdo rendimento de precipitção de inulin. A comercilizção d inulin é relizd preferencilmente com o produto em pó, obtido trvés d secgem por tomizção (spry dryer). Ess escolh está relciond às fciliddes de mnipulção, trnsporte, rmzenmento e consumo. Pr que hj um bom rendimento no processo de secgem por tomizção, é necessário que o processo de extrção resulte em um extrto líquido com lt concentrção de inulin. Ao finl do processo de secgem, é preciso conhecer s proprieddes do pó resultnte, de form que sej possível vlir influênci dos prâmetros de secgem sobre s crcterístics e sobre estbilidde do produto finl. Durnte rmzengem, os limentos são expostos condições de tempertur e umidde reltiv vrids. Nesss condições, eles perdem ou gnhm águ pr justr su umidde o equilíbrio com o mbiente. Qundo umidde d inulin em pó vri, lgums lterções físics, tis como glomerção ou o endurecimento, podem ocorrer (SCHALLER-POVOLNY; SMITH; LABUZA, 2000). Com finlidde de determinr e compreender s lterções ns proprieddes físico-químics relcionds à bsorção de águ, lguns prâmetros físicos podem ser vlidos (RONKART et l., 2006). A microscopi eletrônic de vrredur tem se mostrdo um ferrment eficiente pr determinção e observção do fenômeno de glomerção que ocorre n superfície de polisscrídeos. Entretnto, litertur sobre utilizção dess técnic plicd biopolímeros é muito escss (RONKART et l., 2006). Ronkrt et l. (2006) utilizrm microscopi eletrônic de vrredur mbientl pr estudr lterção estruturl sofrid pel inulin comercil em pó qundo rmzend em mbientes com tividdes de águ vrids. Esse trblho teve como principl objetivo vlir microestrutur do precipitdo de inulin em pó, trvés d microscopi eletrônic de vrredur, qundo rmzendo sob diferentes condições de umidde reltiv, à tempertur de 25 C, té o equilíbrio. 2 Metodologi 2.1 Obtenção do precipitdo de inulin O extrto líquido de inulin foi obtido prtir de rízes de chicóri cultivds no cmpo experimentl d Fculdde de Engenhri Agrícol/Unicmp em mrço de 2003 e colhids em outubro do mesmo no. As rízes form colhids, lvds, ftids e moíds. A extrção d inulin foi relizd por difusão em águ quente, n proporção de 1 kg de riz: 2 kg de águ, à tempertur de 80 C durnte 1 hor, com gitção constnte. O extrto resultnte foi filtrdo e levdo um evpordor vácuo pr concentrção. O processo de concentrção foi efetudo à tempertur de 70 C, com vácuo de 15 pol de Hg, té concentrção de 22 Brix. Pr o processo de secgem, foi utilizdo o precipitdo de inulin resultnte d seprção físic por bixmento de tempertur, de cordo com metodologi descrit em Leite (2001). Pr tl, o extrto concentrdo de inulin foi congeldo à tempertur de 24 C e, em seguid, descongeldo à tempertur mbiente (25 C). Após o degelo, seprção físic foi relizd mnulmente, despejndo-se cuiddosmente o sobrendnte em outro recipiente, sem o uxílio de qulquer mteril. 2.2 Secgem por tomizção A secgem do precipitdo de inulin foi relizd em um secdor lbortoril com sistem de tomizção em bicos (mini spry dryer), mrc BÜCHI, modelo B191, disponível no Lbortório de Tecnologi Pós-colheit/Secgem d Fculdde de Engenhri Agrícol/UNICAMP. A limentção do secdor é relizd trvés de um bomb peristáltic, cuj velocidde de rotção pode ser justd em função d velocidde máxim, que corresponde um tx de secgem de 1,5 kg de águ/hor. O processo de secgem foi relizdo à tempertur de 210 C, com o precipitdo mntido à tempertur de 25 C n limentção, que foi conduzid 5% d velocidde máxim d bomb peristáltic. O fluxo de r comprimido foi mntido constnte 600 L/hor e utilizou-se 70% d cpcidde máxim do spirdor. Esss condições form estbelecids de cordo com Toneli (2006). Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr

4 Microestrutur d inulin em pó 2.3 Estudo d estbilidde d inulin em pó Umidde de equilíbrio As mostrs de cerc de 4 g de precipitdo de inulin em pó form colocds em recipientes com umidde reltiv controld, e rmzends em estuf à tempertur de 25 C, té que tingissem o equilíbrio. Form vlidos diferentes mbientes com tividde de águ vriável entre 0,08 e 0,95, trvés do prepro de soluções sturds de sis, conforme pode ser observdo n Tbel 1. O ponto de equilíbrio foi determindo trvés d relizção de pesgens sucessivs ds três mostrs de proximdmente 1 g de precipitdo de inulin em blnç nlític, té que houvesse um estbilizção d mss n qurt cs deciml. Um vez tingido o equilíbrio, s mostrs form levds um estuf vácuo, à tempertur de 70 C por 72 hors, com pressão negtiv de 25 pol de Hg, pr determinção d umidde, de cordo com o método nº d ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS (1995). Análise d microestrutur Após o equilíbrio ter sido tingido, um pequen porção do mteril foi retird e levd o microscópio eletrônico de vrredur (MEV) pr nálise d microestrutur. As diferentes mostrs do extrto de chicóri em pó form fixds em port-espécimens metálicos (stubs) de 12 mm de diâmetro e 10 mm de ltur. A fixção foi relizd trvés do uso de um fit desiv de dupl fce convencionl, qul foi previmente plicd no stub e pressiond pr eliminr s rugosiddes. Em seguid, s mostrs form colds n prte superior d fit. Por se trtr de produto em pó, houve necessidde de se remover o excesso de mostr, pr evitr que prte del se soltsse durnte visulizção no MEV. Pr remoção do excesso, utilizou-se um pipet utomátic. Um vez que s mostrs nlisds não erm metálics, houve necessidde de se relizr um metlizção ( sputtering), cobrindo-s com um cmd fin de metl pr evitr o efeito de chrging up durnte observção no microscópio eletrônico. Com ess finlidde, relizou-se um cobertur com ouro, utilizndo o processo de evporção de ouro vácuo no metlizdor Sputter Coter Blzers SCD050, disponível no Lbortório de Microscopi Eletrônic do Instituto de Biologi (IB/UNICAMP). Pr metlizção, foi plicd um corrente de 40 ma durnte 180 segundos, tendo como gás de rrste o rgônio um vácuo de 0,05 mbr. As mostrs metlizds form mntids em um suporte fechdo, dentro de um dessecdor, té o momento d nálise no microscópio eletrônico de vrredur. O microscópio eletrônico de vrredur utilizdo pr visulizção ds mostrs foi o MEV JSM 5800LV JEOL, disponível no Lbortório de Microscopi Eletrônic do Instituto de Biologi (IB/UNICAMP). Form vlids s imgens gerds pelos elétrons secundários, celerdos um tensão de 5 kv. As imgens form cpturds n form digitl. O tmnho ds prtículs foi determindo trvés de medid diret do diâmetro ds estruturs esférics fornecids pelo microscópio com um pquímetro, utilizndo-se escl ds figurs. O diâmetro médio de cd prtícul foi estimdo tomndo-se médi entre dus medids perpendiculres. Form tomds s medids ds esfers de menor e mior diâmetro. 3 Resultdos e discussão 3.1 Precipitdo de inulin em pó O processo de secgem em spry dryer resultou em um pó fino e esbrnquiçdo, com umidde de 0,43%, como pode ser observdo n Figur Análise d estbilidde d inulin em pó à tempertur mbiente: umidde de equilíbrio Um vez que inulin em pó possui um bix umidde inicil, houve um bsorção de águ pelo produto em tods s condições mbientis, resultndo em um créscimo n umidde de equilíbrio, que vriou de 0,0181 0,1944 (bse sec). N Tbel 2 são visulizdos os vlores médios de umidde de equilíbrio correspondentes às tividdes de águ do mbiente. Devido às condições propícis proporcionds pelo elevdo teor de crboidrtos d inulin e pel lt disponibilidde de Figur 1. Precipitdo de inulin em pó. Tbel 1. Sis utilizdos pr o prepro ds soluções sturds e tividde de águ correspondente, à tempertur de 25 C 5. Sl KOH LiCl KF Mg(NO 3 ) 2 NBr KI N(NO 3 ) KCl KNO 3 w 0,0823 0,1130 0,3085 0,5289 0,5757 0,6886 0,7425 0,8099 0, Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr. 2008

5 Toneli et l. águ, os mteriis rmzendos em mbientes com tividde de águ superior 0,7425 form contmindos por fungos ntes que o equilíbrio fosse tingido, como pode ser observdo n Figur 2. A prtir dos resultdos presentdos n Tbel 2, foi trçd isoterm de sorção d inulin em pó à tempertur de 25 C (Figur 3). A isoterm presentou um formto sigmoidl típico de limentos e mteriis biológicos (tipo II), diferentemente dos çúcres cristlinos, que gerlmente presentm isoterms do tipo III (ROOS, 1995). Zimeri e Kokini (2002) e Ronkrt et l. (2006) verificrm comportmento semelhnte pr s isoterms de sorção de inulin comercil, à tempertur de 25 C. As isoterms de sorção d inulin podem vrir de cordo com o gru de polimerizção (SCHALLER-POVOLNY; SMITH; LABUZA, 2000). Conforme mss moleculr efetiv diminui o comportmento mud, provvelmente devido o fto de Tbel 2. Umiddes de equilíbrio de inulin em pó rmzend sob diferentes condições de tividde de águ, à tempertur de 25 C. Sl w Bse sec XE (kg águ /kg ms ) DP CV KOH 0,0823 0,0181 0,0017 9,14% LiCl 0,1130 0,0278 0,0010 3,61% KF 0,3085 0,0668 0,0017 2,56% Mg(NO 3 ) 2 0,5289 0,0899 0,0004 0,44% NBr 0,5757 0,1068 0,0010 0,92% KI 0,6886 0,1185 0,0004 0,34% N(NO) 3 0,7425 0,1298 0,0012 0,95% KCl 0,8099 0,1441 0,0024 1,65% K(NO) 3 0,9358 0,1944 0,0061 3,16% Condições em que inulin foi contmind por fungos. inulin ser enriquecid com frutose e scrose, que possuem mis grupos hidroxi disponíveis pr se ligr à águ, movendo form sigmoidl d isoterm do tipo II pr o tipo III (RONKART et l., 2006; SCHALLER-POVOLNY; SMITH; LABUZA, 2000). Leite, Prk e Rmlho (2002) e Nogueir (2001) determinrm s isoterms de sorção pr mostrs de inulin encpsulds com midos hidrolisdos e modificdos, vlids sob tempertur de 25 C, e verificrm um comportmento do tipo III, típico de çúcres. Berghofer et l. (1993) e Nogueir (2001) tmbém determinrm isoterm de sorção de sistems de inulin em pó, à tempertur de 25 C, e encontrrm um comportmento semelhnte. Nogueir (2001) observou umiddes de equilíbrio com vlores vrindo de 0,05 0,35 g.g 1 pr tividdes de águ entre 0,11 e 0, Análise d microestrutur Microestrutur do precipitdo de inulin em pó Observndo-se Figur 1, onde é presentd um imgem mcroscópic d inulin em pó, not-se que mesm se present como um pó fino e esbrnquiçdo, com um forte tendênci à glomerção, provvelmente devido à su lt higroscopicidde. Anlisndo-se s Figurs 4 e b, onde são presentds sus imgens microscópics, percebe-se que esse pó é formdo por prtículs esférics de diâmetro vrido. As esfers presentm, em su miori, superfície lis, hvendo lgums prtículs com leve rugosidde superficil. De cordo com Cno-Chuc et l. (2005), presenç de poucs fends ou poros superficiis e forte derênci ds prtículs menores em torno ds miores demonstr usênci de superfícies cristlins e é crcterístic de produtos morfos. b Figur 2. Amostrs de inulin em pó contminds por fungos durnte s nálises de umidde de equilíbrio; ) KCl/ w = 0,8099; e b) K(NO) 3 / w = 0,9358. Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr

6 Microestrutur d inulin em pó Umidde de equilíbrio (g de águ.g 1 de mtéri sec) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 Atividde de águ 0,70 0,80 0,90 1,00 Figur 3. Isoterm de sorção d inulin em pó à tempertur de 25 C x 5 kv 10u x 5 kv 10u Figur 4. Imgens mcroscópics e microscópics do pó resultnte do processo de secgem de precipitdo de inulin em spry dryer lbortoril; ) Imgem com umento de 1000x; e b) Imgem com umento de 2500x. Ronkrt et l. (2006) observrm microestrutur de inulin comercil em pó (mrc Wrcoing Bélgic) e definirm como forms esférics morfs, com tmnho médio vriável entre 50 e 100 µm. Leite, Prk e Rmlho (2002) estudrm b microestrutur de inulin em pó, obtid trvés d secgem de precipitdo de inulin em spry dryer lbortoril e com temperturs de r de secgem entre 186 e 193 C. Os utores observrm que o precipitdo de inulin em pó presentou prtículs esférics de tmnho vrido, com um tendênci à glomerção ds prtículs de menor diâmetro em torno ds miores, lém de um grnde quntidde de prtículs com superfície rugos. Nogueir (2001) estudou o efeito ds temperturs de entrd e de síd do r de secgem e d dição de gentes encpsulntes sobre microestrutur de inulin em pó e observou que os produtos que form secos à tempertur de entrd de 130 C presentrm microestrutur com tendênci à formção de esfers de diferentes tmnhos, ms com muits rugs em tod extensão d superfície. Aumentndo-se tempertur pr 200 C, com um tempertur de síd de 119 C, utor observou formção ds mesms estruturs esférics, porém, com superfície extern mis homogêne, presentndo pens um leve rugosidde. A formção de superfícies rugoss é um crcterístic indesejável e muito freqüente em polímeros. De cordo com Rosenberg, Kopelmn e Tlmon (1985), formção de microestruturs deste tipo fet s condições de escomento do mteril. Re (1998) relt que s imperfeições superficiis - como rugosiddes, fissurs ou colpso - ocorrem qundo há um lento processo de formção de filme durnte secgem ds gotículs tomizds. O umento d tempertur de secgem, por su vez, ument tx de formção de filme n superfície d got. O utor ssoci presenç de dentes superficiis o colpso sofrido pels gotículs nos primeiros estágios do processo de secgem. Dess mneir, pode-se tribuir mior formção de superfícies rugoss às menores temperturs de secgem. Por ess rzão, s prtículs de precipitdo de inulin em pó observds por Leite, Prk e Rmlho (2002), que form secs sob temperturs inferiores 193 C, mostrrm mior rugosidde superficil do que s presentds n Figur 4, que form secs à tempertur de 210 C. No detlhe presentdo n Figur 4b, observ-se formção de um prtícul oc, com esfers de menor diâmetro envolts por el. Esse tipo de estrutur foi reltd nos trblhos de Nogueir (2001) e Leite, Prk e Rmlho (2002), no estudo d secgem em spry dryer de suspensões composts por inulin e midos modificdos e hidrolisdos, os quis form plicdos pr exercer função de gentes encpsulntes. Re (1998) tribui formção desss grndes esfers ocs à expnsão ds prtículs durnte os últimos estágios do processo de secgem. Não há estudos relcionndo qulidde d inulin em pó o tmnho ou o formto ds prtículs. No entnto, são desejáveis prtículs com poucs imperfeições superficiis, o que grntirá um mior escobilidde do produto. Arshdi (1993) relt que influênci do tmnho d microcápsul sobre estbilidde de lguns ingredientes ind não foi clrmente explicd, embor estudos tenhm estbelecido 126 Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr. 2008

7 Toneli et l. que há um tmnho ótimo, tnto pr retenção qunto pr estbilidde do ingrediente ns microcápsuls; sendo que qued n estbilidde pode ser devido um mior gru de imperfeição de sus superfícies conforme ests umentm. Influênci d umidde sobre microestrutur O precipitdo de inulin em pó rmzendo sob diferentes condições de umidde reltiv, à tempertur de 25 C, foi vlido em microscópio eletrônico de vrredur pr verificr influênci d umidde sobre su estrutur. Qundo rmzendo em mbientes com tividde de águ de té 0,3085, observou-se pouc lterção n estrutur do precipitdo de inulin em pó, como pode ser observdo n Figur 5. O gnho de umidde resultou em um mior glomerção ds prtículs de menor diâmetro em torno ds miores (Figur 5b), que se refletiu em um empelotmento do mteril x 5 kv 10u Figur 5. Imgens mcroscópics e microscópics d inulin em pó mntid em mbiente com w = 0,3085 té o equilíbrio em 6,26% de umidde; ) Imgem mcroscópic; e b) Imgem com umento de 1500x. b (Figur 5). Ess crcterístic é indesejável, pois interfere n escobilidde do pó. No entnto, pesr do gnho de umidde, s lterções n microestrutur do mteril ind não são muito pronuncids. Qundo o precipitdo de inulin em pó é rmzendo em mbiente com w = 0,5289, ele bsorve umidde té 8,25% e sofre grndes lterções em su estrutur, como pode ser observdo n Figur 6. O gnho de pens 2% de umidde, em relção o mteril rmzendo em mbiente com w = 0,3085 (Figur 5), provoc totl glomerção ds prtículs, hvendo formção de pontes entre s microesfers, como pode ser observdo n Figur 6b. Nos detlhes presentdos ns Figurs 6c, d, notse que os espços vzios no interior ds microesfers já estão prticmente preenchidos, hvendo lgums rrs concviddes de pouc profundidde. Observndo-se Figur 6, fic clro que glomerção ds prtículs provoc um totl lterção ns crcterístics mcroscópics do precipitdo de inulin em pó. A umidde bsorvid provoc um glomerção do mteril, que perde s sus crcterístics de pó e pss ser um mss sólid e dur, formd pel união de uniddes menores. Observ-se ind um mudnç n colorção do mteril, que pss de esbrnquiçd pr crmeld, proximndo-se d cor inicil do precipitdo de inulin. Zimeri e Kokini (2002) estudrm influênci d umidde sobre cristlinidde d inulin comercil em pó. Os utores observrm que, qundo inulin em pó é rmzend em mbientes com umidde reltiv elevd, há um umento n mobilidde do sistem, fcilitd pel bsorção de águ, que fvorece reorgnizção do mteril em um form cristlin e mis estável. A bsorção de águ reduz tempertur de trnsição vítre do mteril, e qundo ele é rmzendo em temperturs superiores à su T g, ocorre recristlizção. Esses utores determinrm que, à tempertur mbiente, trnsição vítre d inulin ocorre um umidde de 18% em bse sec, correspondendo mbientes com w próxim 0,75. A prtir d umidde reltiv de 0,5289, bsorção de miores quntiddes de águ pelo precipitdo de inulin em pó resultou em um mior glomerção ds prtículs, tornndo-o um mss sólid, n qul não é mis possível distinguir s microesfers iniciis. N Figur 7, pode-se observr s estruturs mcroscópic e microscópic do precipitdo de inulin em pó pós rmzengem em mbientes com tividde de águ de 0,5289, 0,6886 e 0,7425. Anlisndo-se imgem d Figur 7b, percebe-se que os pequenos glomerdos iniciis, formdos pels pontes de ligção, pssm ser um estrutur únic, n qul é possível perceber, em um umento de 1500 vezes, pens lgums linhs estreits, indicndo os limites superficiis entre s estruturs originis. Pel Figur 7, observ-se que pr umiddes superiores 10,5% já não é mis possível distinguir s microesfers iniciis, mesmo pr umentos de 1500 vezes. A prênci poros d superfície é o único indício d estrutur inicilmente esféric do pó, que se trnsformou em um mss sólid e escur. A nálise ds imgens mcroscópics e microscópics do precipitdo de inulin em pó rmzendo em mbientes com Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr

8 Microestrutur d inulin em pó c x 5 kv 10u b d x 5 kv 10u x 5 kv 10u Figur 6. Imgem mcroscópic e imgens microscópics d inulin em pó mntid em mbiente com w = 0,5289 té o equilíbrio em 8,25% de umidde; ) Imgem mcroscópic; b) Imgem com umento de 500x; c) Imgem com umento de 500x; e d) Imgem com umento de 1500x. diferentes tividdes de águ, à tempertur de 25 C, lev à conclusão de que em mbientes com w superior 0,3085, o mteril sofre lterções em su microestrutur e que ests comprometem su qulidde de mneir irreversível. Ao tingir umidde de 8,25%, qundo rmzendo em mbiente com w = 0,5285, o mteril perde sus crcterístics de pó devido o empelotmento ssocido à bsorção de umidde, e se trnsform em um mss sólid, formd pel glomerção de uniddes menores. Ess crcterístic é grvd conforme há um umento d umidde reltiv do mbiente. Qundo inulin é rmzend em mbientes com w superior 0,7425, su qulidde é ind mis comprometid devido o precimento de fungos que provocm totl deteriorção do mteril. Em mbientes com w inferior 0,3085, máxim umidde tingid pel inulin em pó foi de 6,26%, o que provocou um leve glomerção ds prtículs de menor diâmetro em torno ds miores. Ess crcterístic é indesejável por fetr s crcterístics do produto, como escobilidde, por exemplo, porém, não se pode firmr que nesse cso houve um lterção irreversível n estrutur do mteril. Os resultdos obtidos estão de cordo com Ronkrt et l. (2006), que observrm mostrs de inulin comercil em pó rmzends em mbientes com diferentes umiddes reltivs. Pr tividdes de águ de té 0,33, à tempertur de 20 C, o mteril permneceu sob form de pó. Entretnto, prtir de um tividde de águ de 0,56, o produto encolhe e form um mss glomerd de colorção brnc e brilhnte. Esse comportmento tmbém foi reportdo por Schller-Povolny, Smith e Lbuz (2000) pr inulin comercil pr tividdes de águ prtir de 0,54. Ronkrt et l. (2006) vlirm microestrutur ds mostrs de inulin pós rmzengem sob diferentes condições de umidde reltiv, à tempertur de 20 C, e tmbém observrm formção de um mss contínu pr mbientes com tividde de águ igul ou superior 0,56. Os utores concluírm que bsorção de águ provocou um qued n tempertur de trnsição vítre bixo d tempertur de rmzengem, 128 Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr. 2008

9 Toneli et l. d x 5 kv 10u b e x 5 kv 10u c f x 5 kv 10u Figur 7. Imgem mcroscópic e imgens microscópics d inulin em pó mntid em mbientes com tividdes de águ de 0,5289, 0,6886 e 0,7425; ) Imgem mcroscópic w = 0,5757/XE = 9,68%; b) Imgem mcroscópic w = 0,6886/XE = 10,60%; c) Imgem mcroscópic w = 0,7425/XE = 11,49%; d) Aumento de 1500x w = 0,5289/XE = 9,68%; e) Aumento de 1500x w = 0,6886/XE = 10,60%; e f) Aumento de 1500x w = 0,7425/XE = 11,49%. Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr

10 Microestrutur d inulin em pó levndo o desenvolvimento d cristlinidde entre s prtículs morfs, o que cusou glomerção do mteril. Diâmetro médio ds prtículs Os vlores do diâmetro médio ds prtículs, ssim como os vlores dos diâmetros máximo e mínimo, observdos ns imgens, estão presentdos n Tbel 3. A prtir dos resultdos presentdos n Tbel 3, observse que o processo de secgem de precipitdo de inulin em pó por spry dryer produziu um pó com um diâmetro médio de 2,20 µm, sendo que o coeficiente de vrição em torno d médi foi de 73,16%. O vlor máximo observdo foi de 9,71 e o mínimo 0,74 µm. Esse resultdo demonstr que há um grnde vribilidde nos diâmetros ds prtículs formds pel secgem em spry dryer lbortoril. Nogueir (2001) observou que secgem de extrto concentrdo de inulin em spry dryer lbortoril, à tempertur de 165 C, produziu prtículs esférics com diâmetro vriável de 1,46 15,12 µm. Leite, Prk e Rmlho (2002) observrm que secgem de precipitdo de inulin por tomizção, sob temperturs entre 186 e 193 C, produziu prtículs esférics com um diâmetro médio de 2,83 µm, vrindo de 0,76 18,46 µm. Os resultdos presentdos n Tbel 5 indicm ind, que bsorção de umidde provocou um leve umento no diâmetro médio, que pssou de 2,20 µm pr um fix de 2,8 3,3 µm. No entnto, não é possível estbelecer um correlção entre umidde e o diâmetro, já que há um vribilidde muito grnde dentro de um mesm mostr. Esse umento tmbém é observdo nos vlores máximos e mínimos, que pssrm de 0,74 e 9,71 pr té 1,14 e 14,16 µm. 4 Conclusões O precipitdo de inulin, pós secgem em spry dryer, se presentou como um pó de colorção esbrnquiçd, com microestrutur formd por prtículs esférics de diâmetro vriável entre 0,74 e 9,71 μm. A estrutur superficil ds microprtículs é predominntemente lis, hvendo lgums estruturs com leves rugosiddes superficiis. O rmzenmento do precipitdo de inulin em pó em mbientes com tividde de águ vriável de 0,0823 0,7425, à tempertur de 25 C, resultou n bsorção de umidde pelo mteril. A isoterm de sorção pr esss condições foi do tipo II. A rmzengem do precipitdo de inulin em pó em mbiente com tividde de águ de 0,3085 resultou em gnho de umidde té o nível de 6,26%, provocndo um leve umento no diâmetro médio. Pr níveis superiores esse vlor, houve lterções estruturis no mteril devido à glomerção de prtículs, provocd pel bsorção de águ. Agrdecimentos À Fundção de Ampro à Pesquis do Estdo de São Pulo (FAPESP), o Conselho Ncionl de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), à Fculdde de Engenhri Agrícol (FEAGRI/UNICAMP) e à Fculdde de Engenhri de Alimentos (FEA/UNICAMP). Referêncis bibliográfics ARSHADI, R. Microcpsules for food. Journl of Microencpsultion. London, v. 10, n. 4, p , ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. Officil methods of nlysis of A.O.A.C. interntionl. 16. ed. Arlington: A.O.A.C., Inc BERGHOFER, E. et l. Pilot-scle production of inulin from chicory roots nd its use in foodstuffs. OIn: FUCHS, A. (Ed.), Inulin nd inulin contining crops. Amsterdm: Elsevier Science Ltd., p CANO-CHAUCA, M. et l. Effect of the crriers on the microstructure of mngo powder obtined by spry drying nd its functionl chrcteriztion. Innovtive Food Science & Emerging Technologies, Oxford, v. 6, n. 4, p , GREENSPAN, L. Humidity fixed points of binry sturted queous solutions. Journl of Reserch of the Ntionl Bureu of Stndrds A. Physics nd Chemistry. Wshington, v. 81A, n. 1, p LAURENZO, K. S.; NAVIA; J. L.; NEIDITCH; D. S. Preprtion of inulin products. USA Ptent number 5,968,365. oct. 19, LEITE, J. T. C. Obtenção de extrto de inulin de chicóri (Cichorium intybus) por bixmento de tempertur e secgem por spry dryer. Cmpins, p. Dissertção (mestrdo em Engenhri Agrícol) Fculdde de Engenhri Agrícol, Universidde Estdul de Cmpins, Cmpins. LEITE, J. T. C.; PARK, K. J.; RAMALHO, J. R. P. Isoterms de sorção e modelgem mtemátic d inulin em pó. In: Congresso Brsileiro de Ciênci e Tecnologi de Alimentos, 18, 2002, Porto Alegre. Anis... XVIII Congresso Brsileiro de Ciênci e Tecnologi de Alimentos. Porto Alegre: Sociedde Brsileir de Ciênci e Tecnologi de Alimentos OU864. CD ROM.. Análise d microestrutur de inulin em pó por microscopi eletrônic de vrredur. In: Congresso Brsileiro de Ciênci e Tecnologi de Alimentos, 18, 2002, Porto Alegre. Anis... XVIII Congresso Brsileiro de Ciênci e Tecnologi de Alimentos. Porto Alegre: Sociedde Brsileir de Ciênci e Tecnologi de Alimentos. 2002b. OU868. CD ROM. Tbel 3. Diâmetros máximo, mínimo e médio observdos ns imgens microscópics de precipitdo de inulin em pó com diferentes umiddes. Amostr w Umidde (%) Diâmetro médio (μm) Desvio pdrão (μm) CV (%) Diâmetro máximo (μm) Diâmetro mínimo (μm) Inulin condição ótim - 0,43 2,20 1,61 73,16 9,71 0,74 Inulin rmzend em KOH 0,0823 1,78 3,20 2,54 79,24 13,91 0,80 Inulin rmzend em LiCl 0,1130 2,70 3,30 2,67 80,88 14,16 1,14 Inulin rmzend em KF 0,3085 6,26 2,82 1,98 70,19 11,21 0, Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr. 2008

11 Toneli et l. NOGUEIRA, R. I. Processo de obtenção de inulin de chicóri (Cichorium intybus) em pó. Cmpins, p. Tese (Doutordo em Engenhri Agrícol)- Fculdde de Engenhri Agrícol, Universidde Estdul de Cmpins, Cmpins. O BRIEN, C. M. et l. Evlution of the effects of ft replcers on the qulity of whet bred. Journl of Food Engineering. Oxford, v. 56, n. 2-3, p , PARK, K. J. et l. Processo de obtenção de concentrdo de inulin por bixmento de tempertur e seprção físic. BR Ptente número PI go RE, M. I. Microecpsultion by spry drying. Drying technology. New York, v. 16, n. 6, p ROBINSON, R. K. The potentil of inulin s functionl ingredient. British Food Journl. Brdford, v. 97, n. 4, p RONKART, S. et l. Determintion of physicl chnges of inulin relted to sorption isotherms: An X-ry diffrction, modulted differencil scnning clorimetry nd environmentl scnning electron microscopy study. Crbohydrte Polymers. Oxford, v. 63, n. 2, p , ROOS, Y. H. Phse trnsitions in foods. Sn Diego, Cliforni: Acdemic Press p. ROSENBERG, M.; KOPELMAN, I. J.; TALMON, Y. A Scnning electron microscopy study of microencpsultion. Journl of Food Science. Brdford, v. 50, n. 1, p , SCHALLER-POVOLNY, L. A.; SMITH, D. E.; LABUZA, T. P. Effect of wter content nd moleculr weight on the moisture isotherms nd gless trnsition properties of inulin. Interntionl Journl of Food Properties. New York, v. 3, n. 2, p , SILVA, R. F. Use of inulin s nturl texture modifier. Cerel Foods World. St Pul, v. 41, n. 10, p , TONELI, J. T. C. L. Processos de seprção físic e secgem de inulin obtid prtir de riz de chicóri (Cichorium intybus L.). Cmpins, p. Tese (doutordo em Engenhri de Alimentos) Fculdde de Engenhri de Alimentos, Universidde Estdul de Cmpins, Cmpins. TONELI, J. T. C. L. et l. Optimiztion of physicl concentrtion process for inulin. Journl of Food Engineering. Oxford, v. 80, n. 3, p , ZIMERI, J. E.; KOKINI, J. L. The effect of moisture content on the crystllinity nd glss trnsition temperture of inulin. Crbohydrte Polymers. Oxford, v. 48, n. 3, p Ciênc. Tecnol. Aliment., Cmpins, 28(1): , jn.-mr