Formulação e avaliação físico-química e tecnológica de rações extrudadas para peixes
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2019 |
| Tipo de documento: | Tese |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ |
| Texto Completo: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9301 |
Resumo: | A aquicultura brasileira é uma atividade que nos últimos anos tem apresentado um expressivo crescimento. O sucesso desta atividade depende da utilização de rações com qualidade nutricional e baixos custos. A ração representa o maior custo de produção, por isso é necessário considerar sua produção utilizando matérias-primas e/o ingredientes alternativos e disponíveis em cada região. O objetivo deste estudo foi estudar o efeito das variáveis do processo de extrusão de duas dietas formuladas com dois níveis de inclusão de farelo de soja (FS) e farinha de carne e ossos (FCO), com teor de 35% de proteína bruta, para peixes em fase juvenil, utilizando uma ração comercial como controle. No capítulo I apresenta-se uma revisão de literatura sobre a importância da qualidade das matérias-primas, vantagens e desvantagens dos processos de fabricação de rações. No capítulo II apresenta-se experimentos com as formulações, processamento, e análises das rações. Foram realizados testes preliminares utilizando farinha de peixe e outras fontes proteicas na formulação, visando obter resultados de extrudabilidade dos ingredientes, aglutinação e formatação, semelhantes aos pellets da ração comercial. Posteriormente realizou-se a formulação final e as avaliações físico-químicas das rações comerciais para efeito de comparação. Processamentos com oito formulações contendo 250g de amostra cada, dieta “A” com 25% de FS e 40% de FCO, e a dieta “B” com 10% de FS e 55% de FCO foram processadas com 28 e 40% de umidade inicialmente, reduzindo depois para 20 e 25%. No processo de extrusão utilizou-se uma extrusora de parafuso único marca Brabender™, modelo 20DN. As temperaturas foram 50, 80, 100 °C, rotação do parafuso de 150 rpm, parafuso de 3:1 e matriz circular de 3mm. Os pellets resultantes foram avaliados quanto ao índice de expansão radial (IER) e índice de expansão seccional, densidade, absorção (IAA) e solubilidade (ISA) em água, propriedades de pasta (RVA), difração de raios-X, composição centesimal, minerais e perfil de aminoácidos. Os resultados obtidos dos testes preliminares não foram os esperados enquanto a sua formatação, impossibilitando sua caraterização física e tecnológica, descartando o material. Posteriormente foram realizadas as substituições dos ingredientes e feito ajustes nos parâmetros do processo. Os resultados com 28 e 40% de umidade, apresentaram valores muito heterogêneos nas propriedades físicas, porém alguns próximos aos valores da ração comercial. Isto foi determinante para reduzir os parâmetros de umidade. Os resultados com umidades de 20 e 25% mostraram que houve uma melhoria enquanto às propriedades físicas, no entanto foi observado resultados elevados de densidade aparente, valores altos de densidade afetam negativamente nas características tecnológicas como a flutuabilidade. Os IER e IES, apresentaram um aumento como efeito da redução da umidade próximos da ração comercial. Enquanto aos resultados do IAA, observou-se um leve aumento quando processadas com 25% de umidade, sendo próximos da ração comercial, isto como efeito da redução do grau de cozimento. Em relação ao ISA observou-se que não houve notória diferença, pois, os valores estão próximos da ração comercial. Os resultados de viscosidade máxima de pasta com 28 e 40% de umidade, apresentaram valores muito heterogéneos, maiores que a ração comercial, no entanto, com teor reduzido (20 e 25%) apresentaram valores mais baixos, indicando também baixo grau de cozimento. Enquanto a Difração de raios-X, os valores obtidos estão muito próximos à amostra comercial, com exceção da dieta A28, indicando que ainda existe cristalinidade do amido. As análises químicas foram realizadas apenas para os experimentos com 20 e 25% de umidade por apresentar melhores características físicas. Os resultados da composição proximal das dietas A e B quanto a proteína bruta (PB), foi em média de 38%, o efeito da secagem pós extrusão disponibilizou maior teor de PB comparado com a ração comercial (30.19%). O Extrato etéreo das dietas B20 e B25 apresentaram valores maiores que a amostra comercial. Na composição de minerais os resultados foram superiores da amostra comercial, especialmente em Ca e P. Isto pode estar relacionado com o nível de inclusão de FCO. Os resultados do perfil de aminoácidos apresentaram valores superiores frente à ração comercial, destacando-se os aminoácidos essenciais. Conclui-se que os pellets podem ter uma densidade maior, não apenas devido à sua formulação e umidade de processamento, mas também devido ao seu baixo grau de cozimento no processo. Pode-se melhorar a densidade e o grau de expansão se a umidade de processo for reduzida em combinação com outras variáveis. Devido ao grau de cozimento reduzido, os valores de absorção de água, viscosidade de pasta e cristalinidade do amido foram elevados. A presença de minerais, a proporção de Ca e P, consideram-se um pouco acima do ideal relatado na literatura, a proporção da farinha de carne e ossos na formulação pode ter influenciado no resultado. Do ponto de vista da qualidade dos aminoácidos, as dietas quando processadas por extrusão com os parâmetros adequados, diminui perdas por aquecimento excessivo durante a cocção, apresentando-se em maior percentagem, e por tanto com maior benefício na nutrição de peixes. O presente trabalho sugere realizar ajustes nos parâmetros do processo de extrusão e formulação das dietas, com a finalidade de obter melhores características físico-químicas, e tecnológicas dos pellets. |
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Arevalo, Arturo MelendezAscheri, José Luís RamírezCPF: 105.290.788-13Oliveira, Gesilene Mendonça deRamos, Leonardo Rocha VidalFogaça, Fabiola Helena dos SantosTorrezan, RenataCPF: 061.123.417-35http://lattes.cnpq.br/81139364354657892023-12-21T18:37:15Z2023-12-21T18:37:15Z2019-06-07AREVALO, Arturo Melendez. Formulação e avaliação físico-química e tecnológica de rações extrudadas para peixes. 2019. 77 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2019.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9301A aquicultura brasileira é uma atividade que nos últimos anos tem apresentado um expressivo crescimento. O sucesso desta atividade depende da utilização de rações com qualidade nutricional e baixos custos. A ração representa o maior custo de produção, por isso é necessário considerar sua produção utilizando matérias-primas e/o ingredientes alternativos e disponíveis em cada região. O objetivo deste estudo foi estudar o efeito das variáveis do processo de extrusão de duas dietas formuladas com dois níveis de inclusão de farelo de soja (FS) e farinha de carne e ossos (FCO), com teor de 35% de proteína bruta, para peixes em fase juvenil, utilizando uma ração comercial como controle. No capítulo I apresenta-se uma revisão de literatura sobre a importância da qualidade das matérias-primas, vantagens e desvantagens dos processos de fabricação de rações. No capítulo II apresenta-se experimentos com as formulações, processamento, e análises das rações. Foram realizados testes preliminares utilizando farinha de peixe e outras fontes proteicas na formulação, visando obter resultados de extrudabilidade dos ingredientes, aglutinação e formatação, semelhantes aos pellets da ração comercial. Posteriormente realizou-se a formulação final e as avaliações físico-químicas das rações comerciais para efeito de comparação. Processamentos com oito formulações contendo 250g de amostra cada, dieta “A” com 25% de FS e 40% de FCO, e a dieta “B” com 10% de FS e 55% de FCO foram processadas com 28 e 40% de umidade inicialmente, reduzindo depois para 20 e 25%. No processo de extrusão utilizou-se uma extrusora de parafuso único marca Brabender™, modelo 20DN. As temperaturas foram 50, 80, 100 °C, rotação do parafuso de 150 rpm, parafuso de 3:1 e matriz circular de 3mm. Os pellets resultantes foram avaliados quanto ao índice de expansão radial (IER) e índice de expansão seccional, densidade, absorção (IAA) e solubilidade (ISA) em água, propriedades de pasta (RVA), difração de raios-X, composição centesimal, minerais e perfil de aminoácidos. Os resultados obtidos dos testes preliminares não foram os esperados enquanto a sua formatação, impossibilitando sua caraterização física e tecnológica, descartando o material. Posteriormente foram realizadas as substituições dos ingredientes e feito ajustes nos parâmetros do processo. Os resultados com 28 e 40% de umidade, apresentaram valores muito heterogêneos nas propriedades físicas, porém alguns próximos aos valores da ração comercial. Isto foi determinante para reduzir os parâmetros de umidade. Os resultados com umidades de 20 e 25% mostraram que houve uma melhoria enquanto às propriedades físicas, no entanto foi observado resultados elevados de densidade aparente, valores altos de densidade afetam negativamente nas características tecnológicas como a flutuabilidade. Os IER e IES, apresentaram um aumento como efeito da redução da umidade próximos da ração comercial. Enquanto aos resultados do IAA, observou-se um leve aumento quando processadas com 25% de umidade, sendo próximos da ração comercial, isto como efeito da redução do grau de cozimento. Em relação ao ISA observou-se que não houve notória diferença, pois, os valores estão próximos da ração comercial. Os resultados de viscosidade máxima de pasta com 28 e 40% de umidade, apresentaram valores muito heterogéneos, maiores que a ração comercial, no entanto, com teor reduzido (20 e 25%) apresentaram valores mais baixos, indicando também baixo grau de cozimento. Enquanto a Difração de raios-X, os valores obtidos estão muito próximos à amostra comercial, com exceção da dieta A28, indicando que ainda existe cristalinidade do amido. As análises químicas foram realizadas apenas para os experimentos com 20 e 25% de umidade por apresentar melhores características físicas. Os resultados da composição proximal das dietas A e B quanto a proteína bruta (PB), foi em média de 38%, o efeito da secagem pós extrusão disponibilizou maior teor de PB comparado com a ração comercial (30.19%). O Extrato etéreo das dietas B20 e B25 apresentaram valores maiores que a amostra comercial. Na composição de minerais os resultados foram superiores da amostra comercial, especialmente em Ca e P. Isto pode estar relacionado com o nível de inclusão de FCO. Os resultados do perfil de aminoácidos apresentaram valores superiores frente à ração comercial, destacando-se os aminoácidos essenciais. Conclui-se que os pellets podem ter uma densidade maior, não apenas devido à sua formulação e umidade de processamento, mas também devido ao seu baixo grau de cozimento no processo. Pode-se melhorar a densidade e o grau de expansão se a umidade de processo for reduzida em combinação com outras variáveis. Devido ao grau de cozimento reduzido, os valores de absorção de água, viscosidade de pasta e cristalinidade do amido foram elevados. A presença de minerais, a proporção de Ca e P, consideram-se um pouco acima do ideal relatado na literatura, a proporção da farinha de carne e ossos na formulação pode ter influenciado no resultado. Do ponto de vista da qualidade dos aminoácidos, as dietas quando processadas por extrusão com os parâmetros adequados, diminui perdas por aquecimento excessivo durante a cocção, apresentando-se em maior percentagem, e por tanto com maior benefício na nutrição de peixes. O presente trabalho sugere realizar ajustes nos parâmetros do processo de extrusão e formulação das dietas, com a finalidade de obter melhores características físico-químicas, e tecnológicas dos pellets.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoBrazilian aquaculture is an activity that has shown significant growth in recent years. The success of this activity depends on the use of rations with nutritional quality and low costs. The feed represents the highest cost of production, so it is necessary to consider its production using raw materials and/or alternative ingredients available in each region. The objective of this study was to study the effect of the extrusion process variables of two diets formulated with two inclusion levels of soybean meal (SBM) and meat and bone meal (MBM), with a crude protein content of 35% fish in the juvenile phase, using a commercial feed as control. In Chapter I, to show a literature review about the importance of raw material quality, advantages and disadvantages of feed manufacturing processes. In Chapter II present experiments with the formulations, processing, and feed analysis. Preliminary tests were carried out using fishmeal and other protein sources in the formulation, aiming to obtain results of ingredients extrudability, agglutination, and formatting, similar to the commercial feed pellets. Subsequently, the final formulation and physical-chemical evaluations of commercial feed were carried out for comparison purposes. Processes with eight formulations containing 250 g of sample each, diet "A" with 25% FS and 40% MBM, and diet "B" with 10% FS and 55% MBM were processed with 28 and 40% moisture initially, then reducing to 20 and 25%. In the extrusion process a single screw extruder brand Brabender™, model 20DN was used. Temperatures were 50, 80, 100 ° C, screw rotation of 150 rpm, 3: 1 screw and 3mm circular die. The resulting pellets were evaluated for radial expansion index (REI) and sectional expansion index (SEI), density, absorption (WAI) and water solubility (WSI), paste properties (RVA), X-ray diffraction, proximal composition, minerals, and amino acid profile. The results obtained from the preliminary tests were not as expected while their formatting, making their physical and technological characterization impossible, discarding the material. Subsequently, the substitutions of the ingredients were made and adjustments to the process parameters. The results with 28 and 40% moisture presented very heterogeneous values in the physical properties, but some close to the values of the feed commercial. This was instrumental in reducing moisture parameters. The results with 20 and 25% moisture showed that there was an improvement while physical properties, however, it was observed high results of apparent density, high values of density negatively affect the technical characteristics such as buoyancy. The REI and SEI showed an increase as a result of the reduction of the moisture close to the feed commercial. While the results of the WAI, a slight increase was observed when processed with 25% moisture, being close to the feed commercial, this as an effect of reducing the degree of cooking. Regarding WSI, it was observed that there was no significant difference since the values are close to the commercial feed. The results of the maximum pasting viscosity with 28 and 40% of moisture presented very heterogeneous values, higher than the commercial ration. However, with low content (20 and 25%) they presented lower values, indicating also a low degree of cooking. While X-ray diffraction, the values obtained are very close to the commercial sample, except for diet A28, indicating that there is still crystallinity of the starch. The chemical analyses were carried out only for the experiments with 20 and 25% moisture because they presented better physical characteristics. The results of the proximal composition of the diets A and B for the crude protein (CP), was on average 38%, the effect of drying after extrusion provided a higher CP content compared to the commercial diet (30.19%). The ethereal extract (EE) of the diets B20 and B25 presented higher values than the commercial sample. In the mineral composition, the results were higher in the commercial sample, especially in Ca and P. This may be related to the inclusion level of MBM. The results of the amino acid profile showed higher values compared to the commercial feed, especially the essential amino acids. It is concluded that the pellets may have a higher density, not only due to their formulation and processing moisture but also due to their low degree of the cooking process. The density and expansion degree can be improved if the process moisture is reduced in combination with other variables. Due to the reduced cooking degree, the values of WAI, paste viscosity and crystallinity of the starch were high. The presence of minerals, the Ca and P ratio, are considered to be slightly above the ideal reported in the literature, the proportion of MBM meal in the formulation may have influenced the result. From the point of view of amino acid quality, the diets when processed by extrusion with the appropriate parameters, reduce losses due to excessive heating during cooking, presenting in a higher percentage, and therefore with greater benefit in fish nutrition. The present work suggests making adjustments in the parameters of the extrusion process and the formulation of the diets, in order to obtain better physicochemical and technological characteristics of the pellets.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de AlimentosUFRRJBrasilInstituto de TecnologiaAquiculturaalimentosmatéria primaextrusãopeletizaçãoAquaculturefeedsraw materialextrusionpelletingCiência e Tecnologia de AlimentosFormulação e avaliação físico-química e tecnológica de rações extrudadas para peixesPhysicochemical and technological formulation and evaluation of extruded fish feedinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisALVAREZ-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, 1988. ANDERSON, R. A. Gelatinization of corn grits by roll- and extrusion-cooking. 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A aquicultura brasileira é uma atividade que nos últimos anos tem apresentado um expressivo crescimento. O sucesso desta atividade depende da utilização de rações com qualidade nutricional e baixos custos. A ração representa o maior custo de produção, por isso é necessário considerar sua produção utilizando matérias-primas e/o ingredientes alternativos e disponíveis em cada região. O objetivo deste estudo foi estudar o efeito das variáveis do processo de extrusão de duas dietas formuladas com dois níveis de inclusão de farelo de soja (FS) e farinha de carne e ossos (FCO), com teor de 35% de proteína bruta, para peixes em fase juvenil, utilizando uma ração comercial como controle. No capítulo I apresenta-se uma revisão de literatura sobre a importância da qualidade das matérias-primas, vantagens e desvantagens dos processos de fabricação de rações. No capítulo II apresenta-se experimentos com as formulações, processamento, e análises das rações. Foram realizados testes preliminares utilizando farinha de peixe e outras fontes proteicas na formulação, visando obter resultados de extrudabilidade dos ingredientes, aglutinação e formatação, semelhantes aos pellets da ração comercial. Posteriormente realizou-se a formulação final e as avaliações físico-químicas das rações comerciais para efeito de comparação. Processamentos com oito formulações contendo 250g de amostra cada, dieta “A” com 25% de FS e 40% de FCO, e a dieta “B” com 10% de FS e 55% de FCO foram processadas com 28 e 40% de umidade inicialmente, reduzindo depois para 20 e 25%. No processo de extrusão utilizou-se uma extrusora de parafuso único marca Brabender™, modelo 20DN. As temperaturas foram 50, 80, 100 °C, rotação do parafuso de 150 rpm, parafuso de 3:1 e matriz circular de 3mm. Os pellets resultantes foram avaliados quanto ao índice de expansão radial (IER) e índice de expansão seccional, densidade, absorção (IAA) e solubilidade (ISA) em água, propriedades de pasta (RVA), difração de raios-X, composição centesimal, minerais e perfil de aminoácidos. Os resultados obtidos dos testes preliminares não foram os esperados enquanto a sua formatação, impossibilitando sua caraterização física e tecnológica, descartando o material. Posteriormente foram realizadas as substituições dos ingredientes e feito ajustes nos parâmetros do processo. Os resultados com 28 e 40% de umidade, apresentaram valores muito heterogêneos nas propriedades físicas, porém alguns próximos aos valores da ração comercial. Isto foi determinante para reduzir os parâmetros de umidade. Os resultados com umidades de 20 e 25% mostraram que houve uma melhoria enquanto às propriedades físicas, no entanto foi observado resultados elevados de densidade aparente, valores altos de densidade afetam negativamente nas características tecnológicas como a flutuabilidade. Os IER e IES, apresentaram um aumento como efeito da redução da umidade próximos da ração comercial. Enquanto aos resultados do IAA, observou-se um leve aumento quando processadas com 25% de umidade, sendo próximos da ração comercial, isto como efeito da redução do grau de cozimento. Em relação ao ISA observou-se que não houve notória diferença, pois, os valores estão próximos da ração comercial. Os resultados de viscosidade máxima de pasta com 28 e 40% de umidade, apresentaram valores muito heterogéneos, maiores que a ração comercial, no entanto, com teor reduzido (20 e 25%) apresentaram valores mais baixos, indicando também baixo grau de cozimento. Enquanto a Difração de raios-X, os valores obtidos estão muito próximos à amostra comercial, com exceção da dieta A28, indicando que ainda existe cristalinidade do amido. As análises químicas foram realizadas apenas para os experimentos com 20 e 25% de umidade por apresentar melhores características físicas. Os resultados da composição proximal das dietas A e B quanto a proteína bruta (PB), foi em média de 38%, o efeito da secagem pós extrusão disponibilizou maior teor de PB comparado com a ração comercial (30.19%). O Extrato etéreo das dietas B20 e B25 apresentaram valores maiores que a amostra comercial. Na composição de minerais os resultados foram superiores da amostra comercial, especialmente em Ca e P. Isto pode estar relacionado com o nível de inclusão de FCO. Os resultados do perfil de aminoácidos apresentaram valores superiores frente à ração comercial, destacando-se os aminoácidos essenciais. Conclui-se que os pellets podem ter uma densidade maior, não apenas devido à sua formulação e umidade de processamento, mas também devido ao seu baixo grau de cozimento no processo. Pode-se melhorar a densidade e o grau de expansão se a umidade de processo for reduzida em combinação com outras variáveis. Devido ao grau de cozimento reduzido, os valores de absorção de água, viscosidade de pasta e cristalinidade do amido foram elevados. A presença de minerais, a proporção de Ca e P, consideram-se um pouco acima do ideal relatado na literatura, a proporção da farinha de carne e ossos na formulação pode ter influenciado no resultado. Do ponto de vista da qualidade dos aminoácidos, as dietas quando processadas por extrusão com os parâmetros adequados, diminui perdas por aquecimento excessivo durante a cocção, apresentando-se em maior percentagem, e por tanto com maior benefício na nutrição de peixes. O presente trabalho sugere realizar ajustes nos parâmetros do processo de extrusão e formulação das dietas, com a finalidade de obter melhores características físico-químicas, e tecnológicas dos pellets. |
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2019 |
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AREVALO, Arturo Melendez. Formulação e avaliação físico-química e tecnológica de rações extrudadas para peixes. 2019. 77 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2019. |
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