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DETOXIFICAÇÃO DE TORTA DE MAMONA POR EXTRUSÃO
TERMOPLÁSTICA Dr. José Luis Ramirez Ascheri
PesquisadorEMBRAPA-Agroindústria de Alimentos
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TORTA DE MAMONAElevado teor de proteínas:42,5% de proteína bruta, 20% de fibra e 0,78% de fósforo que é produzida na proporção aproximada de 1,2 tonelada para cada tonelada de óleo extraída.Seu alto teor de proteína torna-a atraente como alternativa para alimentação animal, porém a presença de princípios tóxicos de difícil eliminação têm tornado inviável essa alternativa, sendo a torta então utilizada apenas como adubo orgânico. A toxidez da torta de mamona é causada pela presença de três substâncias:
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EXTRUSÃORicina
A ricina é uma proteína encontrada exclusivamente no endosperma das sementes de mamona, não sendo detectada em outras partes da planta, como raízes, folhas ou caules. Ela é a principal responsável pela toxidez da torta de mamona e está entre as proteínas de maior toxidez conhecida pelo homem.
Ricinina
A ricinina é um alcalóide que pode ser encontrado em todas as partes da planta, podendo ser detectado desde as fases iniciais de desenvolvimento. O teor de ricinina varia muito entre diferentes partes da planta: 1,3% nas folhas (matéria seca), 2,5% em plântulas estioladas, 0,03% no endosperma da semente e 0,15% na casca da semente.
CB-1A ( complexo alergênico)
A fração alergênica é formada por um complexo de proteínas e polissacarídeos denominado CB-1A. Esta substância está presente na semente, pólen e partes vegetativas da planta. O teor de CB-1A na torta de diversas cultivares variou entre 6,1% e 9,0%. Para uso da torta de mamona como alimento animal, o CB-1A não representa grande entrave pois sua alergenicidade só é danosa quando ele é injetado ou absorvido pela respiração o que só acontece se houver exposição a grandes quantidades do produto em ambiente pouco ventilado.
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Detoxificação•Em 1938, já se sabia que o aquecimento a 140ºC por 60 a 90 minutos •Em 1940, a detoxificação que consistia em ferver a torta repetidamente por curtos períodos de tempo com mudança da água após cada fervura.•Nesse ano também foi concedida uma patente na Bélgica que consistia em eliminar a ricina por extração da torta com halogenetos e hidróxidos alcalinos, seguida de autoclavagem.•Em 1941, outra patente foi obtida na Hungria tratando-se a torta com vapor de água e posterior remoção a vácuo do excesso de umidade. •Em 1942 para tratamento da torta com água quente e clorofórmio em ebulição. •Em 1949, estudos concluíram que autoclavagem por cerca de 15 minutos, ou tratamento com ácidos ou álcalis diluídos foram eficazes. Apenas o aquecimento a 80ºC não foi suficiente para eliminar os princípios tóxicos.
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Detoxificação•Testaram diversos processos para destoxicação da torta de mamona combinando diferentes temperaturas, adição de produtos químicos e outros processos: adição de produtos alcalinos (NaOH, KOH, Ca(OH)2), amonização, tratamento com diferentes temperaturas inclusive autoclavagem, tratamentos ácidos, uréia, permanganato de potássio e fermentação aeróbia. Vários desses métodos conseguiram inativar totalmente a ricina e o princípio alergênico da torta, estando entre os melhores o aquecimento seco a 205ºC, o cozimento da torta em flocos na presença de 2% de NaOH à pressão de 20 psgi e o cozimento com 0,9% de HCl e 3% de CH2O. Chegou-se à conclusão de que é possível eliminar o princípio tóxico da torta, porém esses estudos não consideraram a viabilidade industrial e econômica desses processos, assim como a alteração de características nutricionais e a palatabilidade do produto obtido.
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Detoxificação•Rhee (1987) utilizou o método de extrusão a alta temperatura e alta taxa de cisalhamento em presença de vários compostos químicos que podem complexar o complexo alergênico. Um dos produtos utilizados foi o óxido de cálcio. No trabalho não está registrada a quantidade de óxido de cálcio utilizada, porém, afirma-se que o processo de extrusão associado à adição desse óxido promove a destruição do complexo alergênico.•Na década de 60, a "Sociedade Algodoeira do Nordeste Brasileiro S.A. - SANBRA" produziu uma torta de mamona destoxicada denominada Lex Protéico (Perrone et al., 1966). A partir de então, algumas pesquisas com alimentação animal foram realizadas no Brasil, obtendo-se resultados satisfatórios com o uso desse produto. Por ser protegido por patente, o processo utilizado pela SANBRA não foi divulgado.
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EXTRUSÃO• DEFINIÇÃO• A EXTRUSÃO É UM PROCESSO DE
TRATAMENTO TÉRMICO DO TIPO H.T.S.T. QUE POR UMA COMBINAÇÃO DE CALOR, UMIDADE E TRABALHO MECÂNICO MODIFICA PROFUNDAMENTE AS MATÉRIAS-PRIMAS OUTORGANDO NOVAS FORMAS E, ESTRUTURAS COM NOVAS CARACTERÍSTICAS FUNCIONAIS E NUTRICIONAIS
FUNÇÕES E EFEITOS DURANTE A EXTRUSÃO
• Durante a extrusão ocorre um grande número de funções entre as quais podemos citar: transporte, moagem, hidratação, cizalhamento, homogeneização,.mistura, compresão, eliminação de gases, tratamento térmico, gelatinização de amidos,
FUNÇÕES E EFEITOS DURANTE A EXTRUSÃO
• desnaturação de proteínas, destruição de microorganismos e compostos tóxicos, compactação, aglomeração, bombeamento, fusão parcial e plastificação da mistura, orientação de moléculas ou agregados, moldagem, expansão, formação de poros ou estruturas fibrilares, secado parcial, etc.
Cooking
Processo de Extrusão
FinalProduct
Forming
Shaping
Preconditioning
CONFIGURAÇÃO
Parâmetros
• UMIDADE
• TEMPERATURA
• VELOCIDADE DOS PARAFUSOS
• VELOCIDADE DE ALIMENTACAO
• DIAMETROS DA MATRIZ
• CONFIGURACAO DOS PARAFUSOS
• MATERIA-PRIMA
PARAMETROS CRITICOS
• UMIDADE – Umidade presente no processo
• Energy Térmica específica - Expressa em unidades de energia mecânica = kj/kg ou kwh/kg
– Por aquecimento no cilindro do extrusor• Fluído térmico• Aquecimento por vapor• Aquecimento elétrico
– Por aquecimento diréto no produto extrusado• Injeção de vapor• Outros liquidos
CURVAS DE VISCOSIDADE DE PASTA -RVA
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 200 400 600 800 1000 1200
Time (seconds)
Vis
cosi
ty (
cP)
0
20
40
60
80
100
120
Tem
per
atu
re (
C)
Wenger Std.
4.5 g solids25 mls water
Short Barrel
Temperatura
Efeito da umidade de processamento no índice de expansão. (Chinnaswamy & Hanna, 1988)
6
10 14 18 22 26
0
5
10
15
Índ
ice
de
exp
ansã
o
Umidade, % base seca.
Efeito da velocidade do parafuso no índice de expansão
80 100120140160 180
0
5
10
15Ín
dic
e d
e
exp
an
são
Velocidade do parafuso, rpm
Efeito da temperatura no índice de expansão
100
120
140
160
180
200
0
5
10
15
Índ
ice
de
exp
ansã
o
Temperatura, ºC
Efeito da velocidade de alimentação no índice de expansão
20 40 60 80 100120140160
0
5
10
15Ín
dic
e d
e ex
pan
são
Velocidade de alimentação, g/min.
