BRPI0905825A2 - manufacturing process of edible ice products containing chemically modified chitosan and edible ice products - Google Patents

Abstract

<B>PROCESSO DE FABRICAçãO DE PRODUTOS GELADOS COMESTìVEIS CONTENDO QUITOSANA QUIMICAMENTE MODIFICADA E PRODUTOS GELADOS COMESTíVEIS.<D> A presente invenção destina-se a um processo de fabricação de produtos gelados comestiveis contendo a adição de quitosana quimicamente modificada, em particular, N-succinil quitosana. Adicionalmente, o presente pedido provê produtos gelados comestíveis, preferencialmente, sorvetes contendo quitosana quimicamente modificada, xarope de frutose e/ou extrato de aveia.<B> PROCESS OF MANUFACTURING EDIBLE ICE PRODUCTS CONTAINING CHEMICALLY MODIFIED CHITOSAN AND EDIBLE ICE PRODUCTS. <D> The present invention is intended for a process of manufacturing edible ice products containing the addition of chemically modified chitosan, in particular, N- succinyl chitosan. In addition, the present application provides edible ice products, preferably ice cream containing chemically modified chitosan, fructose syrup and / or oat extract.

Description

"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOS GELADOSCOMESTÍVEIS CONTENDO QUITOSANA QUIMICAMENTEMODIFICADA E PRODUTOS GELADOS COMESTÍVEIS""PROCESS FOR MANUFACTURING EDIBLE ICE PRODUCTS CONTAINING CHEMICALLY MODIFIED CHITOSANA AND EDIBLE ICE PRODUCTS"

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção destina-se a um processo de fabricaçãode produtos gelados comestíveis contendo a adição de quitosanaquimicamente modificada, em particular, N-succinil quitosana.Adicionalmente, o presente pedido prove produtos gelados comestíveis,preferencialmente, sorvetes contendo quitosana quimicamentemodificada, xarope de frutose e/ou extrato de aveia.The present invention is directed to a process of manufacturing edible ice products containing the addition of chemically modified chitosan, in particular N-succinyl chitosan. Additionally, the present application provides edible ice products, preferably chemically modified chitosan ice cream, fructose syrup and / or oat extract.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

A quitina foi descoberta em 1811, pelo francês HenriBraconnot, tal biopolímero é sintetizado por uma grande quantidade deorganismos e, levando-se em conta a quantidade total produzidaanualmente no mundo, pode-se considerá-la o material mais abundantedepois da celulose.Chitin was discovered in 1811 by the French Henri Braconnot, such a biopolymer is synthesized by a large number of organisms and, taking into account the total amount produced annually in the world, can be considered the most abundant material after cellulose.

O biopolímero apresenta-se sob a forma de microflbrilascristalinas ordenadas, formando componentes estruturais doexoesqueleto de artrópodes ou nas paredes celulares de fungos eleveduras. Também se originam por plantas inferiores e animais,desempenhando funções nos pontos onde força é requerida.The biopolymer is in the form of orderly crystalline microflbrils, forming structural components of the arthropod skeleton or in the cell walls of yeast fungi. They also originate from lower plants and animals, performing functions where strength is required.

Quando o grau de desacetilação da quitina alcança cerca de50% (dependendo da origem do polímero), ela se torna solúvel em meioaquoso acidulado e passa a ser denominada de quitosana.When the degree of deacetylation of chitin reaches about 50% (depending on the origin of the polymer), it becomes soluble in acidified aqueous medium and becomes chitosan.

Embora as duas espécies sejam estruturalmente similares,o comportamento químico e as propriedades físicas são bastantedistintas. Ambas registram a presença de grupos hidroxila e amino,porém, a quitosana é menos cristalina que a quitina e, deste modo, écorreto presumir que apresenta maior facilidade de acesso àssubstâncias reagentes.Although the two species are structurally similar, chemical behavior and physical properties are quite distinct. Both record the presence of hydroxyl and amino groups, however, chitosan is less crystalline than chitin and, therefore, it is correct to assume that it has easier access to the reagent substances.

A quitosana é ura poliéter linear de alta massa molar (IO4 aIO6 g/mol) cuja bioatividade, biocompatibilidade e biodegradabilidade aviabilizam para inúmeras aplicações biomédicas e industriais. Estaspropriedades são altamente dependentes da distribuição da massa aolongo da cadeia polimérica, bem como do grau de desacetilação edegradação da molécula durante a hidrólise alcalina da quitina.Chitosan is a high molecular weight linear polyether (10 4 to 10 6 g / mol) whose bioactivity, biocompatibility and biodegradability make it viable for numerous biomedical and industrial applications. These properties are highly dependent on the long chain mass distribution of the polymeric chain as well as the degree of deacetylation and degradation of the molecule during alkaline hydrolysis of chitin.

Inúmeros pesquisadores vêm desenvolvendo métodos paramelhorar as propriedades da quitosana usando modificações químicas eenzimáticas.Numerous researchers have been developing methods to improve the properties of chitosan using chemical and enzymatic modifications.

Tanto a quitina quanto a quitosana participam de reaçõesde neutralização nas quais o par de elétrons não-ligante associado aoátomo de nitrogênio do grupo amino, na posição C-2, atua como basede Brõnsted-Lowiy, sofrendo protonação. Deste modo, a estrutura ficapositivamente carregada e assim, justifica-se sua solubilização em meioaquoso.Both chitin and chitosan participate in neutralization reactions in which the non-binder electron pair associated with the amino group nitrogen atom, at position C-2, acts as the Bronsted-Lowiy base, protonating. Thus, the structure is positively charged and thus its solubilization in aqueous medium is justified.

Polieletrólitos, como a quitosana, são polímeros com grupospotencialmente ionizáveis e, em solventes polares, são dissociados empoliíons e contra-íons. Fortes interações elétricas entre estas espéciesrespondem por suas propriedades em solução. Hidrogéis sãousualmente formados por cruzamentos covalentes de polímeroshidrofílicos lineares para formar uma rede de material capaz deabsorver água e ainda assim permanecer insolúvel.Polyelectrolytes, such as chitosan, are polymers with potentially ionizable groups and, in polar solvents, are dissociated from empoliions and counterions. Strong electrical interactions between these species account for their properties in solution. Hydrogels are also formed by covalent crossings of linear polymer hydrophilics to form a network of material capable of absorbing water and yet remaining insoluble.

A potencialidade da quitosana como ingrediente emaplicações alimentícias foi proposta inicialmente na emulsiíicação deprodutos especialmente desenhado para sofrer escurecimento não-enzimático em microondas; tais como, em hambúrguer livre dedrenagem de óleo durante a cocção e formulação para margarina.The potentiality of chitosan as an ingredient in food applications was initially proposed in the emulsification of products specially designed to undergo non-enzymatic browning in microwaves; such as in hamburger oil-free draining during cooking and margarine formulation.

Também foi utilizada na estabilização de espuma protéica contendo30% de gordura.It was also used in stabilizing protein foam containing 30% fat.

A quitosana produz emulsões múltiplas (a/o/a) sem aadição de qualquer surfactante, já que este biopolímero é composto deuma mistura de moléculas com diferentes graus de desacetilação (GD).Chitosan produces multiple (w / o / w) emulsions without the addition of any surfactant, as this biopolymer is composed of a mixture of molecules with varying degrees of deacetylation (GD).

Então, aquelas com alto GD promovem a formação de emulsões óleo-em-água, enquanto as de baixo GD levam à emulsificação de águadentro de gotículas de óleo. Cadeias com elevada massa molecular têmsido reportadas como excelentes formadoras de filmes que resultam depontes de hidrogênio intra e intermoleculares.Then, those with high GD promote the formation of oil-in-water emulsions, while those with low GD lead to water-emulsification of oil droplets. High molecular weight chains have been reported to be excellent film-makers that result in intra and intermolecular hydrogen deposits.

Em pesquisas recentes, a toxicidade da biomolécula foiinvestigada, onde os resultados apontaram que o composto écompletamente seguro.In recent research, the toxicity of the biomolecule has been investigated, where results have shown that the compound is completely safe.

Do ponto de vista da legislação brasileira vigente, conformepreconizado pela Resolução n°. 18 da Agência Nacional de VigilânciaSanitária [1999], o alimento ou ingrediente que alegar propriedadesfuncionais ou de saúde pode, além de funções nutricionais básicas,quando se tratar de nutriente, produzir efeitos metabólicos e/oufisiológicos e/ou efeitos benéficos à saúde, devendo ser seguro paraconsumo sem supervisão médica.From the point of view of current Brazilian law, as approved by Resolution no. 18 of the National Health Surveillance Agency [1999], the food or ingredient that claims functional or health properties may, in addition to basic nutritional functions, when it is a nutrient, produce metabolic and / or physiological effects and / or health-beneficial effects. insurance for consumption without medical supervision.

Ainda, de acordo com a Resolução RDC n° 266, de 22 desetembro de 2005 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA)define que "Gelados comestíveis são os produtos congelados obtidos apartir de uma emulsão de gorduras e proteínas; ou de uma mistura deágua e açúcares. Ainda, podem ser adicionados outros ingredientesdesde que não descaracterize o produto".Also, according to Resolution RDC No. 266 of 22 September 2005 of the National Health Surveillance Agency (ANVISA) defines that "Edible ice cream is frozen products obtained from an emulsion of fats and proteins; or a mixture of water. and sugars. In addition, other ingredients may be added as long as they do not decharacterize the product. "

Do ponto de vista físico-químico, sorvetes são fluídoscomplexos criados a partir do congelamento e aeração de uma emulsãona qual coexistem cristais de gelo, bolhas de ar e glóbulos de gorduraparcialmente coalescidos suportados em uma matriz aquosa crio-concentrada. Tensoativos, hidrocolóides, aromas e corantes completama formulação. O processamento se inicia pelo delineamento daformulação da mistura para sorvetes, comumente chamada de calda. Aseguir, o sistema é submetido a diferentes operações unitárias onde sãogeradas as propriedades físicas, mecânicas e sensoriais deste colóidealimentício: mistura e pré-aquecimento, pasteurização,homogeneização, resfriamento, maturação, aeração, congelamento,embalagem, endurecimento e armazenamento.From a physicochemical point of view, ice creams are complex fluids created from the freezing and aeration of an emulsion in which partially crystallized ice crystals, air bubbles and fat globules coexist in a cryo-concentrated aqueous matrix. Surfactants, hydrocolloids, flavors and dyes complete the formulation. Processing begins by delineating the formulation of the mixture for ice cream, commonly called syrup. Thereafter, the system undergoes different unitary operations where the physical, mechanical and sensory properties of this food colloid are generated: mixing and preheating, pasteurization, homogenization, cooling, maturation, aeration, freezing, packaging, hardening and storage.

A aveia (Avena sativa) é um ingrediente bastante empregadoem formulações alimentícias. As frações ricas em β-glucanas podem serindicadas para uso como ingredientes nutracêuticos, substitutos degordura em sorvetes, espessante de molhos e na formulação dealmôndegas e embutidos cárneos. As frações ricas em proteínas, comelevado valor nutritivo, obtidas a partir de um bom balanceamento deaminoácidos, podem ser indicadas para a produção de pães, alimentosinfantis, dietas para esportistas e alimentos geriátricos. O uso das β-glucanas como hidrocolóides na indústria de alimentos é baseado emsua potencialidade como agente reológico, isto é, seu poder gelificante esua habilidade para aumentar a viscosidade de sistemas aquosos.Oatmeal (Avena sativa) is a widely used ingredient in food formulations. The β-glucan-rich fractions may be indicated for use as nutraceutical ingredients, fat substitutes in ice cream, sauce thickeners, meatballs and sausage formulation. Protein-rich fractions with high nutritional value, obtained from a good balance of amino acids, may be indicated for the production of breads, infant foods, sports diets and geriatric foods. The use of β-glucans as hydrocolloids in the food industry is based on their potential as a rheological agent, that is, their gelling power and their ability to increase the viscosity of aqueous systems.

Assim, podem ser utilizadas como espessantes para modificar a texturae aparência dos produtos. Uma possível explicação para a elevadaviscosidade apresentada por dispersões aquosas desta molécula estariana atração por pontes de hidrogênio, verificada entre cadeiasadjacentes.Thus, they can be used as thickeners to modify the texture and appearance of products. A possible explanation for the high viscosity presented by aqueous dispersions of this sternal molecule attraction by hydrogen bridges, found between adjacent chains.

Componentes estruturais das paredes celulares dos cereais,as β-glucanas [(1,3) (l,4)-p-D-glucanas] estão presentes em mínimasquantidades no trigo, porém são constituintes maiores da aveia e dacevada. Têm estrutura linear, composta por unidades de glucose (β-D-glucopiranosil) unidas por ligações glicosídicas β-1,4 e β-1,3.A pesquisa e desenvolvimento de novos tipos de alimentoscontendo β-glucanas são necessários para promover a ingestão de 3g β-glucanas/dia, que é a quantidade definida pelo FDA como limitesatisfatório à obtenção dos efeitos benéficos à saúde. As β-glucanasafetam positivamente a saúde porque diminuem o colesterol sangüíneoe os níveis de glicose.Structural components of cereal cell walls, β-glucans [(1,3) (1,4) -p-D-glucans] are present in minimal quantities in wheat, but are larger constituents of oats and cassava. They have a linear structure composed of glucose (β-D-glucopyranosyl) units joined by β-1,4 and β-1,3 glycosidic linkages. Research and development of new types of foods containing β-glucans are necessary to promote ingestion. of 3g β-glucans / day, which is the amount set by the FDA as satisfactory limits to obtain beneficial health effects. Β-glucanas positively affect health because they lower blood cholesterol and glucose levels.

A grande viscosidade imposta sob algumas circunstânciaspode causar problemas durante as diversas etapas do processamentoindustrial de alimentos. Sabe-se também que β-glucanas de baixamassa molecular induzam a melhor propriedades sensoriais queaquelas de alta massa molecular, devido à menor viscosidade conferidaaos produtos em que sejam empregadas. Porém, evidências sobre umamelhor eficácia fisiológica relacionada a produtos com menor impactosobre a viscosidade ainda não foram bem estabelecidas.The high viscosity imposed under some circumstances can cause problems during the various stages of industrial food processing. Low molecular weight β-glucans are also known to induce better sensory properties than high molecular weight due to the lower viscosity of the products in which they are employed. However, evidence on better physiological efficacy related to products with lower impact on viscosity has not been well established.

Vitamina E, fenólicos, avenantramidas, flavonóides eesteróis figuram entre as inúmeras substâncias que respondem pelaatividade fisiológica encontrada na aveia. Os níveis de β-glucanas emaveias estão na faixa entre 4 - 7%. Entretanto, durante a extração, estesvalores podem ser elevados para até próximo de 90%, dependendo dopH do extrator, da temperatura empregada, do tempo de operação.Vitamin E, phenolics, avenantramides, flavonoids and sterols are among the numerous substances that account for the physiological activity found in oats. Levels of emave β-glucans are in the range of 4 - 7%. However, during extraction, these values can be raised to as much as 90%, depending on the extractor's pH, the temperature employed, the operating time.

As dispersões de β-glucana exibem comportamentopseudoplástico em concentrações em torno de 0,5%. Quando a taxa decisalhamento está abaixo de 10 s1, o mesmo comportamento pode seridentificado mesmo em 0,1%. Quando adicionadas de sacarose emconcentrações variando entre 20 - 50% registrando-se um aumento naviscosidade do sistema. Porém, se as concentrações empregadasestiverem na faixa de 65 - 75%, este parâmetro diminui.Β-glucan dispersions exhibit pseudoplastic behavior at concentrations around 0.5%. When the decal rate is below 10 s1, the same behavior can be identified even at 0.1%. When added with sucrose at concentrations ranging from 20 - 50% an increase in system viscosity was observed. However, if the employed concentrations are in the range of 65 - 75%, this parameter decreases.

A palma (Elaeis guineensis) é originária do oeste africano. Oóleo de palma é derivado do mesocarpo (polpa) do fruto da palmeira e afração conhecida como óleo de palmiste é obtida a partir da amêndoacontida em seu interior. O óleo de palma consiste principalmente detriacilgliceróis dos ácidos palmítico e oléico e é semi-sólido emtemperatura ambiente.The palm (Elaeis guineensis) originates from West Africa. Palm oil is derived from the mesocarp (pulp) of palm fruit and the fraction known as palm kernel oil is obtained from the almond contained within. Palm oil mainly consists of detriacylglycerols of palmitic and oleic acids and is semi-solid at room temperature.

O óleo de palma tem larga utilização na indústriaalimentícia (cerca de 90% da produção mundial), podendo ser aplicadocomo gordura para panificação, margarinas, gorduras para biscoitos,sorvetes, chocolates e produtos extrusados. Além de ser fonte devitaminas A e Ε, o óleo de palma é estável a altas temperaturas eadequado para ser utilizado em frituras. O conteúdo de vitamina E noóleo de palma é único: 70% de tocotrienóis e 30% de tocoferóis.Palm oil is widely used in the food industry (about 90% of world production) and can be applied as baking fat, margarine, cookie fat, ice cream, chocolates and extruded products. Besides being source of vitamins A and Ε, palm oil is stable at high temperatures and suitable for use in frying. The vitamin E content in palm oil is unique: 70% tocotrienols and 30% tocopherols.

O volume de informações acerca de transtornos metabólicosprovocados pelo consumo de alimentos contendo ácidos graxos trans,tais como massas, bolos, doces, batatas fritas, entre outros aponta paraaumento nos níveis de colesterol sangüíneo e doenças coronárias, alémde reduzirem o peso e o crescimento fetal.The volume of information about metabolic disorders caused by the consumption of foods containing trans fatty acids, such as pasta, cakes, candies, chips, among others points to an increase in blood cholesterol levels and coronary diseases, in addition to reducing weight and fetal growth.

Embora apresentem mesma fórmula molecular (CeH^Oe),glicose e frutose diferem quanto á distribuição dos átomos em suasmoléculas. Os xaropes de glicose são obtidos a partir do amido, poração de ácidos ou enzimas e são comercialmente caracterizados atravésdo valor DE (dextrose equivalente) que é indicativo de seu poderredutor, calculado em termos da quantidade de dextrose presente nosistema sendo tomado sobre uma base em matéria-seca. Assim, quandoo amido apresentar alto grau de conversão, obviamente consistirá emgrandes quantidades de glicose e corresponderá a altos valores de DE.Ao contrário, baixos graus de conversão resultarão em xaropes de baixa DE.Although they have the same molecular formula (CeH ^ Oe), glucose and fructose differ in the distribution of atoms in their molecules. Glucose syrups are obtained from starch, portion of acids or enzymes and are commercially characterized by the DE value (equivalent dextrose) which is indicative of their reducing power, calculated in terms of the amount of dextrose present in the system being taken on a matter basis. -dry. Thus, when starch has a high degree of conversion, it will obviously consist of large amounts of glucose and correspond to high DE values. Conversely, low degrees of conversion will result in low DE syrups.

A frutose ocorre naturalmente em frutas, vegetais e seusextratos, bem como no mel, dando a estes alimentos seu típico saboradocicado. Seu dulçor é cerca de 70% maior que o da sacarose.Interações entre frutose e amido respondem por aumento no volume debolos. Em condições de acidez, moléculas de frutose não hidrolisam.Fructose occurs naturally in fruits, vegetables and their extracts, as well as honey, giving these foods their typical sweet taste. Its sweetness is about 70% higher than that of sucrose. Interactions between fructose and starch account for an increase in volume. Under acidic conditions, fructose molecules do not hydrolyze.

Portanto, aroma e sabor de alimentos preparados com este adoçante,são mais estáveis ao tempo de armazenamento. A baixa taxa derecristalização leva a produtos com maior maciez. Esta característicatambém pode ser explicada em razão da alta capacidade de retenção deágua pelas moléculas de frutose. Quando adicionada a polpas de frutascongeladas, mantém a integridade das células vegetais por imobilizaçãode moléculas H2O e conseqüente prevenção de perdas mecânicasprovocadas pelo crescimento de cristais de gelo.Therefore, aroma and taste of foods prepared with this sweetener are more stable to shelf life. The low rate of recrystallization leads to more soft products. This feature can also be explained by the high water retention capacity of fructose molecules. When added to frozen fruit pulps, it maintains the integrity of plant cells by immobilization of H2O molecules and consequent prevention of mechanical losses caused by the growth of ice crystals.

Comercialmente, a frutose é produzida a partir daisomerização da glucose, que por sua vez é obtida por hidrólise multi-enzimática do amido. Uma alternativa para esse processo é a hidróliseda inulina, polímero da frutose encontrado como carboidrato de reservaem várias plantas da família asterácea, como Cichorium intybus eHelianthus tuberosus. A frutose é bem tolerada por pacientes diabéticose está associada ao aumento nos níveis de absorção de ferro emcrianças.Commercially, fructose is produced from glucose isomerization, which in turn is obtained by multi-enzymatic starch hydrolysis. An alternative to this process is inulin hydrolyzate, a fructose polymer found as a carbohydrate reserve in several plants of the asteraceous family, such as Cichorium intybus and Helianthus tuberosus. Fructose is well tolerated by diabetic patients and is associated with increased iron absorption levels in children.

Sistemas contendo quitosana/proteínas de soro de leite esuas influências sobre as propriedades de emulsões são ainda poucopesquisadas.Systems containing chitosan / whey proteins and their influence on emulsion properties are still poorly researched.

A demanda crescente por alimentos isentos de conservantesquímicos foca os esforços na pesquisa de agentes antimicrobianosnaturais, por exemplo, quitosana e seus derivados.The growing demand for chemical preservative-free foods focuses efforts on researching natural antimicrobial agents, eg chitosan and its derivatives.

A publicação de Speiciene e seus colaboradores(SPEICIENE, V., GUILMINEAU, F., KULOZIK, U. and LESKAUSKAITE,D. "The effect of chitosan on the properties of emulsions stabilized bywhey proteins", Food Chemistry, v. 102, n.4) discute a influência daquitosana, polissacarídeo amino catiônico, contendo (0-0,5%) nadistribuição do tamanho das partículas, estabilidade à cremeação,viscosidade aparente e microestrutura da emulsão óleo em água (40%de óleo de canola) contendo proteína isolada do soro (4%) a pH 3.Speiciene et al. (SPEICIENE, V., GUILMINEAU, F., KULOZIK, U. and LESKAUSKAITE, D. "The effect of chitosan on the properties of stabilized bywhey proteins", Food Chemistry, v. 102, n. .4) discusses the influence of that cationic amino polysaccharide containing (0-0.5%) particle size distribution, cream stability, apparent viscosity and microstructure of the oil-in-water (40% canola oil) emulsion containing protein. isolated from serum (4%) at pH 3.

Já a publicação de Lannes (M. F. EDUARDO, B.Polakiewicz, K. Gargioni, J. H. Behrens, Jr., and S. C. D. S. Lannes."Chocolate Milk beverage with modified chitosan: Sensoiy andrheological evaluation". 2005 IFT Annual Meeting, July 15-20) osautores tratam do comportamento reológico e aceitação peloconsumidor de formulações de bebidas achocolatadas formuladas comquitosana succinilada.Lannes's publication (MF EDUARDO, B.Polakiewicz, K. Gargioni, JH Behrens, Jr., and SCDS Lannes. "Chocolate milk beverage with modified chitosan: Sensoiy andrheological evaluation". 2005 IFT Annual Meeting, July 15-20) The authors address rheological behavior and consumer acceptance of chocolate beverage formulations formulated with succinylated chitosan.

Diante de todo o exposto, a Depositante desenvolveu umaformulação de um gelado comestível contendo quitosana modificada,frutose e extrato de aveia.In light of all the foregoing, the Depositor has developed a formulation of an edible ice cream containing modified chitosan, fructose and oat extract.

Descrição das FigurasDescription of the Figures

A figura 1 apresenta o fluxograma geral do processo deobtenção do produto gelado comestível.Figure 1 shows the general flow chart of the process of obtaining the edible ice product.

A figura 2 mostra o abaixamento da temperatura decongelamento (0C) em função do teor de água congelada (%) durante oprocessamento das formulações, sendo, ■ formulação 1 e · formulação 2.Figure 2 shows the lowering of the freezing temperature (0 ° C) as a function of the frozen water content (%) during formulation processing, ■ formulation 1 and · formulation 2.

A figura 3 indica o efeito da composição sobre aspropriedades de fusão para sorvetes produzidos a partir de cada umadas misturas desenvolvidas, sendo ■ formulação 1; · formulação 2; Áformulação 3; T formulação 4; ♦ formulação 5; < formulação 6; ►formulação 7 e formulação 8.Figure 3 shows the effect of the composition on melting properties for ice creams produced from each of the developed mixtures, ■ formulation 1; · Formulation 2; Formulation 3; T formulation 4; ♦ formulation 5; <formulation 6; ►formulation 7 and formulation 8.

A figura 4 revela o aumento dos volumes nos sorvetes pelaincorporação de ar (overrun).Figure 4 shows the increase in volumes in the overrun ice cream.

A figura 5 apresenta a evolução dos módulos G e G" com atensão para o gel de iV-succinil quitosana, sendo, ■ G' (Pa) e · G" (Pa).Figure 5 shows the evolution of modules G and G "with attention to iV-succinyl chitosan gel, being, ■ G '(Pa) and · G" (Pa).

A figura 6 mostra os módulos elásticos e viscosos χfreqüência para o gel de iV-succinil quitosana, sendo, ■ G' e · G".Figure 6 shows the elastic and viscous modulus χfrequency for iV-succinyl chitosan gel, being, ■ G 'and · G ".

A figura 7 apresenta a evolução dos módulos G' e G" com atensão para o extrato de aveia, sendo, ■ G' (Pa) e · G" (Pa).Figure 7 shows the evolution of modules G 'and G "with attention to oat extract, being, ■ G' (Pa) and · G" (Pa).

A figura 8 descreve os módulos elásticos e viscosos χfreqüência para o extrato de aveia, sendo, ■ G' e · G".Figure 8 depicts the elastic and viscous modulus χfrequency for oat extract, being, ■ G 'and · G ".

A figura 9 representa a evolução dos módulos G' e G" com atensão para amostras, sendo, ■ formulação G'F1; · formulação G"F1; Áformulação G'F2; T formulação G"F2; ♦ formulação G'F3; < formulaçãoG"F3; ► formulação G'F4 e formulação G"F4.Figure 9 represents the evolution of modules G 'and G "with attention to samples, being, ■ formulation G'F1; · formulation G" F1; G'F2 formulation; T formulation G "F2; ♦ formulation G'F3; <formulation G" F3; ► formulation G'F4 and formulation G "F4.

A figura 10 mostra, de cima para baixo, característicasmicroscópicas, respectivamente para as formulações 1, 2, 3 e 4(aumento = 20X) com a tensão. Formulação Fi = A, Ε, I; formulação F2 =B, F, J; formulação F3 = C, G, L; formulação F4 = D, Η, M.Figure 10 shows, from top to bottom, microscopic characteristics, respectively for formulations 1, 2, 3 and 4 (increase = 20X) with tension. Formulation Fi = A, Ε, I; formulation F2 = B, F, J; formulation F3 = C, G, L; formulation F4 = D, Η, M.

A figura 11 demonstra a evolução dos módulos G' e G" coma tensão para amostras das formulações 5 e 6, sendo, ■ formulaçãoG'F5; · formulação G"F5; ▲ formulação G'F6; T formulação G"F6.Figure 11 demonstrates the evolution of modules G 'and G "with stress for samples of formulations 5 and 6, with formulation ■ G'F5; · formulation G" F5; ▲ G'F6 formulation; T formulation G "F6.

A figura 12 revela a configuração estrutural (aumento =20X) da formulação 6 em diferentes tensões. (A) = tensão de 0,1 Pa; (B)= tensão de 10 Pae (C) = tensão de 100 Pa.Figure 12 shows the structural configuration (increase = 20X) of formulation 6 at different stresses. (A) = voltage of 0.1 Pa; (B) = 10 Pae voltage (C) = 100 Pae voltage.

A figura 13 indica a evolução dos módulos G' e G" com atensão para amostras das formulações 7 e 8, sendo, ■ formulação G'F7;• formulação G"F7; ▲ formulação G'F8; T formulação G"F8.Figure 13 shows the evolution of modules G 'and G "with attention to samples of formulations 7 and 8, with formulation ■ G'F7; • formulation G" F7; ▲ formulation G'F8; T formulation G "F8.

A figura 14 apresenta os módulos elástico e viscoso χfreqüência para as formulações 1, 2, 3 e 4, sendo, ■ formulação G'Fl; ·formulação G"F1; ▲ formulação G'F2; T formulação G"F2; ♦formulação G'F3; < formulação G"F3; ► formulação G'F4 eformulação G"F4.A figura 15 demonstra os módulos elástico e viscoso χfreqüência para as formulações 5 e 6, sendo, ■ formulação G'F5; .formulação G"F5; ▲ formulação G'F6; T formulação G"F6.Figure 14 shows the elastic and viscous modulus χfrequency for formulations 1, 2, 3, and 4, with the formulation G'Fl; · Formulation G "F1; ▲ formulation G'F2; T formulation G" F2; ♦ G'F3 formulation; <formulation G "F3; ► formulation G'F4 and formulation G" F4.Figure 15 shows the elastic and viscous modulus χfrequency for formulations 5 and 6, where: ■ formulation G'F5; .formulation G "F5; ▲ formulation G'F6; T formulation G" F6.

A figura 16 revela os glóbulos de gordura em formulaçãocontendo gel de quitosana.Figure 16 shows the fat globules in formulation containing chitosan gel.

A figura 17 indica o módulo elástico χ freqüência para asformulações 7 e 8, sendo, ■ formulação F7; formulação F8.Figure 17 indicates the elastic modulus χ frequency for formulations 7 and 8, with formulation ■ F7; formulation F8.

A figura 18 representa a distribuição das gotícuias degordura nas formulações 7 (A) e 8 (B), quando f = 10 Hz.Figure 18 depicts the distribution of fat droplets in formulations 7 (A) and 8 (B) when f = 10 Hz.

A figura 19 mostra a viscosidade complexa {η*} χ freqüênciapara o gel de iV-succinil quitosana.Figure 19 shows the complex viscosity {η *} χ frequency for iV-succinyl chitosan gel.

A figura 20 demonstra a viscosidade complexa (η*} χfreqüência para o extrato de aveia.Figure 20 demonstrates the complex viscosity (η *} χfrequency for oat extract.

A figura 21 mostra a viscosidade complexa (η*\ χ freqüênciapara as formulações 1 a 4, sendo, ■ formulação Fl; · formulação F2; Aformulação F3; ▼ formulação F4.Figure 21 shows the complex viscosity (η * \ χ frequency for formulations 1 to 4, where, ■ formulation F; · formulation F2; formulation F3; ▼ formulation F4.

A figura 22 representa a viscosidade complexa (η*) χfreqüência para as formulações 5 e 6, sendo, ■ formulação F5; ·formulação F6.Figure 22 represents the complex viscosity (η *) χfrequency for formulations 5 and 6, with formulation ■ F5; · Formulation F6.

A figura 23 apresenta a viscosidade complexa (η*) χfreqüência para as formulações 7 e 8, sendo, ■ formulação F7; ·formulação F8.Figure 23 shows the complex viscosity (η *) χfrequency for formulations 7 and 8, with formulation ■ F7; · Formulation F8.

A figura 24 apresenta o índice de atividade (ua = unidadesarbitrárias) para as formulações 1 (A) e 2 (B), sendo, ■ formulação à20°C e · formulação à 25°C.Figure 24 shows the activity index (ua = arbitrary units) for formulations 1 (A) and 2 (B), ■ formulation at 20 ° C and formulation at 25 ° C.

A figura 25 apresenta a degradação da espuma congelada,na temperatura de 30°C, sendo, ■ formulação 1 e · formulação 2.Figure 25 shows the degradation of frozen foam at a temperature of 30 ° C, with formulation ■ and formulation 2.

A figura 26 representa a força média de extrusão desorvetes obtidos a partir das formulações 1 e 2.A figura 27 mostra o comportamento temperatura χ tempo(a) e temperatura χ In tempo (b), sendo, (A e B) ■ Fl - 20°C; · F2 -20°C; A Fl- 25°C; T F2 - 25°C; ♦ Fl - 30°C; e M F2 - 30°C.Figure 26 represents the mean extrusion force of slabs obtained from formulations 1 and 2. Figure 27 shows the behavior temperature χ time (a) and temperature χ In time (b), where (A and B) ■ Fl - 20 ° C; · F2 -20 ° C; At F-25 ° C; T F2 - 25 ° C; ♦ Fl - 30 ° C; and M F2 - 30 ° C.

Descrição da InvençãoDescription of the Invention

A presente invenção destina-se a um processo de fabricaçãode produtos gelados comestíveis contendo a adição de quitosanaquimicamente modificada, em particular, N-succinil quitosana.The present invention is directed to a process of manufacturing edible ice products containing the addition of chemically modified chitosan, in particular N-succinyl chitosan.

Adicionalmente, o presente pedido provê produtos gelados comestíveis,preferencialmente, sorvetes contendo quitosana quimicamentemodificada, xarope de frutose e/ou extrato de aveia.Additionally, the present application provides edible ice products, preferably chemically modified chitosan-containing ice cream, fructose syrup and / or oat extract.

Em uma primeira realização o presente pedido trata doprocesso de fabricação de produtos gelados comestíveis contendo asetapas (a) mistura dos ingredientes líquidos e secos, total ouparcialmente, (b) adição de água, preferencialmente, 30%, (c) adição dosingredientes lipídicos (gordura fundida) juntamente com cerca de 30 a40% de água, opcionalmente, em temperatura ambiente ou aquecida (d)pasteurização, (e) opcionalmente, resfriamento e homogeneização, (f)adição da quitosana quimicamente modificada juntamente com a águarestante (cerca de 30%) e homogeneização através de agitação de 500rpm por 20 minutos, (g) armazenamento em temperatura deaproximadamente 4°C, por 4 a 16 horas, particularmente, 4 a 12 horas(maturação), (h) congelamento e aeração, (i) embalagem earmazenamento em -18°C.In a first embodiment the present application deals with the process of manufacturing edible ice products containing the steps (a) mixing the liquid and dry ingredients wholly or partially, (b) adding water, preferably 30%, (c) adding the lipid ingredients (fat (f) pasteurization, (e) optionally cooling and homogenization, (f) addition of chemically modified chitosan together with water (about 30% ) and homogenization by stirring at 500rpm for 20 minutes, (g) storage at approximately 4 ° C for 4 to 16 hours, particularly 4 to 12 hours (maturation), (h) freezing and aeration, (i) packaging Storage at -18 ° C.

Os ingredientes líquidos utilizados na etapa (a) referem-se apelo menos um líquido escolhido entre água, xaropes e extrato aquosode aveia. A proporção de extrato de aveia é de 15,3% em peso total dacomposição. Já os ingredientes secos utilizados podem ser escolhidosentre leite em pó, integral ou desnatado, soro de leite, açúcar(polissacarídeos), cacau em pó, entre outros. Opcionalmente, o leite empó pode ser preparado com uma parte da água (30%) e ser adicionadocomo ingrediente líquido.The liquid ingredients used in step (a) refer to at least one liquid chosen from water, syrups and aqueous oat extract. The proportion of oat extract is 15.3% by weight of the total composition. The dry ingredients used can be chosen from powdered, whole or skimmed milk, whey, sugar (polysaccharides), cocoa powder, among others. Optionally, dried milk may be prepared with a portion of water (30%) and added as a liquid ingredient.

Os polissacarídeos utilizados no presente pedido de patentepodem ser xarope de glicose, xarope de milho e/ou açúcar invertido,preferencialmente, xarope de frutose e/ou high fructose com syrup.The polysaccharides used in the present application may be glucose syrup, corn syrup and / or invert sugar, preferably fructose syrup and / or high fructose syrup.

Os ingredientes lipídicos (gorduras fundidas) utilizadas nopresente processo de fabricação referem-se às gorduras vegetaishidrogenadas, gordura de palma e/ou suas misturas. Tais ingredientesapresentam glóbulos de gordura de 10 micra a 1 mícron de diâmetro.Ainda, as misturas proporcionam um teor de gordura de cerca de 12%em peso da composição total.The lipid ingredients (fats) used in the present manufacturing process refer to hydrogenated vegetable fats, palm fat and / or mixtures thereof. Such ingredients have 10 micron to 1 micron diameter fat globules. Also, the mixtures provide a fat content of about 12% by weight of the total composition.

Em particular, a etapa (d) de pasteurização consiste noaquecimento da mistura entre 80 a 82°C, em banho térmico com tempode retenção de 20 a 25 segundos e resfriamento rápido até entre 0 a4°C, preferencialmente 2°C, seguido de homogeneização em 1200 rpmpor 5 minutos.In particular, pasteurization step (d) consists of heating the mixture to 80 to 82 ° C in a thermal bath with retention time of 20 to 25 seconds and rapid cooling to 0 to 4 ° C, preferably 2 ° C, followed by homogenization. at 1200 rpm for 5 minutes.

Os processos de pasteurização que também podem serutilizados são: pasteurização por lote ou batch; pasteurização porsistema contínuo (HTST) ou pasteurização UHT (ultra high temperature).Pasteurization processes that can also be used are: batch or batch pasteurization; continuous system pasteurization (HTST) or UHT (ultra high temperature) pasteurization.

A etapa (h) de congelamento parcial ou aeração é realizadaem equipamentos denominados "batedeira" ou "produtora". Ainda, atemperatura de banho refrigerante deve ser de -25°C. Opcionalmente,utilizam-se câmaras de congelamento ou túneis para garantir que o doproduto final (sorvete) apresente pelo menos 85 a 90% de congelamento.Step (h) of partial freezing or aeration is performed on equipment called "mixer" or "producer". Also, the refrigerant bath temperature should be -25 ° C. Optionally, freezing chambers or tunnels are used to ensure that the final product (ice cream) has at least 85 to 90% freezing.

As quitosanas quimicamente modificadas da presenteinvenção podem ser quitosanas hidrogéis, preferencialmente, gel de N-succinil quitosana, com pH neutro.The chemically modified chitosans of the present invention may be hydrogels chitosans, preferably N-succinyl chitosan gel, at neutral pH.

As concentrações das quitosana incorporadas no processode fabricação do produto gelado comestível podem variar de 0,1 a 0,5%,preferencialmente, 0,4% (m/m).The chitosan concentrations incorporated in the edible ice product manufacturing process may range from 0.1 to 0.5%, preferably 0.4% (w / w).

Em uma segunda realização a presente invenção trata deprodutos gelados comestíveis, em particular sorvetes, contendoquitosana quimicamente modificada, xarope de frutose, extrato de aveiae ingredientes adjuvantes.In a second embodiment the present invention deals with edible ice products, in particular ice cream, containing chemically modified chitosan, fructose syrup, oat extract and adjuvant ingredients.

ExemplosExamples

Preparo da MisturaMix Preparation

O processo de fabricação de um produto gelado comestível,de forma geral, ocorreu através das operações de adição deingredientes, em uma ordem sistemática, tais como, adição dosingredientes líquidos (por exemplo, água, leite e extrato aquoso de aveia,açúcar líquido e gordura fundida) e os ingredientes lácteos sólidos (leiteem pó, entre outros). Os outros ingredientes sólidos, tais como, cacauem pó e estabilizantes foram previamente misturados com açúcar parafacilitar sua dissolução. Idealmente, os ingredientes lácteos devem seradicionados e misturados antes de atingir 50°C, ainda, tal adição dopré-mix (ingredientes sólidos e açúcares) foi efetuada lentamente aomisturador para garantir a dispersão total. Os açúcares adicionados nopré-mix referem-se aos xaropes de frutose, milho, glicose entre outros.The process of manufacturing an edible ice-cream product generally took place through the addition of ingredients in a systematic order such as the addition of liquid ingredients (eg water, milk and aqueous oat extract, liquid sugar and fat). melted) and solid dairy ingredients (powdered milk, among others). The other solid ingredients such as cocoa powder and stabilizers were previously mixed with sugar to facilitate their dissolution. Ideally, dairy ingredients should be added and mixed before reaching 50 ° C, yet such a pre-mix addition (solid ingredients and sugars) was made slowly to the mixer to ensure full dispersion. The added sugars nopré-mix refer to fructose syrups, corn, glucose among others.

A gordura fundida e a água em temperatura ambiente também foramadicionadas a fim de formar uma pasta. A homogeneização foi realizadacom o propósito de uniformizar a mistura e desfazer possíveisaglomerações de ingredientes sólidos.Melted fat and water at room temperature were also added to form a paste. The homogenization was performed with the purpose of standardizing the mixture and undoing possible agglomerations of solid ingredients.

Preparo do Extrato Aquoso de AveiaPreparation of Oat Water Extract

O extrato aquoso de aveia utilizado nas formulações dapresente invenção é obtido através da mistura da aveia e água emproporção 1:4 (m/m), seguido de resfriamento em geladeira por 16horas, trituração durante 5 minutos (liqüidificador), separação dosresíduos por granulometria - peneira comum, escoamento por umsistema de retenção e compressão até extração máxima (fração líquida).The aqueous oat extract used in the formulations of the present invention is obtained by mixing the oatmeal and water with 1: 4 (w / w) ratio, followed by refrigeration for 16 hours, crushing for 5 minutes (blender), separation of the waste by particle size - common sieve, flow through a retention and compression system to maximum extraction (liquid fraction).

Preparação do Gel de N-succinil OuitosawaPreparation of Ouitosawa N-Succinyl Gel

A matéria-prima beneficiada durante a reação apresentougrau de desacetilação igual a 50% e massa molar na faixa de 600 - 700kDa, com adição de água sob agitação. Posteriormente foi adicionadoácido acético (grau analítico) com formação de massa gelatinosa, adiçãode etanol (grau analítico) com agitação moderada, adição de anidridosuccínico, agitação por 3 horas, seguida de 10 horas de repouso,elevação do pH para 6,0 - 6,5 por adição de NaOH (50% m/m), retençãodas partículas sólidas em operação de filtração, dissolução em águadestilada, elevação do pH para 7,0 com pequenas porções de NaOH(50% m/m) sob agitação.The raw material benefited during the reaction presented deacetylation degree equal to 50% and molar mass in the range of 600 - 700kDa, with the addition of water under stirring. Acetic acid (analytical grade) with gelatin mass formation, addition of ethanol (analytical grade) with moderate agitation, addition of succinic anhydrides, stirring for 3 hours followed by 10 hours rest, pH elevation to 6.0 - 6, 5 by addition of NaOH (50% w / w), retention of solid particles in filtration operation, dissolving in distilled water, raising the pH to 7.0 with small portions of NaOH (50% w / w) under stirring.

Formulações 1 a 8Formulations 1 to 8

As formulações 1, 2, 3 e 4 foram elaboradas através dapesagem dos ingredientes, mistura dos ingredientes secos, adição de(aproximadamente) 30% da água da formulação + o xarope, emtemperatura ambiente até a obtenção de uma pasta, adição da gordurafundida + o emulsiflcante e a água restante aquecida até ebulição,aquecimento até 820C (em banho térmico) com tempo de retenção de 25segundos, resfriamento para 10°C seguido de homogeneização emagitador mecânico (1200 rpm, 5 minutos) (pasteurização),armazenamento a 4°C durante 16 horas, congelamento e aeração,embalagem e armazenamento a -18°C.Formulations 1, 2, 3 and 4 were prepared by weighing the ingredients, mixing the dry ingredients, adding (approximately) 30% of the formulation water + syrup at room temperature to a paste, adding the melted fat + emulsifier and remaining water heated to boiling, heating to 820C (in thermal bath) with retention time of 25 seconds, cooling to 10 ° C followed by mechanical slimming homogenization (1200 rpm, 5 minutes) (pasteurization), storage at 4 ° C for 16 hours, freezing and aeration, packaging and storage at -18 ° C.

As formulações 5 e 6 foram elaboradas pela pesagem dosingredientes, mistura dos ingredientes secos, adição de(aproximadamente) 30% da água da formulação + o xarope, emtemperatura ambiente até a obtenção de uma pasta, adição da gordurafundida e de 40% da água da formulação aquecida até ebulição,aquecimento até 82°C (em banho térmico) com tempo de retenção de 25segundos, resfriamento para 10°C seguido de homogeneização emagitador mecânico (1200 rpm, 5 minutos) (pasteurização), adição dorestante da água (30%) ao gel de N-succinil quitosana e homogeneizaçãocom agitador mecânico a 500 rpm por 20 minutos, armazenamento a4°C durante 16 horas, congelamento e aeração, embalagem earmazenamento a -18°C.Formulations 5 and 6 were prepared by weighing the ingredients, mixing the dry ingredients, adding (approximately) 30% of the formulation water + syrup, at room temperature until a paste was obtained, adding the melted fat and 40% of the water. formulation heated to boiling, heating to 82 ° C (in thermal bath) with retention time of 25 seconds, cooling to 10 ° C followed by mechanical slimming homogenization (1200 rpm, 5 minutes) (pasteurization), dormant addition of water (30% ) to N-succinyl chitosan gel and homogenization with mechanical stirrer at 500 rpm for 20 minutes, storage at 4 ° C for 16 hours, freezing and aeration, packaging and storage at -18 ° C.

As formulações 7 e 8 foram elaboradas da seguinte forma:pesagem dos ingredientes, mistura dos ingredientes secos reservando10% do açúcar, adição de (aproximadamente) 30% da água daformulação + o xarope, em temperatura ambiente até a obtenção deuma pasta, adição da gordura fundida + o emulsificante + o extrato deaveia + 30% da água da formulação aquecida até ebulição, aquecimento(pasteurização) até 82°C (em banho térmico) com tempo de retenção de25 segundos, resfriamento para 10°C seguido de homogeneização emagitador mecânico (1200 rpm, 5 minutos) (pasteurização), mistura dasclaras com o açúcar reservado (10%) agregando lentamente sobre aágua restante (40%) + o aroma sob constante agitação (agitadormecânico a 500 rpm por 20 minutos), armazenamento a 4°C durante 16horas, congelamento e aeração, embalagem e armazenamento a -18°C.Formulations 7 and 8 were prepared as follows: weighing the ingredients, mixing the dry ingredients with 10% sugar, adding (approximately) 30% of the formulation water + the syrup at room temperature to a paste, adding the fat melt + emulsifier + water extract + 30% of formulation water heated to boiling, heating (pasteurization) to 82 ° C (in thermal bath) with retention time of 25 seconds, cooling to 10 ° C followed by mechanical emagitator homogenization ( 1200 rpm, 5 minutes) (pasteurization), clear mixture with reserved sugar (10%) slowly adding to remaining water (40%) + aroma under constant stirring (mechanical stirrer at 500 rpm for 20 minutes), storage at 4 ° C for 16 hours, freezing and aeration, packaging and storage at -18 ° C.

As concentrações das quitosanas dispersas nas formulações5 e 6 podem variar de 0,1 a 0,5%, sendo 0,4% (m/m) a concentraçãosuficiente para a realização dos experimentos.The dispersed chitosan concentrations in formulations 5 and 6 can vary from 0.1 to 0.5%, with 0.4% (w / w) being the sufficient concentration for the experiments.

A mistura e o pré-aquecimento são as etapas em que osingredientes, após pesagem, iniciam o processo de fabricação. Agregam-se os sólidos aos líquidos e a matéria graxa funde. Na pasteurização, astemperaturas alcançadas pelo sistema garantem a solubilização deproteínas e estabilizantes, assegurando sanidade microbiológica aoproduto. A homogeneização visa à redução do tamanho dos glóbulos degordura e responde pela emulsificação da mistura. Assim, tem-se inícioa formação da estrutura da gordura, já que após o pré-aquecimento e apasteurização a temperatura da mistura é suficiente para que esteingrediente esteja completamente fundido e ao atravessar ohomogeneizador, os glóbulos graxos são reduzidos a tamanhos que vãode 0,5 e 2,0 μm. Estes glóbulos recém-formados são praticamentedesprovidos de moléculas aderidas, devido ao grande aumento na áreasuperficial. Na maturação refrigerada, os tensoativos aderem àsuperfície dos glóbulos gordurosos deslocando as proteínas. Esta etaparequer tempos mínimo e máximo de 4 e 24 horas, respectivamente.Mixing and preheating are the steps in which the ingredients, after weighing, begin the manufacturing process. The solids are added to the liquids and the grease melts. In pasteurization, the temperatures reached by the system guarantee the solubilization of proteins and stabilizers, ensuring the microbiological health of the product. The homogenization aims at reducing the size of the degreasing blood cells and is responsible for the emulsification of the mixture. Thus, the formation of the fat structure begins, since after preheating and pasteurization the temperature of the mixture is sufficient for this ingredient to be completely melted and when passing through the homogenizer, the fat cells are reduced to sizes ranging from 0.5 and 2.0 μm. These newly formed blood cells are practically devoid of adhered molecules due to the large increase in surface areas. In refrigerated maturation, surfactants adhere to the surface of the fat cells displacing proteins. This step requires minimum and maximum times of 4 and 24 hours, respectively.

Aeração e congelamento envolvem inúmeras mudançasfísicas, bem como, ação das proteínas e emulsificantes na formação eestabilização da espuma; coalescência parcial da gordura seguida deadsorção na interface gordura/ar estabilizando as lamelas entre asbolhas de ar; crio-concentração da mistura pela remoção da água, sobforma de gelo. Após o congelamento em trocador de calor de superfícieraspada, o produto é embalado, endurecido e armazenado emtemperaturas em torno de -30°C. A estrutura física final é composta dear, gelo, gordura e uma fase não-congelada contendo proteínas,emulsificantes, estabilizantes, sais lácteos, lactose e adoçantes, além deágua em estado líquido.Aeration and freezing involve numerous physical changes, as well as the action of proteins and emulsifiers on foam formation and stabilization; partial fat coalescence followed by absorption at the fat / air interface stabilizing the coverslips between air bubbles; cryo-concentration of the mixture by the removal of water as ice. After freezing in a surface heat exchanger, the product is packaged, hardened and stored at temperatures around -30 ° C. The final physical structure is made up of ice, fat, and an unfrozen phase containing proteins, emulsifiers, stabilizers, dairy salts, lactose and sweeteners, as well as liquid water.

A partir de uma formulação de referência (formulação 1),foram feitas substituições nos ingredientes, resultando em 8 misturasdistintas (Tabela 1).From a reference formulation (formulation 1), substitutions were made in the ingredients, resulting in 8 distinct mixtures (Table 1).

Tabela 1 - Formulações para Sorvetes de Chocolate<table>table see original document page 18</column></row><table>Table 1 - Formulations for Chocolate Ice Cream <table> table see original document page 18 </column> </row> <table>

Após alguns ajustes, concluiu-se que a melhor temperaturado banho refrigerante na qual o tambor de batimento da produtora desorvetes ficava imerso, deveria ser de -25°C. Além da temperatura nasaída do equipamento, outro parâmetro usado como sinalizador dafinalização do processamento foi a ascensão da massa produzida aolongo da lâmina raspadora, em decorrência do Efeito Weissenberg.ResultadosAfter some adjustments, it was concluded that the best-temperature refrigerant bath in which the producer ice cream drum was immersed should be -25 ° C. In addition to the output temperature of the equipment, another parameter used as a signal for the completion of processing was the rise of the mass produced along the scraper blade, due to the Weissenberg Effect.

O método original para a determinação do ponto decongelamento de sorvetes se baseou em estudos do efeito crioscópicosofrido por soluções de sacarose, a diferentes concentrações, conformeprevisto pela Lei de Raoult. A Figura 2 mostra o abaixamento datemperatura de congelamento (0C) em função do teor de água congelada(%) durante o processamento das formulações 1 e 2. O sistemacontendo xarope de frutose, o efeito foi mais acentuado.The original method for the determination of the ice cream freezing point was based on studies of the cryoscopic effect of sucrose solutions at different concentrations, as foreseen by Raoult's Law. Figure 2 shows the lowering of freezing temperature (0C) as a function of the frozen water content (%) during processing of formulations 1 and 2. With the system containing fructose syrup, the effect was more pronounced.

Partindo-se de uma mistura 1:1 de água e do extratoaquoso, que foi aquecida até 82°C (temperatura de processamento dasmisturas para sorvete) e observando-se de modo empírico, foram feitosos ajustes do comportamento após o aquecimento até se chegar àproporção de 20% do extrato de aveia como quantidade adequada àcomposição dos sorvetes.Starting from a 1: 1 mixture of water and aqueous extract, which was heated to 82 ° C (ice cream mix processing temperature) and observing empirically, behavioral adjustments were made after heating until the proportion was reached. 20% of oat extract as adequate amount for the composition of ice cream.

Enquanto na formulação 1 o batimento durou cerca de 8,30minutos, nas emulsões estabilizadas com iV-succinil quitosana o tempomédio foi de 11,0 e 12,20 minutos (formulações 5 e 6, respectivamente).While in formulation 1 the beating lasted about 8.30 minutes, in the stabilized emulsions with iV-succinyl chitosan the average time was 11.0 and 12.20 minutes (formulations 5 and 6, respectively).

A tabela 3 apresenta as características físico-químicas deingredientes e de sorvetes provenientes de cada formulação, sendo η =3; média ± desvio-padrão; as letras iguais na mesma coluna indicamamostras que não diferiram estatisticamente (a = 0,05) e as letrasdiferentes na mesma linha, dentro de uma mesma coluna, indicamamostras que diferiram estatisticamente (a = 0,05).Tabela 3Table 3 presents the physicochemical characteristics of the ingredients and ice cream from each formulation, where η = 3; mean ± standard deviation; the same letters in the same column indicate samples that did not differ statistically (a = 0.05) and the different letters in the same row within the same column indicate samples that differed statistically (a = 0.05).

Características Físico-Químicas dos Ingredientes ε das FormulaçõesSorvetesPhysicochemical Characteristics of Ingredients ε FormulationsSorbets

<table>table see original document page 20</column></row><table><table> table see original document page 20 </column> </row> <table>

O teor de sólidos (ou matéria-seca) na tabela acima foicalculado com base na diferença: 100% menos o teor de umidadedeterminado nas análises. Para o gel de quitosana a quantidade desólidos foi superior ao valor esperado (~ 5%).The solids (or dry matter) content in the above table was calculated based on the difference: 100% minus the moisture content determined in the analyzes. For the chitosan gel the amount of solid was higher than the expected value (~ 5%).

Os resultados encontrados para o extrato de aveiamostraram um expressivo teor de lipídios. Os principais ácidos graxosna aveia são ácido linoléico (18:2), ácido oléico (18:1) e ácido palmítico(16:0) que freqüentemente contribuem com mais de 95% da fraçãolipídica.The results found for oat extract showed a significant lipid content. The major fatty acids in oats are linoleic acid (18: 2), oleic acid (18: 1) and palmitic acid (16: 0) which often contribute over 95% of the lipid fraction.

Comparando-se os resultados que foram obtidos para asformulações 1, 2, 3, 4, 7 e 8 observou-se que a quantidade de matéria-seca foi maior naquelas onde o xarope de frutose estava presente. Em5% de significância, houve diferença entre as amostras analisadas.Comparing the results obtained for the formulations 1, 2, 3, 4, 7 and 8, it was observed that the amount of dry matter was higher in those where fructose syrup was present. In 5% of significance, there was difference between the analyzed samples.

O balanceamento de formulações para alimentosprocessados deve levar em conta a composição de cada um de seusingredientes. Leite em pó integral tem um teor de sólidos totais emtorno de 97%. O extrato de aveia utilizado em substituição ao leiteapontou um percentual de cerca de 20% para estes componentes, o quepoderia justificar a menor quantidade de sólidos nos sorvetesproduzidos com a presença deste ingrediente, comparativamente àsdemais formulações.Balancing formulations for processed foods should take into account the composition of each of their ingredients. Whole milk powder has a total solids content around 97%. Oat extract used as a milk substitute had a percentage of about 20% for these components, which could justify the lower amount of solids in the ice cream produced with the presence of this ingredient, compared to other formulations.

As formulações dos sorvetes foram dimensionadas paraapresentarem 4% de proteínas. Valores próximos foram encontradospara as formulações 1, 2, 3 e 4. Por outro lado, as misturas 5, 6, 7 e 8registraram um percentual protéico superior. O método utilizado nasanálises mediu o nitrogênio total presente nas amostras.The ice cream formulations were sized to have 4% protein. Close values were found for formulations 1, 2, 3 and 4. On the other hand, mixtures 5, 6, 7 and 8 recorded a higher protein percentage. The method used in the analyzes measured the total nitrogen present in the samples.

O teor de proteínas no leite 3,5%) foi superior àquelemedido para o extrato de aveia (tabela 3). Assim, a fim de manter aquantidade de proteínas nas formulações desenvolvidas com esteingrediente ao redor de 4%, optou-se por suplementá-las com claras deovos. Claras de ovos são constituídas por inúmeras proteínasglobulares, destacando-se ovalbumina, conalbumina, ovomucóide,ovomucina e lisozima. Ovalbumina e conalbumina correspondem aquase 70% da fração protéica e estão diretamente relacionadas com aspropriedades de gelatinização do albume. As proteínas, tanto da claraquanto da gema, têm a habilidade de coagularem e atuarem comoelemento de ligação entre outros ingredientes. Proteínas gelificam pormeio de polimerização, resultando em uma rede tridimensional. Esteprocesso converte um líquido viscoso em uma matriz viscoelástica.The protein content in milk (3.5%) was higher than that obtained for oat extract (Table 3). Thus, in order to maintain the amount of protein in the formulations developed with this ingredient around 4%, it was decided to supplement them with clear de novo. Egg whites are made up of numerous globular proteins, especially ovalbumin, conalbumin, ovomucoid, ovomucine and lysozyme. Ovalbumin and conalbumin correspond to almost 70% of the protein fraction and are directly related to albumen gelatinization properties. Proteins, both clear and yolk, have the ability to coagulate and act as a binding element between other ingredients. Proteins gel through polymerization, resulting in a three-dimensional network. This process converts a viscous liquid into a viscoelastic matrix.

A gordura vegetal hidrogenada é freqüentemente empregadana elaboração de formulações para sorvetes, em substituição à gorduraláctea. Porém, outras fontes de gorduras foram aplicadas, como porexemplo, a gordura de palma. As formulações foram ajustadas paraapresentarem um teor de gordura igual a 12%. O conteúdo determinadofoi superior a este em todos os produtos. Em 5% de significância, asamostras diferiram estatisticamente.Hydrogenated vegetable shortening is often employed in the formulation of ice cream formulations in place of the fatty fats. However, other sources of fats have been applied, such as palm fat. The formulations were adjusted to have a fat content of 12%. The determined content was higher than this in all products. At 5% significance, the samples differed statistically.

A ausência de lactose nas formulações 7 e 8 justificou agrande diferença no conteúdo de carboidratos para estas misturas,quando comparadas às demais. A inexistência deste açúcar também foiresponsabilizada pelo menor conteúdo energético.The absence of lactose in formulations 7 and 8 justified the large difference in carbohydrate content for these mixtures when compared to the others. The absence of this sugar was also responsible for the lower energy content.

O pH associado a misturas para sorvetes, geralmente situa-se em torno de 6,3. Na prática, observa-se uma relação inversa entre opH e o teor de sólidos não-gordurosos de leite (SNGL) que compõem aformulação. Os valores mostrados na Tabela 4 foram superiores a estepara as formulações 1, 2, 3, 4, 7, e 8. Por outro lado, para asformulações 5 e 6 os valores de pH foram inferiores aos dos demaissistemas. No momento em que as misturas foram preparadas, o pH dogel de quitosana succinilada apresentava o valor de 5,0. Para todas asformulações testadas, o pH foi ligeiramente maior nas misturascontendo frutose.Tabela 4The pH associated with ice cream mixes is usually around 6.3. In practice, there is an inverse relationship between opH and the non-fat milk solids (SNGL) content of the formulation. The values shown in Table 4 were higher than that for formulations 1, 2, 3, 4, 7, and 8. On the other hand, for Formulations 5 and 6 the pH values were lower than for the other systems. At the time the mixtures were prepared, the dogel pH of succinylated chitosan was 5.0. For all tested formulations, the pH was slightly higher in mixtures containing fructose.

pH para as Formulações SorvetespH for Ice Cream Formulations

<table>table see original document page 23</column></row><table><table> table see original document page 23 </column> </row> <table>

O controle sobre o pH nas emulsões contendo proteínas foiextremamente importante, quando os valores se encontram em zonascompreendidas entre 4-6, pode ocorrer floculação seguida de creaming.Control over pH in protein-containing emulsions is extremely important, when values are in zones 4-6, flocculation may occur followed by creaming.

Entretanto, ressaltam que alguma redução no pH pode ser benéfica namedida em que levando a proteína para regiões próximas ao seu pontoisoelétrico, a repulsão entre grupos de mesma carga elétrica foi reduzidae, com isto, o aumento nas interações proteína-proteína favorece aformação de uma segunda camada que adsorve ao redor dos glóbulosde gordura, aumentando a estabilidade do sistema.However, they point out that some reduction in pH may be beneficial, since taking the protein to regions close to its isoelectric point, the repulsion between groups of the same electric charge was reduced and, thus, the increase in protein-protein interactions favors the formation of a second protein. layer that adsorbs around fat globules, increasing system stability.

Os resultados das determinações de compostos redutorestotais sobre o extrato liofilizado, solubilizado em diferentes meios, sãoapresentados na Tabela 5, sendo η = 3, valores médios.The results of the determination of reductal compounds on the lyophilized extract, solubilized in different media, are presented in Table 5, where η = 3, mean values.

Para o sistema hidroalcoólico, observou-se uma relaçãopraticamente direta entre o volume de amostra analisada e aabsorbância lida e, conseqüentemente, quase não ocorreu variação noteor dos compostos avaliados. A concentração média de redutores nosolvente utilizado foi de 47,92 ± 0,98 μg/mL.For the hydroalcoholic system, there was a practically direct relationship between the analyzed sample volume and the read absorbance and, consequently, there was almost no significant variation of the evaluated compounds. The mean concentration of solvent reducers used was 47.92 ± 0.98 μg / mL.

Tabela 5Concentração de Compostos Redutores no Extrato de AveiaTable 5 Concentration of Oat Extract Reducing Compounds

<table>table see original document page 24</column></row><table><table> table see original document page 24 </column> </row> <table>

A variação da absorbância em função do tempo para adeterminação do percentual de inibição oxidativa do extrato de aveia foimostrada na tabela 6. Sendo estimado em 73,6% de inibição.The change in absorbance as a function of time to determine the percentage of oxidative inhibition of oat extract was shown in table 6. Estimating 73.6% inhibition.

Tabela 6Table 6

Absorbância (Hm) ao Longo do TempoAbsorbance (Hm) Over Time

<table>table see original document page 24</column></row><table><table> table see original document page 24 </column> </row> <table>

Com base nos resultados da Tabela 6, onde, η = 3; média ±desvio-padrão, os valores calculados para os fatores Fi e F2 foramrespectivamente 0,02 e 0,45.Based on the results from Table 6, where, η = 3; mean ± standard deviation, the values calculated for factors Fi and F2 were respectively 0.02 and 0.45.

A figura 3 indica o efeito da composição sobre aspropriedades de fusão para sorvetes produzidos a partir de cada umadas misturas da presente invenção. Em todos os casos observou-seuma inclinação mais acentuada para as curvas correspondentes aosprodutos contendo xarope de frutose, indicando maior velocidade dedrenagem do fundido. Comparativamente, a menor velocidade dederretimento associada às formulações contendo xarope de glicose,provavelmente se deu em razão do maior comprimento de cadeia emassa molar média das moléculas contidas neste açúcar, que levou aum maior grau de entrecruzamentos entre macro moléculas, comaumento da viscosidade.Figure 3 indicates the effect of the composition on melting properties for ice creams made from each of the mixtures of the present invention. In all cases, it was observed a steeper slope for the curves corresponding to the products containing fructose syrup, indicating higher melt drainage velocity. Comparatively, the lower melting velocity associated with glucose syrup formulations was probably due to the longer average molar mass chain length of the molecules contained in this sugar, which led to a higher degree of cross-linking between macromolecules, as viscosity increased.

O coeficiente angular da reta, na porção linear de cadacurva, foi tomado como a velocidade de fusão das amostras. Osresultados obtidos encontram-se na tabela 7. A formulação 4correspondeu aos sorvetes com maior velocidade de derretimento,sugerindo que o efeito combinado do sistema gordura de palma/ xaropede frutose levou ao menor grau de coesão entre os componentes daestrutura.The angular coefficient of the line, in the linear portion of the coacurva, was taken as the melting rate of the samples. The results obtained are shown in Table 7. Formulation 4 corresponded to the ice cream with higher melting speed, suggesting that the combined effect of the palm fat / fructose syrup system led to the lower degree of cohesion between the structure components.

Tabela 7Table 7

Velocidade de Fusão para os Produtos de Todas as FormulaçõesFusion Speed for All Formulation Products

<table>table see original document page 25</column></row><table>Para os produtos gelados comestíveis elaborados dapresente invenção, os valores de overrun oscilaram entre 30 e 40%. Osresultados estão indicados na figura 4.<table> table see original document page 25 </column> </row> <table> For the edible frozen products of the present invention, the overrun values ranged from 30 to 40%. The results are shown in figure 4.

O conteúdo de ar deve ser mantido ao redor de 100%,garantindo que a densidade final não caia para níveis inferiores a 475g/L.Air content should be maintained at around 100%, ensuring that the final density does not fall below 475g / L.

Para um mesmo estabilizante, formulações de sorvetesproduzidos com xarope de frutose, em geral, apresentaram maior nívelde incorporação de ar provavelmente devido ao menor impacto desteaçúcar sobre a viscosidade das misturas.For the same stabilizer, fructose syrup ice cream formulations generally had a higher level of air incorporation probably due to the lower sugar impact on the viscosity of the mixtures.

EnsaiosEssay

Análises Físico-OuímicasPhysicochemical Analysis

Realizou-se uma caracterização da composição centesimalem triplicatas de amostras da iV-succinil quitosana, do extrato de aveiae das formulações dos sorvetes desenvolvidos. Os conteúdos deumidade, cinzas, proteínas e lipídios foram medidos conforme ametodologia descrita pelo Instituto Adolfo Lutz (2005). O teor decarboidratos foi calculado por diferença. Para a quantificação dasproteínas, os seguintes fatores de conversão da relaçãonitrogênio/proteína foram aplicados: 6,25 para as amostras dequitosana gel; 5,83 para o extrato e sorvetes à base de aveia e 6,38 paraos sorvetes formulados à base de leite, de acordo com indicação daTBCAUSP (FCF/USP, 2008). O conteúdo energético dos produtos foicalculado adotando-se os seguintes valores de referência: carboidratos eproteínas = 16,7 kJ/g; lipídios = 37, 6 kJ/g. Para todas as amostrasanalisadas, mediu-se o pH por imersão direta do eletrodo no sistema.A characterization of the triplicate centesimal composition of samples of iV-succinyl chitosan, oat extract and formulations of the developed ice cream was performed. The moisture, ash, protein and lipid contents were measured according to the methodology described by the Adolfo Lutz Institute (2005). The carbohydrate content was calculated by difference. For protein quantification, the following nitrogen / protein ratio conversion factors were applied: 6.25 for chitosan gel samples; 5.83 for oat-based extract and ice cream and 6.38 for milk-based ice cream according to TBCAUSP (FCF / USP, 2008). The energy content of the products was calculated using the following reference values: carbohydrates and proteins = 16.7 kJ / g; lipids = 37.6 kJ / g. For all samples analyzed, the pH was measured by direct immersion of the electrode in the system.

Compostos Redutores TotaisTotal Reducing Compounds

Um volume equivalente a 300 mL do extrato de aveia foiliofilizado em um Liofilizador Edwards, modelo L-4KR e empregado paradeterminações de fenólicos totais e atividade antioxidante. Alíquotas de0,5 mL e 1,0 mL do material dissolvido em meio etéreo, aquoso ehidroalcoólico foram pipetadas para tubos de ensaio.A volume equivalent to 300 mL of the oily extract was freeze-dried in an Edwards Model L-4KR Freeze Dryer and employed for total phenolic determination and antioxidant activity. Aliquots of 0.5 mL and 1.0 mL of material dissolved in ethereal, aqueous and hydroalcoholic medium were pipetted into test tubes.

Na seqüência, e nesta ordem, os seguintes reagentes foramadicionados: 0,5 mL de metanol (Synth®); 7,0 mL de água destilada; 0,5mL de reagente Folin-Ciocalteau {Merck®). Aguardou-se durante 3minutos e a seguir, juntou-se 1,0 mL de solução saturada de carbonatode sódio (Na2C03). Os tubos foram mantidos em repouso durante 1 horae então foi lida a absorbância de cada amostra, em EspectrofotômetroGenesys 20, Thermo Spectronic (A = 725 ηπι). As concentrações deredutores totais foram calculadas utilizando-se a equação C = A/k, ondeC = concentração, expressa em ppm (ou μg/ mL); A = absorbância e k =9,16 (fator obtido a partir da curva de calibração. Para este trabalho opadrão usado foi ácido gálico).Following, and in that order, the following reagents were added: 0.5 mL methanol (Synth®); 7.0 mL of distilled water; 0.5 ml Folin-Ciocalteau reagent (Merck®). It was allowed to stand for 3 minutes and then 1.0 mL of saturated sodium carbonate solution (Na2 CO3) was added. The tubes were kept at rest for 1 hour and then the absorbance of each sample was read on the Genesis 20 Spectrophotometer Thermo Spectronic (A = 725 ηπι). Total deriving concentrations were calculated using the equation C = A / k, where C = concentration, expressed in ppm (or μg / mL); A = absorbance and k = 9.16 (factor obtained from the calibration curve. For this work the standard used was gallic acid).

Atividade Antioxidante do Extrato de AveiaAntioxidant Activity of Oat Extract

A atividade antioxidante foi avaliada utilizando o sistema β-caroteno/ ácido linoléico sobre o extrato aquoso liofilizado, em meiohidroalcoólico. As leituras espectrofotométricas, a 470 ητη, foramconduzidas em um Espectrofotômetro Genesys 20, Thermo Spectronic.Antioxidant activity was evaluated using the β-carotene / linoleic acid system on the lyophilized aqueous extract in a hydroalcoholic medium. Spectrophotometric readings at 470 ητη were conducted on a Genesys 20 Spectrophotometer, Thermo Spectronic.

O cálculo do percentual de inibição oxidativa foi feito usando a equaçãoabaixo, onde a = absorbância (t = 0) da amostra, a' = absorbância (t =120 min.) da amostra, b = absorbância (t = 0) do branco químico eb' =absorbância (t = 120 min.) do branco químico:The oxidative inhibition percentage was calculated using the equation below, where a = absorbance (t = 0) of the sample, a '= absorbance (t = 120 min.) Of the sample, b = absorbance (t = 0) of the chemical blank eb '= absorbance (t = 120 min.) of the chemical blank:

<formula>formula see original document page 27</formula><formula> formula see original document page 27 </formula>

A cinética do efeito antioxidante foi determinada através dosfatores Fi e F2, correspondentes à inibição por mecanismos primário esecundário, respectivamente. Os cálculos dos valores de Fi e F2 foramfeitos com base nas absorbâncias da amostra e do branco químico emintervalos de tempo distintos. Para Fi, os tempos considerados foram 15e 45 minutos e para F2 utilizaram-se 75 e 105 minutos como tempos dereferência. Os dados numéricos foram relacionados entre si através dasequações abaixo.The kinetics of the antioxidant effect were determined by factors Fi and F2, corresponding to inhibition by secondary and secondary mechanisms, respectively. The Fi and F2 values were calculated based on the absorbance of the sample and the chemical blank at different time intervals. For Fi, the times considered were 15 and 45 minutes and for F2 75 and 105 minutes were used as reference times. Numerical data were related to each other using the equations below.

Quanto menor o valor encontrado para o fator Fi, maior aeficiência do antioxidante em atuar por mecanismos primários. Ainda,cabe acrescentar que o valor de F2 deve, tradicionalmente, ser maiorque o de Fi sem, entretanto, ser maior que 1,0.The lower the value found for the Fi factor, the higher the antioxidant efficiency in acting by primary mechanisms. Furthermore, it should be added that the value of F2 must traditionally be greater than that of Fi without, however, being greater than 1.0.

<formula>formula see original document page 28</formula><formula> formula see original document page 28 </formula>

Cálculo da Curva de Congelamento de SorvetesIce Cream Freeze Curve Calculation

Foram calculadas as curvas de congelamento para asformulações provenientes das formulações 1 e 2.Freezing curves for the formulations from formulations 1 and 2 were calculated.

Para calcular o ponto de congelamento de cada mistura, aprimeira etapa foi determinar o equivalente em sacarose na mistura(SE), segundo equação abaixo, onde SNGL = sólidos não gordurosos deleite; SS = sólidos provenientes de soro de leite; S = conteúdo desacarose; XG = xarope de glucose em cada uma das respectivas DE(dextrose equivalente) utilizada. O conteúdo é multiplicado por um fatorque corresponde ao seu poder adoçante tomado em relação à sacarose;XF = xarope de frutose; F = frutose cristalina:To calculate the freezing point of each mixture, the first step was to determine the sucrose equivalent in the mixture (SE), according to the equation below, where SNGL = non-greasy solids treat; SS = whey solids; S = disaccharose content; XG = glucose syrup in each respective DE (equivalent dextrose) used. The content is multiplied by a factor which corresponds to its sweetening power taken in relation to sucrose XF = fructose syrup; F = crystalline fructose:

SE = (0,545 . SNGL) + (0,765 . SS) + S + (0,2 . XG 10 DE) + (0,6 . XG36 DE) + (0,8 . XG 42 DE) + (1,2 . XG 62 DE) + (1,8 . XF) + (1,9 . F)SE = (0.545. SNGL) + (0.765. SS) + S + (0.2. XG 10 DE) + (0.6. XG36 DE) + (0.8. XG 42 DE) + (1.2. XG 62 DE) + (1.8. XF) + (1.9. F)

A concentração equivalente de sacarose (SE) em água(g/lOOg água) foi então determinada dividindo-se o equivalente emsacarose (SE) pelo conteúdo de água empregado, conforme seguinteequação:g sacarose/ IOOg água = SE χ 100/ % água na formulaçãoThe sucrose equivalent concentration (SE) in water (g / 100g water) was then determined by dividing the sucrose equivalent (SE) by the water content employed as follows: g sucrose / 100g water = SE χ 100 /% water in formulation

Os sais minerais que fazem parte na composição dossólidos não-gordurosos de leite (SNGL) e/ou nos sólidos de soro de leite(SS), também têm efeito sobre a depressão da temperatura decongelamento (DPCsais). Esta contribuição foi calculada a partir daequação abaixo:Mineral salts that form part of the non-fat milk solids (SNGL) and / or whey solids (SS) composition also have an effect on freezing temperature depression (DPCals). This contribution was calculated from the equation below:

DPCsais = (SNGL + SS) χ 2,37/ % água na formulação)DPCPs = (SNGL + SS) χ 2.37 /% water in formulation)

A constante 2,37 é baseada na média da massa molecular eda concentração de sais contidos no leite.The constant 2.37 is based on the average molecular weight and concentration of salts contained in milk.

Por fim, para obter a depressão total do ponto decongelamento (DPCTotai) das misturas, as contribuições relativas aosaçúcares e aos sais foram somadas, através da seguinte equação:Finally, to obtain the total freezing point depression (DPCT total) of the mixtures, the sugar and salt contributions were summed using the following equation:

DPCtotal = DPCse + DPCsaisTotal DPC = DPCse + DPCsais

Comportamento De FusãoFusion Behavior

Amostras na temperatura de -12°C, pesando 100,0 i 1,0 gforam colocadas em uma peneira adaptada a uma proveta. O conjuntofoi mantido em uma câmara climática (t = 25°C, UR = 50%). O volumedrenado foi medido a cada 5 minutos, durante 45 minutos e os dadoscoletados foram usados para construir as curvas de fusão de cada umdos sorvetes formulados.Samples at a temperature of -12 ° C, weighing 100.0 i 1.0 g were placed in a sieve fitted to a beaker. The set was kept in a climate chamber (t = 25 ° C, RH = 50%). The volumetric drainage was measured every 5 minutes for 45 minutes and the collected data were used to construct the melting curves of each of the formulated ice creams.

Medidas de OverrunOverrun Measures

Para medir a quantidade de ar incorporado nos sorvetes (%overrun) foi usada uma cápsula de alumínio. A cápsula foi totalmentepreenchida com água. A seguir, verteu-se o líquido para uma proveta. Ovolume lido foi tomado como volume da cápsula. A cápsula foi pesadaem balança semi-analítica. Volume e massa foram anotados.To measure the amount of air incorporated in the ice cream (% overrun) an aluminum capsule was used. The capsule was completely filled with water. Then the liquid was poured into a beaker. The read volume was taken as volume of the capsule. The capsule was weighed on a semi-analytical balance. Volume and mass were noted.

Conseqüentemente, pesou-se certa quantidade das misturas na cápsulapadronizada e anotou-se o resultado. Descontou-se da massa total, amassa correspondente à cápsula, achando-se a massa das misturas. Osvalores foram anotados e preencheu-se a cápsula com os sorvetesprontos, até que estes ocupassem totalmente o volume. O conjuntocápsula mais sorvete foi pesado. Subtraiu-se a massa da cápsula e,deste modo, encontrou-se a massa dos sorvetes.Consequently, a certain amount of the mixtures were weighed into the standardized capsule and the result noted. The total mass corresponding to the capsule mass was discounted and the mass of the mixtures found. The values were noted and the capsule was filled with the ready-made ice cream until they fully occupied the volume. The joint capsule plus ice cream was weighed. The capsule mass was subtracted and thus the ice cream mass was found.

A porcentagem de ar incorporado foi calculada então,através da seguinte equação:The percentage of incorporated air was then calculated using the following equation:

<formula>formula see original document page 30</formula><formula> formula see original document page 30 </formula>

Análise EstatísticaStatistical analysis

As análises de variância e comparações entre médias peloteste de Tuckey (a = 5%) foram realizadas com auxílio do SoftwareStatistica, versão 6.0.The analysis of variance and comparisons between Tuckey test means (a = 5%) were performed with the aid of SoftwareStatistica, version 6.0.

Para marcar o término das etapas de aeração econgelamento na produtora, as misturas foram processadas até que atemperatura dos sorvetes alcançasse -7°C e a massa obtida apresentemo Efeito Weissenberg.To mark the completion of the aeration and freezing stages at the production company, the mixtures were processed until the ice cream temperature reached -7 ° C and the mass obtained had the Weissenberg Effect.

Avaliação ReológicaRheological Assessment

O comportamento reológico de materiais avaliados emtestes oscilatórios foi caracterizado através dos módulos elástico (Gr) eviscoso (G'). Enquanto o (G) indica a capacidade que o sistema tempara recuperar suas características originais após sofrer umadeformação, o (G') quantifica a energia dissipada quando o material estásob a ação de uma força externa. É possível ainda relacionar estas duasquantidades através da razão G"/G', chamada fator de perda, tangentedo ângulo de perda ou tan δ.The rheological behavior of materials evaluated in oscillatory tests was characterized by the elastic (Gr) eviscous (G ') modules. While (G) indicates the capacity of the system to recover its original characteristics after deformation, (G ') quantifies the dissipated energy when the material is under the action of an external force. It is also possible to relate these two quantities through the ratio G "/ G ', called loss factor, tangent of loss angle or tan δ.

Em ensaios de varredura de tensão, os módulos sãomedidos como uma função do aumento da tensão (ou deformação), emfreqüência constante, com o objetivo de determinar o limite máximodentro do qual as propriedades viscoelásticas de um materialpermanecem independentes da força aplicada. Esta zona crítica detensão denomina-se região de viscoelasticidade linear (RVL).In stress scan tests, modules are measured as a function of constant frequency stress (or strain) increasing to determine the maximum limit within which the viscoelastic properties of a material remain independent of the applied force. This critical stress zone is called the linear viscoelastic region (RVL).

As figuras 5 e 6 mostram as varreduras de tensão e defreqüência para o gel de iV-succinil quitosana.Figures 5 and 6 show voltage and frequency sweeps for iV-succinyl chitosan gel.

Dentro da faixa de tensão varrida (figura 5), o produtoexibiu grande estabilidade, com predominância de resposta elástica (G'> G") até próximo de 300 Pa. Embora uma estrutura estável sejabastante desejável, a elasticidade de um material pode dificultaralgumas etapas do processamento, como operações de dosagem. Com asaída da região de viscoelasticidade linear o módulo viscoso sobressaiu,indicando a ocorrência de modificação estrutural.Within the swept strain range (Figure 5), the product exhibited great stability, with predominance of elastic response (G '> G ") up to around 300 Pa. Although a stable structure is quite desirable, the elasticity of a material can make it difficult to achieve some steps. With dosing of the linear viscoelastic region the viscous modulus stood out, indicating the occurrence of structural modification.

O comportamento do gel não sofreu alterações estruturaismesmo em altas freqüências de oscilação, conforme mostrado na figura 6.The gel behavior did not suffer structural changes even at high oscillation frequencies, as shown in figure 6.

A figura 7 mostra a variação dos módulos elásticos eviscosos em função da tensão para o extrato de aveia. Até cerca de 30Pa o módulo elástico (G) foi predominante, indicando que não houvecomprometimento da estrutura das amostras.Figure 7 shows the variation of the eviscerate elastic modulus as a function of the tension for oat extract. Until about 30 Pa the elastic modulus (G) was predominant, indicating that there was no compromise of the structure of the samples.

A variação dos módulos de armazenamento e de perda coma freqüência, para o extrato de aveia, foi mostrada na figura 8. Omódulo elástico aumentou com o tempo, indicando que a dispersãogradativamente adotou propriedades de gel dentro da faixa defreqüência considerada. Em valores próximos a 10 Hz as curvascorrespondentes a G' e G" se interceptaram. O tempo no qual se deueste cruzamento foi freqüentemente associado com o tempo necessárioao desenvolvimento de fenômenos de gelificação e a máxima inclinaçãoda curva G' foi utilizada como estimativa da velocidade do processo.The variation of storage and loss frequency modules for oat extract was shown in Figure 8. The elastic modulus increased over time, indicating that the dispersion gradually adopted gel properties within the considered frequency range. At values close to 10 Hz, the curves corresponding to G 'and G' intersected. The time at which this crossing occurred was often associated with the time required for the development of gelation phenomena and the maximum slope of the G 'curve was used as an estimate of the velocity of the gels. process.

O comportamento elástico e viscoso com a tensão, paraamostras das formulações 1 a 4 está representado na figura 9. Omódulo viscoso foi inferior ao elástico nos quatro sistemas avaliados. Aformulação 1 demonstrou elasticidade bastante distinta das demais,com patamar prolongando-se até próximo de 20 Pa. As curvas obtidaspara as formulações 2, 3, 4 sugeriram identidade estrutural, já quemostraram perfis semelhantes. Nestes sistemas, a inversão dosmódulos reológicos se deu em cerca de 2 Pa. A grande diferença nocomportamento observado entre as misturas provenientes dasformulações 1 e 2 foi associada principalmente à substituição do xaropede glicose pelo xarope de frutose na emulsão.The elastic and viscous behavior with stress, for samples of formulations 1 to 4 is shown in Figure 9. Viscous modulus was lower than elastic in the four evaluated systems. Formulation 1 showed quite different elasticity from the others, with a plateau extending to close to 20 Pa. The curves obtained for formulations 2, 3, 4 suggested structural identity, since they showed similar profiles. In these systems, the inversion of the rheological modules occurred in about 2 Pa. The great behavioral difference observed between the mixtures coming from the formulations 1 and 2 was mainly associated with the replacement of glucose syrup by fructose syrup in the emulsion.

A menor elasticidade verificada em amostras dasformulações 3 e 4 resultou-se pelo uso da gordura de palma.The lower elasticity observed in samples 3 and 4 resulted from the use of palm fat.

A figura 10 mostra deformações sobre gotículas de gorduraemulsionadas, quando estas são submetidas a diferentes condições detensão.Figure 10 shows deformations on emulsified fat droplets when they are subjected to different stress conditions.

Para uma mesma combinação de açúcares, a maiorestabilidade estrutural verificada para a formulação 1 quandocomparada à formulação 3 (Figura 7) sugeriu que a gordura de palmafoi menos sensível ao processo de desestabilização que a gorduravegetal hidrogenada.For the same sugar combination, the higher structural stability found for formulation 1 compared to formulation 3 (Figure 7) suggested that palm fat was less sensitive to the destabilization process than hydrogenated vegetable fat.

A figura 11 apresenta as mudanças em G' e G" em funçãoda tensão para as formulações 5 e 6.Figure 11 shows the changes in G 'and G "as a function of stress for formulations 5 and 6.

A figura 12 revela a configuração estrutural (aumento =20X) da formulação 6 em diferentes tensões. (A) = tensão de 0,1 Pa\ (B)= tensão de 10 Pa e (C) = tensão de 100 Pa. As estruturas indicadaspelas setas em vermelho são grumos devidos a fenômeno de floculação eaquelas apontadas pelas setas em azul, correspondem a glóbulosindividuais de gordura.Figure 12 shows the structural configuration (increase = 20X) of formulation 6 at different stresses. (A) = 0.1 Pa voltage (B) = 10 Pa voltage and (C) = 100 Pa voltage. The structures indicated by the red arrows are lumpy due to flocculation phenomenon and those indicated by the blue arrows correspond to to individual fat globules.

A estrutura na formulação 6 permaneceu sem modificaçõessignificativas mesmo quando submetida a tensões elevadas (figura 12).A formação de pequenas gotículas de gordura devido à adição dequitosana foi confirmada pela microscopia.The structure in formulation 6 remained unchanged even when subjected to high stresses (Figure 12). The formation of small fat droplets due to the addition of chitosan was confirmed by microscopy.

Para caracterizar o comportamento reológico dasformulações 7 e 8 sob tensão, os módulos G ' e G" foram medidos.To characterize the rheological behavior of strain 7 and 8 under stress, the modules G 'and G "were measured.

Conforme mostra a figura 13, nos dois sistemas houve predominânciado módulo elástico. Entretanto, se comparada ao extrato de aveia, aviscoelasticidade linear na presença dos demais componentes dasformulações sofreu redução.As shown in figure 13, in both systems there was a predominance of elastic modulus. However, compared to oat extract, linear aviscoelasticity in the presence of the other components of the formulations was reduced.

A figura 14 mostra o espectro mecânico (módulos dinâmicosχ freqüência) para as formulações 1, 2, 3 e 4.Figure 14 shows the mechanical spectrum (dynamic frequency χ modules) for formulations 1, 2, 3 and 4.

Nas misturas 1, 3 e 4 observou-se predominância decomportamento viscoso, enquanto na mistura 2 prevaleceu aelasticidade. As formulações 1 e 2 mantiveram-se relativamente estáveisdentro da faixa de freqüência considerada. Para a formulação 2,próximo a 7 Hz, os módulos dinâmicos sofreram inversão. Nas misturas3 e 4, o aumento de G' e G" com a freqüência foi indicativo decomportamento tipicamente viscoelástico. Esta dependência tambémpermitiu classificar as amostras analisadas como "géis físicos". A redeformada nestes géis tem ligações mais susceptíveis à quebra quandouma força é aplicada.In mixtures 1, 3 and 4, there was a predominance of viscous behavior, while in mixture 2, the elasticity prevailed. Formulations 1 and 2 remained relatively stable within the frequency range considered. For formulation 2, close to 7 Hz, the dynamic modules were reversed. In mixtures 3 and 4, the increase in G 'and G' with frequency was indicative of typically viscoelastic behavior. This dependence also allowed to classify the analyzed samples as "physical gels." The networks formed in these gels have bonds more susceptible to breakage when a force is applied.

A figura 15 mostra G' e G" para misturas contendo N-succinil quitosana. Na formulação 6, G' > G". Devido às reduzidasdimensões, quando comparada às cadeias da glicose, a frutose, doponto de vista estérico, teria maior acesso à quitosana, resultando emmaiores possibilidades de interações justificando o valor obtido para G'.Além disto, os módulos G' e G" medidos para as emulsões seriamtambém afetados pelo efeito dos glóbulos de gordura já que estesdeterminam a natureza do recobrimento observado nas interfaces, quepor sua vez, influenciam as interações lipídio-proteína na emulsão. Asituação dos glóbulos gordurosos em emulsão preparada com aaplicação do gel de polissacarídeo foi mostrada na figura 16.Figure 15 shows G 'and G "for mixtures containing N-succinyl chitosan. In formulation 6, G'> G". Due to the small dimensions, when compared to glucose chains, fructose, from a steric point of view, would have greater access to chitosan, resulting in greater possibilities of interactions justifying the value obtained for G'.Also, the modules G 'and G "measured for Emulsions would also be affected by the effect of fat globules as they determine the nature of the coating observed at the interfaces, which in turn influence the lipid-protein interactions in the emulsion. figure 16.

No sistema onde ocorreu complexação das macromoléculas,as dimensões dos glóbulos de gordura foram mais reduzidas. Este efeitopode ser percebido na figura 16, onde a aplicação do gel de quitosanasuccinilada como emulsionante, levou a glóbulos com diâmetrosinferiores aos das demais formulações.In the system where macromolecule complexation occurred, the dimensions of the fat globules were smaller. This effect can be seen in figure 16, where the application of chitosan succinylated gel as emulsifier led to globules with smaller diameters than other formulations.

Na formulação 8 o módulo elástico foi inferior ao daformulação 7, conforme mostra a figura 17, indicando que se trata deum gel fraco. Varreduras de freqüência determinam a força de um gel.Assim, uma inclinação mais acentuada para a curva G', corresponde agéis fracamente estruturados e para pequenas inclinações, tem-sesistemas com maior força estrutural. A utilização de sacarose, glicose,frutose e xilose retardou o tempo de arranjo das espécies estruturadassendo que de modo geral, xilose e frutose mostraram um efeito inibitóriosuperior àquele demonstrado pela sacarose e glicose. Porém, aconstatação de efeito oposto pela aplicação de sorbitol sugeriuincompatibilidade das espécies no complexo polímero-poliol, levando osistema para regiões de microdomínios nas quais predominaramalinhamentos e associações intermoleculares das cadeias de β-glucanas. As mesmas conclusões foram obtidas para sistemas isentosde leite.In formulation 8, the elastic modulus was lower than that of formulation 7, as shown in Figure 17, indicating that it is a weak gel. Frequency sweeps determine the strength of a gel. Thus, a steeper slope for the G 'curve corresponds to poorly structured agels and for small slopes, there are systems with greater structural strength. The use of sucrose, glucose, fructose and xylose delayed the arrangement time of the structured species. In general, xylose and fructose showed an inhibitory effect superior to that shown by sucrose and glucose. However, the finding of the opposite effect by the application of sorbitol suggested incompatibility of the species in the polymer-polyol complex, leading the system to microdomain regions where predominant alignments and intermolecular associations of the β-glucan chains. The same conclusions were obtained for milk-free systems.

A viscosidade complexa (77") dá a relação direta entre aviscosidade obtida em função da taxa de cisalhamento e a viscosidadedeterminada em função da velocidade (ou da freqüência) angular. Asfiguras 19 e 20 mostram as mudanças na viscosidade complexa (77")para o hidrogel de quitosana succinilada e o extrato de aveia,respectivamente. As viscosidades complexas para amostras dasformulações avaliadas aparecem nas Figuras 30, 31 e 32. A reduçãomostrada sobre o valor de η* implicaria em enfraquecimento ou rupturada rede estrutural.Complex viscosity (77 ") gives the direct relationship between the obtained viscosity as a function of shear rate and the determined viscosity as a function of angular velocity (or frequency). Figures 19 and 20 show the changes in complex viscosity (77") for succinylated chitosan hydrogel and oat extract, respectively. The complex viscosities for samples of the evaluated formulations appear in Figures 30, 31 and 32. The reduction shown on the value of η * would imply weakening or ruptured structural network.

A redução na viscosidade das amostras ao longo dosensaios pode ser explicada também pela desagregação dos glóbulosgordurosos presentes na emulsão. Durante o processamento, aviscosidade apresentada pelas misturas depende não só do tipo e daquantidade de gordura aplicada às formulações, mas também do tipo equantidade dos açúcares que foram utilizados, da presença dehidrocolóides e ainda dos cristais de gelo que se formam na etapa decongelamento.The reduction in sample viscosity throughout the tests can also be explained by the breakdown of the fat globules present in the emulsion. During processing, the hazardousness of the mixtures depends not only on the type and amount of fat applied to the formulations, but also on the type of sugars that were used, the presence of hydrocolloids and the ice crystals that form in the freezing stage.

As viscosidades complexas foram maiores para asformulações 2 e 6 (figuras 21 e 22). Este comportamento sugeriu ummelhor arranjo físico entre os múltiplos componentes do alimento.Complex viscosities were higher for formulations 2 and 6 (Figures 21 and 22). This behavior suggested a better physical arrangement among the multiple components of the food.

Como conseqüência, após congelamento, os sorvetes derivados destessistemas são menos susceptíveis a processos de recristalização dagordura decorrentes de flutuações de temperatura, devido aoimpedimento mecânico apresentado por sua rede cristalina. A adição dexarope de frutose a estes produtos é responsável pelo comportamentoverificado. Enquanto na formulação 2 prováveis interações específicasentre este açúcar, a água e as estruturas cristalinas tenham causado osefeitos observados, na mistura resultante da formulação 6 aestruturação se deu possivelmente em razão das associações ocorridasentre o xarope de frutose e a quitosana.As a consequence, after freezing, these system-derived ice creams are less susceptible to fat recrystallization processes due to temperature fluctuations due to mechanical impediment presented by their crystal lattice. The addition of fructose syrup to these products is responsible for the verified behavior. While in formulation 2 probable specific interactions between this sugar, water and crystalline structures have caused the observed effects, in the resulting mixture of formulation 6 the restructuring was possibly due to the associations between fructose syrup and chitosan.

Análise do Efeito SpeckleSpeckle Effect Analysis

As medidas foram tomadas utilizando-se um Laser MellesGriot, 20 mW, 633 ηπι, acoplado a uma câmera CCD Hitachi KP-M1. Ametodologia consistiu em aplicar um feixe de laser em um único pontoda superfície das amostras. Esta técnica é conhecida como Speckle deEspaço Livre ou Plano de Fraunhofer. Em todas as medidas, a câmerafoi posicionada a aproximadamente 30 cm de distância em relação àsuperfície. O ângulo de iluminação foi de 60° e a área iluminada era decerca de 3 mm2. Durante as determinações, a iluminação da sala foidesligada.Measurements were taken using a MellesGriot Laser, 20 mW, 633 ηπι, coupled with a Hitachi KP-M1 CCD camera. Methodology consisted of applying a laser beam to a single point on the surface of the samples. This technique is known as Free Space Speckle or Fraunhofer Plan. In all measurements, the camera was positioned approximately 30 cm apart from the surface. The illumination angle was 60 ° and the illuminated area was about 3 mm2. During the determinations, the room illumination was turned off.

As formulações sorvetes, devidamente acondicionados embaú isotérmico, foram mantidas congeladas com o auxílio de gelo-seco.A evolução da microestrutura das amostras ao longo do tempo foiavaliada em três temperaturas ambiente: 20, 25 e 30°C. As medidasforam tomadas sobre três amostras de cada uma das formulações nastemperaturas selecionadas, a fim de se obter valores médios para asmedidas efetuadas. A temperatura inicial das amostras era de -12 ± 0,5°C e suas variações foram acompanhadas em um termopar TP 870,Delta OHM. As amostras estudadas apresentavam massa igual a 50,0 ±1,0 g. O tempo total de medida foi de 50 minutos para cada amostra.The ice cream formulations, properly packaged in isothermal packaging, were kept frozen with the aid of dry ice. The evolution of the microstructure of the samples over time was evaluated at three ambient temperatures: 20, 25 and 30 ° C. Measurements were taken on three samples of each of the formulations at selected temperatures in order to obtain average values for the measurements made. The initial temperature of the samples was -12 ± 0.5 ° C and their variations were followed in a TP 870, Delta OHM thermocouple. The studied samples had a mass equal to 50.0 ± 1.0 g. The total measurement time was 50 minutes for each sample.

O software MATLAB, versão 6.0 foi usado para calcular oMomento de Inércia das Matrizes de Co-ocorrência sobre os THSPscorrespondentes a cada amostra. Os resultados apresentados foramconsiderados como índice de Atividade sobre os sistemas avaliados. Ascurvas de atividade em função do tempo foram construídas no softwareORIGIN, versão 6.0. Os diagramas tridimensionais de atividade nosinstantes inicial e final das análises foram obtidos no software IMAGEJ, versão 1.35.The MATLAB software, version 6.0 was used to calculate the Moment of Inertia of Co-occurrence Matrices on the corresponding THSPs for each sample. The results presented were considered as an activity index on the evaluated systems. Activity as a function of time was built in ORIGIN software, version 6.0. The three-dimensional activity diagrams in the initial and final moments of the analyzes were obtained using the IMAGEJ software, version 1.35.

Os diagramas tridimensionais foram obtidos a partir dohistórico gravado nos THSPs e ilustram diferenças qualitativas naevolução de amostras das duas formulações, na temperatura de 20°C. Amaior incidência de áreas claras sobre os mapas foi indicativa de que asalterações estruturais capturadas pelo sistema de detecção ocorriam demodo mais lento. Ao longo do tempo, a série de eventos registrados nassuperfícies analisadas aumentou o nível de atividade nos sistemas,elevando o contraste entre os diferentes níveis de cinza distribuídos nosarquivos de imagens. Este comportamento sugeriu que desde osestágios iniciais de observação, amostras correspondentes à formulação2 apresentaram evoluções mais rápidas em sua microestrutura.The three-dimensional diagrams were obtained from the history recorded in the THSPs and illustrate qualitative differences in the evolution of samples of the two formulations at a temperature of 20 ° C. The higher incidence of clear areas on the maps was indicative that the structural changes captured by the detection system were slower. Over time, the series of events recorded on the analyzed surfaces increased the level of activity in the systems, increasing the contrast between the different gray levels distributed in the image files. This behavior suggested that since the early stages of observation, samples corresponding to formulation2 showed faster evolution in its microstructure.

Quantitativamente, os índices de atividade a 20 e 25°C,tomados sobre amostras das duas formulações, são mostrados nafigura 25. Nestas temperaturas e em ambas as formulações, atéaproximadamente o décimo minuto, o perfil de deformação foipraticamente o mesmo. Com o tempo, dois picos de atividade foramidentificados, sinalizando a ocorrência de modificações na estrutura dossistemas avaliados.Quantitatively, the activity indices at 20 and 25 ° C, taken on samples of the two formulations, are shown in Figure 25. At these temperatures and in both formulations, until approximately the tenth minute, the strain profile was virtually the same. Over time, two activity peaks were identified, signaling the occurrence of changes in the structure of the evaluated systems.

Ao serem removidas do acondicionamento térmico, asamostras começaram a degelar, em princípio na porção mais externa,causando um pequeno aumento na atividade do sistema. Quando ocalor transferido pelo ambiente penetrou em áreas mais internas, o geloali localizado também fundiu e todo o conjunto de estruturas passou afluir intensificando as modificações estruturais. Estes eventos foramassociados ao primeiro pico de atividade nas curvas. Nos instantesposteriores observou-se redução no nível das alterações, indicando otérmino da transição de fase.When removed from thermal packaging, the samples began to thaw, in principle on the outermost portion, causing a slight increase in system activity. When the environment-transferred heat penetrated into more internal areas, the localized ice-melt also melted, and the whole set of structures began to flow, intensifying structural changes. These events were associated with the first peak activity on the curves. In the later instants a reduction in the level of alterations was observed, indicating the completion of the phase transition.

A migração do ar acompanhada de sua perda no topo dasamostras avaliadas sugeriu redução na força de ligação entre asdiferentes estruturas, explicando deste modo a ocorrência do segundopico de atividade.Air migration accompanied by its loss at the top of the evaluated samples suggested a reduction in the bonding force between the different structures, thus explaining the occurrence of the second peak of activity.

Os valores máximos alcançados pelo primeiro pico deatividade nas curvas da figura 25 foram tomados como os tempos nosquais ocorreu a fusão das amostras. Tais valores encontram-se natabela 8. Como esperado, foi observada uma relação inversa entre otempo para o início do derretimento e a temperatura ambiente. Tambémse verificou que a mudança de fase sempre ocorreu primeiro nosprodutos contendo xarope de frutose.The maximum values reached by the first peak reactivity in the curves of figure 25 were taken as the times in which the samples fused. These values are shown in Table 8. As expected, an inverse relationship was observed between time to onset of melting and room temperature. It was also found that phase change always occurred first in products containing fructose syrup.

Tabela 8Table 8

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Notou-se que nas duas temperaturas (figura 25), o intervalode tempo transcorrido entre os dois picos de atividade foi deaproximadamente 15 e 20 minutos, respectivamente, para asformulações 1 e 2.It was noted that at both temperatures (Figure 25), the time interval between the two activity peaks was approximately 15 and 20 minutes, respectively, for formulations 1 and 2.

Como se verificou a partir dos resultados dos ensaiosreológicos apresentados anteriormente, a varredura de freqüênciastomada sobre a mistura resultante da formulação 2 indicou umcomportamento elástico mais acentuado do que para a misturaderivada da formulação 1.As can be seen from the results of the rheological tests presented above, the frequency-frequency scan over the resulting mixture of formulation 2 indicated a more pronounced elastic behavior than for the derived mixture of formulation 1.

A manutenção estrutural verificada nas formulaçõessorvetes adicionada de xarope de frutose pode também ter sidoocasionada por efeitos deste carboidrato sobre a superfície dasdiferentes estruturas cristalinas presentes nos sorvetes, somados aindaaos padrões reológicos impostos pela formulação (elástico).The structural maintenance observed in the formulations added with fructose syrup may also have been caused by the effects of this carbohydrate on the surface of the different crystalline structures present in the ice cream, added to the rheological standards imposed by the (elastic) formulation.

O impacto do xarope de frutose sobre o comportamentoobservado foi considerado bastante positivo, já que apontou apossibilidade de permanência da estrutura do sorvete por mais tempo.The impact of fructose syrup on the observed behavior was considered very positive, as it pointed to the possibility of the ice cream structure remaining longer.

Se o monitoramento das amostras fosse realizado de modoque os sorvetes pudessem alcançar temperaturas mais elevadas (cercade 40°C), um terceiro pico de atividade teria sido observado, podendoser correlacionado à fusão da gordura contida no alimento.If the samples were monitored so that the ice cream could reach higher temperatures (around 40 ° C), a third peak of activity would have been observed, which could be correlated to the fusion of the fat contained in the food.

Com o aumento da temperatura à qual os sorvetes foramexpostos, os picos de atividade indicativos da transição sólido-líquidopara os cristais de gelo e da difusão das células de ar incorporadas àsformulações sorvetes, antes claramente definidos, desapareceram(Figura 26). Este efeito foi decorrente da quebra de emulsão, ocasionadapela elevada temperatura ambiente em que as análises foram efetuadas.As the temperature at which the ice cream was exposed increased, the activity peaks indicative of the solid-liquid transition to ice crystals and the diffusion of air cells incorporated into the previously clearly defined ice cream formulas disappeared (Figure 26). This effect was due to the emulsion break, caused by the high ambient temperature in which the analyzes were performed.

A inclinação menos acentuada nas curvas geradas pelatécnica de speckle a partir dos produtos da formulação 1 (figura 26),sugeriu maior compactação estrutural. Os valores para a força médianecessária à extrusão de amostras de sorvetes das duas formulaçõestestadas (figura 27) validaram esta observação. Com base na curva deequilíbrio sólido-líquido uma possível explicação aos resultadosencontrados viria do fato de que a maior quantidade de gelo presente nosistema contendo xarope de glicose, na temperatura em que a análiseda textura foi conduzida, levou à maior rigidez da estrutura que, destemodo, registrou um valor mais elevado de dureza.The less steep slope in the speckle technique curves generated from the products of formulation 1 (figure 26) suggested greater structural compaction. The values for the average force required for extrusion of ice cream samples from the two formulations tested (Figure 27) validated this observation. Based on the solid-liquid equilibrium curve one possible explanation for the results would be that the greater amount of ice present in the glucose syrup-containing system at the temperature at which the texture analysis was conducted led to the higher rigidity of the structure which recorded a higher hardness value.

É razoável considerar que nas condições de temperatura emque as análises foram feitas somente a água não ligada sobre sítioshidrofilicos dos diversos componentes da matriz alimentícia tenhaficado disponível às transições de fase. O produto originado a partir daformulação 2 contem um teor de sólidos mais elevado.It is reasonable to consider that under the temperature conditions in which the analyzes were made only unbound water on hydrophilic sites of the various components of the food matrix was available at the phase transitions. The product originated from formulation 2 contains a higher solids content.

Dados de solubilidade (S) para os açúcares empregados nacomposição das formulações apontam que em 0°C, S glicose ~ 35 g/ 100 gH2O; S sacarose ~ 65 g/100 g H2O e S frutose * 75 g/ 100 g H2O.Solubility data (S) for sugars employed in the formulation composition indicate that at 0 ° C, S glucose ~ 35 g / 100 gH2O; S sucrose ~ 65 g / 100 g H 2 O and S fructose * 75 g / 100 g H 2 O.

Extrapolando estas considerações para as condições de temperatura deprocessamento e armazenamento dos sorvetes, concluiu-se que oaumento na concentração dos solutos devido à redução na quantidadede solvente em virtude de sua conversão em gelo, poderia ter levado àcristalização parcial dos açúcares, respondendo pelo comportamentomecânico verificado nos sistemas. Então, entende-se que a maiorquantidade de xarope de frutose não cristalizado na formulação 2 tenhasido responsável pela menor dureza observada na figura 27.Extrapolating these considerations into the conditions of ice cream processing and storage temperature, it was concluded that the increase in solute concentration due to the reduction in the amount of solvent due to its conversion to ice could have led to partial crystallization of sugars, accounting for the mechanical behavior verified in the systems. Thus, it is understood that the largest amount of non-crystallized fructose syrup in formulation 2 was responsible for the lower hardness observed in figure 27.

A figura 28a mostra as curvas da variação da temperaturadas amostras em função do tempo, nas temperaturas de referência (20,25 e 30°C).Figure 28a shows the curves of variation in temperature samples as a function of time at reference temperatures (20.25 and 30 ° C).

As diferenças observadas no comportamento gráficosugeriram modificações na difusividade térmica (a) das formulaçõestestadas, já que em termos físicos, esta propriedade dá uma indicaçãode como a temperatura varia quando um material é submetido asituações de aquecimento ou resfriamento.The differences observed in the graphical behavior suggested changes in the thermal diffusivity (a) of the formulated formulations, since in physical terms this property gives an indication of how the temperature varies when a material undergoes heating or cooling situations.

Os valores de condutividade térmica poderiam serfacilmente obtidos a partir da região linear das curvas T = fflnt),mostradas na figura 28b.The thermal conductivity values could easily be obtained from the linear region of the curves (T (fnt)), shown in figure 28b.

Claims (19)

1. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, caracterizado pelo fato de compreender asetapas (a) mistura dos ingredientes líquidos e secos, total ouparcialmente, (b) adição de água, preferencialmente, 30%, (c) adição dosingredientes lipídicos com cerca de 30 a 40% de água, opcionalmente,em temperatura ambiente ou aquecida (d) pasteurização, (e)opcionalmente, resfriamento e homogeneização, (f) adição da quitosanaquimicamente modificada juntamente com a água restante (cerca de-30%) e homogeneização através de agitação de 500 rpm por 20 minutos,(g) armazenamento em temperatura de aproximadamente 4°C, por 4 a-16 horas, particularmente, 4 a 12 horas (maturação), (h) congelamentoe aeração, (i) embalagem e armazenamento em -18°C.1. PROCESS FOR MANUFACTURING COSMETABLE ICE PRODUCTS, characterized in that it comprises the steps (a) mixing of liquid and dry ingredients, wholly or partially, (b) adding water, preferably 30%, (c) adding lipid ingredients of about 30%. 40% water, optionally at room temperature or heated (d) pasteurization, (e) optionally cooling and homogenization, (f) addition of chitosanochemically modified together with the remaining water (about -30%) and homogenization through stirring at 500 rpm for 20 minutes, (g) storage at approximately 4 ° C for 4 to 16 hours, particularly 4 to 12 hours (maturation), (h) freezing and aeration, (i) packaging and storage in -18 ° C. 2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da quitosana quimicamente modificadacompreender N-succinil quitosana.Process for the manufacture of cmosmectable frozen products according to claim 1, characterized in that the chemically modified chitosan comprises N-succinyl chitosan. 3. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 1 e 2,caracterizado pelo fato dos ingredientes líquidos compreenderem pelomenos um líquido escolhido entre água, xaropes e extrato aquoso deaveia.A process for manufacturing freeze-dried products according to claims 1 and 2, characterized in that the liquid ingredients comprise at least one liquid chosen from water, syrups and aqueous extract of water. 4. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato do extrato aquoso de aveia compreenderproporção de 15,3% em peso total da composição.Process for the manufacture of COSMETABLE FREEZE PRODUCTS according to claim 3, characterized in that the aqueous oat extract comprises a proportion of 15.3% by weight of the total composition. 5. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato dos ingredientes secos compreenderem pelomenos ura ser escolhidos entre leite em pó, integral ou desnatado, sorode leite, açúcar (polissacarídeos), cacau em pó, entre outros.Process for the manufacture of COSMETABLE ICE CREAMS according to Claims 1 to 4, characterized in that the dry ingredients comprise at least the choice of powdered, whole or skimmed milk, milk sorption, sugar (polysaccharides), cocoa powder, among others. 6. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 1 a 5,caracterizado pelo fato dos polissacarídeos compreenderem xarope deglicose, xarope de milho e/ou açúcar invertido, preferencialmente,xarope de frutose e/ou high fructose corri syrup.Process for the manufacture of cmosmectable frozen products according to claims 1 to 5, characterized in that the polysaccharides comprise deglucose syrup, corn syrup and / or invert sugar, preferably fructose syrup and / or high fructose corri syrup. 7. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 1 a 6,caracterizado pelo fato dos ingredientes lipídicos compreenderemgorduras vegetais hidrogenadas, gordura de palma e/ou suas misturas.Process for the manufacture of cOSMETABLE FROZEN PRODUCTS according to Claims 1 to 6, characterized in that the lipid ingredients comprise hydrogenated vegetable fats, palm fat and / or mixtures thereof. 8. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato dos ingredientes lipídicos compreenderemglóbulos de gordura de 10 micra a 1 mícron de diâmetro.The process for manufacturing freeze-dried products according to claim 7, wherein the lipid ingredients comprise fat globules of 10 microns to 1 microns in diameter. 9. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 7 e 8,caracterizado pelo fato das misturas dos ingredientes lipídicoscompreenderem teores de gordura de cerca de 12% em peso dacomposição total.A process for manufacturing freeze-dried products according to claims 7 and 8, characterized in that the mixtures of lipid ingredients comprise fat content of about 12% by weight of the total composition. 10. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 1 a 9,caracterizado pelo fato da pasteurização compreender o aquecimento damistura até entre 80 a 82°C, em banho térmico com tempo de retençãode 20 a 25 segundos e resfriamento rápido até entre 0 a 4°C,preferencialmente 2°C, seguido de homogeneização em 1200 rpm por 5minutos.Process for the manufacture of cmosmectable frozen products according to Claims 1 to 9, characterized in that the pasteurization comprises the heating of the mixture to between 80 and 82 ° C, in a thermal bath with retention time of 20 to 25 seconds and rapid cooling until 0 to 4 ° C, preferably 2 ° C, followed by homogenization at 1200 rpm for 5 minutes. 11. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato da pasteurização compreender, opcionalmente,pasteurização por lote ou batch; pasteurização por sistema contínuo(HTST) ou pasteurização UHT (ultra high temperature).Process for the manufacture of cOSMETABLE FROZEN PRODUCTS according to claim 10, characterized in that the pasteurization optionally comprises batch or batch pasteurization; continuous system pasteurization (HTST) or UHT (ultra high temperature) pasteurization. 12. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 1 a 11,caracterizado pelo fato do congelamento compreender uma temperaturade banho refrigerante de -25°C.Process for the manufacture of freeze-dried products according to Claims 1 to 11, characterized in that the freezing comprises a refrigerant bath temperature of -25 ° C. 13. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOSGELADOS COSMETÍVEIS, de acordo com as reivindicações 1 a 12,caracterizado pelo fato do congelamento compreender, opcionalmente,através de câmaras ou túneis de congelamento.Process for manufacturing freeze-dried products according to Claims 1 to 12, characterized in that the freezing optionally comprises freezing chambers or tunnels. 14. PRODUTOS GELADOS COMESTÍVEIS, de acordo comas reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de compreender,particularmente, sorvetes contendo quitosana quimicamentemodificada, xarope de frutose e/ou extrato de aveia.EDIBLE ICE CREAM PRODUCTS according to one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises in particular chemically modified chitosan-containing ice cream, fructose syrup and / or oat extract. 15. PRODUTOS GELADOS COMESTÍVEIS, de acordo coma reivindicação 14, caracterizado pelo fato da quitosana quimicamentemodificada compreender N-succinil quitosana.EDIBLE ICE CREAM PRODUCTS according to claim 14, characterized in that the chemically modified chitosan comprises N-succinyl chitosan. 16. PRODUTOS GELADOS COMESTÍVEIS, de acordo comas reivindicações 14 e 15, caracterizado pelo fato da N-succinilquitosana compreender a forma de gel.EDIBLE ICE CREAM PRODUCTS according to claims 14 and 15, characterized in that the N-succinylchitosan comprises the gel form. 17. PRODUTOS GELADOS COMESTÍVEIS, de acordo coma reivindicação 16, caracterizado pelo fato do gel de N-succinil quitosanacompreender pH neutro.Foodstuffs according to claim 16, characterized in that the N-succinyl chitosan gel comprises neutral pH. 18. PRODUTOS GELADOS COMESTÍVEIS, de acordo comas reivindicações 14 e 18, caracterizado pelo da quitosana compreenderconcentrações de 0,1 a 0,5%, preferencialmente, 0,4% (m/m).EDIBLE ICE CREAM PRODUCTS according to claims 14 and 18, characterized in that the chitosan comprises concentrations of 0.1 to 0.5%, preferably 0.4% (w / w). 19. PRODUTOS GELADOS COMESTÍVEIS, de acordo comas reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de compreender umcongelamento de pelo menos 85 a 90%.EDIBLE ICE CREAM PRODUCTS according to claims 14 to 18, characterized in that they comprise at least 85 to 90% freezing.