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Título: Otimização da obtenção de gelatina a partir da pele residual de Tilápia do Nilo (Oreochromis Niloticus)
Autor(es): Catunda, Lucas Gomes da Silva
Orientador(es): Almeida, Maria Mozarina Beserra
Coorientador(es): Souza Filho, Men de Sá Moreira de
Palavras-chave: Gelatina
Força de gel
Planejamento experimental
Gelatin
Gel strength
Experimental design
Data do documento: 2015
Citação: CATUNDA, L. G. da S. (2015)
Resumo: A produção de pescado está crescendo mundialmente, onde sua taxa de crescimento é maior em relação ao populacional. A tilápia do Nilo é o pescado mais produzido no mundo e no Brasil, sendo mais utilizado para o consumo alimentício, na produção de filés. Durante o processamento deste produto, resíduos tais como peles, cabeça e ossos são gerados, porém possuem grande potencial para produção de diversos materiais. A pele, por possuir um grande teor de colágeno, é o mais indicado para a produção da gelatina. O colágeno é a principal classe de proteínas existente em animais e humanos, onde dele, a partir da hidrólise térmica, é produzida a gelatina. Pré-tratamentos, ácidos e básicos, são realizados, a fim de produzir um material mais puro. As propriedades mais importantes da gelatina são a força de gel, a umidade, o teor de cinzas e a viscosidade. Tais propriedades sofrem influência do tipo de tratamento empregado. No intuito de obter a gelatina de forma mais eficiente e eficaz, efetuou-se o planejamento experimental fracionado para otimizar o processo de obtenção do material em questão a partir da pele residual de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), observando quais os fatores que influenciam essa extração. Nesse planejamento, variou-se a concentração e o tempo de reação do HCl, NaOH e CH3COOH, bem como o tempo de extração, a temperatura de extração e a utilização da resina catiônica; avaliando como resposta força de gel, rendimento e teor de cinzas. A melhor amostra foi escolhida com base na maior força de gel, no melhor rendimento, no menor teor de cinzas e no menor tempo total de extração. Analisou-se a melhor amostra termicamente, por TGA e DSC, e em termos de atividade de água, sendo também caracterizada por FTIR. De todas as variáveis estudadas no delineamento, apenas a concentração de ácido acético e seu tempo de pré-tratamento foram estatisticamente significativos para o teor de cinzas, apresentando efeito positivo. A melhor gelatina foi obtida nas seguintes condições: sem pré-tratamento com HCl, 30 minutos de pré- tratamento com NaOH 0,1 M, 30 minutos de pré-tratamento com Ácido Acético 0,1 M, 1 hora de extração a 45ºC e sem necessidade de utilizar resina, apresentando essa gelatina uma força de gel de 705,898 de Bloom, 9,84% de umidade e 1,741% de teor de cinzas. Pela análise de TGA, a gelatina apresentou estabilidade até 266,71ºC, sofrendo degradação em seguida e possuindo 2,375% de cinzas. Os resultados de FTIR e DSC foram comparados com os da literatura e se mostraram em concordância com as características esperadas. A Aw foi de 0,3388 ± 0,0087 a 26,34 ± 0,36 ºC. Portanto, foi possível determinar as melhores condições das variáveis estudadas e suas significâncias no planejamento experimental fracionado para aobtenção da gelatina. A melhor gelatina obtida apresentou boa estabilidade térmica, alta pureza e baixo teor de umidade e de cinzas, podendo ser aplicado para obtenção de bioblendas poliméricas utilizando amido de milho.
Abstract: Fish production is growing worldwide, and its growth rate is bigger than the population growth rate. The Nile tilapia is the most produced fish species in the world and in Brazil. It is mostly used to food consumption, in the form of fillets. Residues such as skin, head and bones are produced during the processing of fillets, but they have great potential for the production of many materials. The skin is the most suitable for the production of gelatin because it has a large collagen content. Collagen is the major class of proteins existing in both, animals and humans, and has the capacity to produce gelatin by thermal hydrolysis. Acid and base pretreatments are used to produce a better and purer material. The most important properties of gelatin are gel strength, moisture, ash content and viscosity, and the type of pre-treatment influences these properties. To optimize the obtaining process of gelatin from the Nile tilapia (Oreochromis niloticus) residual skin was used the fractional factorial design. The concentration and reaction time of HCl, NaOH and CH3COOH was varied, such as the extraction time and temperature, and the use of resin, to evaluate response factors as gel strength, yield and ash content. The best sample was chosen based on the highest gel strength, better yield, lower ash content and lower total extraction time. The best sample was analyzed by DSC, TGA, FTIR and water activity. Of all the dependent variables, only the concentration of acetic acid and its pre-treatment time were statistically significant for the ash content, having a positive effect. The best gelatin was obtained using the following extraction conditions: without pre-treatment with HCl, 30 minutes of pre-treatment with 0.1 M NaOH, 30 minutes of pre-treatment with Acetic Acid 0.1 M, 1 hour of extraction at 45 ° C and no use of resin. This gelatin showed a gel strength of 705.898 Bloom, 9.84% of moisture and 1.741% of ash content. By TGA analysis, the gelatin was stable up 266,71ºC, suffering degradation after that, and having 2.375% of ash content. The DSC and FTIR results were compared with the literature, showing agreement with the expected results. The Aw value was 0.3388 ± 0.0087 at 26.34 ± 0.36 °C. Therefore, it was possible to determine the best conditions of the variables and their significance in fractional experimental design to obtain the gelatin. The best gelatin obtained showed good properties such as high thermal stability, high purity and low moisture content and can be applied to obtain polymeric bioblends using corn starch.
Descrição: CATUNDA, Lucas gomes da Silva. Otimização da obtenção de gelatina a partir da pele residual de Tilápia do Nilo (Oreochromis Niloticus). 2015. 50 f. Monografia (Graduação em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35091
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