Orientadores: Theo Guenter Kieckbusch, Renato Grimaldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T21:39:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Masuchi_MoniseHelen_D.pdf: 6912499 bytes, checksum: 9de5d80a5396749936d252cf9e809a70 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O comportamento de cristalização da manteiga de cacau (MC) é um importante parâmetro estrutural no desenvolvimento de chocolates com significativa resistência à formação do fat bloom ¿ um defeito comum em chocolates, caracterizado pela superfície com aparência esbranquiçada e perda de brilho devido à recristalização lipídica local. Com o objetivo de controlar e estabilizar a formação cristalina da MC em chocolates, neste trabalho avaliou-se a influência da adição de monoésteres de sorbitana (monolaurato, monopalmitato, monoestearato e monooleato) e de estearina da manteiga de cacau (obtida por fracionamento da MC com solvente) no comportamento de cristalização e consistência, assim como na microestrutura e no polimorfismo da MC. Monoésteres de sorbitana em três diferentes concentrações (0,5; 1,0 e 1,5% m/m) foram adicionados em MC e seus possíveis efeitos como modificadores de cristalização foram avaliados. O monoestearato de sorbitana (SMS) apresentou-se como o estruturante mais efetivo entre todos os emulsificantes testados, cuja atuação foi atribuída a sua solubilidade em meio orgânico e capacidade de auto-montagem. A adição de 0,5% de SMS em MC promoveu aumento relevante na temperatura de início de cristalização da MC (de 19,3 para 21,6°C) e de 60% na consistência a 10°C, e o típico comportamento de cristalização isotérmica da manteiga de cacau na forma de um plateau foi atenuado. Em paralelo, o fracionamento da manteiga de cacau realizado a 17°C com adição de acetona (MC:solvente = 1:7) produziu uma estearina rica em triacilgliceróis monoinsaturados simétricos, que foi adicionada à MC em três diferentes proporções (95:5, 90:10 e 80:20, m/m) e seus principais atributos físico-químicos determinados. Comparada à MC pura, a mistura 80:20 apresentou aumento de 67% na consistência à 10°C e taxa de cristalização consideravelmente maior. MC contendo 0,5% de SMS e misturas de 80:20 de MC e sua estearina foram usadas na produção de barras de chocolate amargo. As barras foram caracterizadas por avaliação comparativa visual, teste de ruptura, Índice de Brancura, observações por MEV, comportamento de fusão por DSC e polimorfismo por difração de Raios-X. Após o monitoramento sob duas condições de armazenamento - isotermicamente a 20°C e sob ciclos de 24h entre 20 e 32°C - a formação de fat bloom foi significativamente desacelerada em ambas as formulações com uso dos modificadores de cristalização estudados, em comparação com a formulação padrão. A transição polimórfica da Forma V para a Forma VI - que representa o mecanismo mais aceito para a formação do fat bloom em chocolates armazenados sob temperaturas abusivas - pode ser correlacionada com o começo do desenvolvimento do fat bloom superficial / Abstract: The crystallization behavior of cocoa butter (CB) is the crucial structuration issue in the development of chocolate products with significant resistance to fat bloom - a common defect in chocolates, characterized by a whitish appearance and loss of surface gloss due to local lipid re-crystallization. To control and strengthening the crystallization patterns of CB in chocolates processing, in this work it was evaluated the influence of the addition of sorbitan monoesters (monolaurate, monopalmitate, monostearate and monooleate) and cocoa butter stearin (obtained by solvent fractionation of CB) in the crystallization and consistency behaviors as well as on the microstructure and polymorphism of CB. Sorbitan monoesters at three different concentrations (0.5, 1.0 and 1.5% w/w) were added to CB samples and their possible functioning as crystallization modifiers were evaluated. Sorbitan monostearate (SMS) pointed out as the most effective structurant among all emulsifiers tested, a performance attributable to its solubility in organic medium and the ability of self-assembling. Adding 0.5% of SMS to cocoa butter promoted a sharp increase in the onset of the crystallization temperature (from 19.3 to 21.6°C) and a 60% increase in the consistency at 10°C, and the classic two-step isothermal crystallization behavior was smoothed out. In parallel, CB fractionation runs conducted at 17ºC using acetone (CB:solvent = 1:7) produced a symmetric monounsaturated triacylglycerol-rich stearin that were added to cocoa butter at three proportions of CB:stearin (95:5, 90:10 and 80:20, w/w) and main physical-chemical attributes of these mixtures were determined. Compared to pure cocoa butter, the 80:20 mixture showed an increment of 67% in the consistency at 10°C and considerable higher crystallization rates at 17.5°C were found. CB containing 0.5% of SMS and the 80:20 mixture of cocoa butter and cocoa butter stearin were used in dark chocolate bars production. The bars were characterized by visual comparative ratings, snap test, whiteness index, SEM microstructure observations, DSC melting behavior and polymorphism by X-ray diffraction. Storage tests under normal and accelerated conditions confirmed a considerable deceleration in the fat bloom formation rate in samples containing the crystallization crystallization modifiers. The polymorphic transition from Form V to Form VI - which is the most acceptable mechanism for fat bloom formation in chocolates stored under abusive temperature conditions - could be correlated with the onset of surface bloom / Doutorado / Engenharia Química / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Ming Chih Chiu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CamiliaAoyagui_M.pdf: 3664368 bytes, checksum: 08f28439bf0d2c55027a15763d6a5b3e (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O óleo de palma possui lenta cristalização devido à alta energia livre de ativação de nucleação, atribuída às interações intermoleculares entre a estearina e a oleína e à presença dos diacilgliceróis. Aditivos podem ser adicionados ao óleo de palma na tentativa de modificar o seu comportamento de cristalização, adequando o seu uso aos processos industriais. Dentre esses aditivos se destacam os emulsificantes, que diferentemente da sua função usual, podem ser utilizados para alterar a estrutura cristalina e contribuir inclusive para a estabilidade de formas polimórficas desejadas nos óleos e gorduras onde são aplicados. Os ésteres de ácidos graxos de sorbitana têm demonstrado influência na morfologia dos cristais e na textura de misturas de óleos à base de palma. No entanto, estudos indicaram que os monoésteres de ácidos graxos de sorbitana disponíveis comercialmente possuíam diferentes composições em mono-, di- e triésteres de ácidos graxos de sorbitana. Esta variabilidade pode dificultar a comparação de resultados obtidos de cristalização de óleos e gorduras após adição destes emulsificantes entre os diversos estudos já realizados. O objetivo deste trabalho foi determinar a composição de vários ésteres de ácidos graxos comerciais, de diferentes fornecedores, e verificar se o comportamento de cristalização do óleo de palma refinado (RPO) adicionado dos emulsificantes foi influenciado pelas possíveis diferenças na composição deles. A análise de composição, realizada através da técnica de espectrometria de massas, EASI-MS, revelou diferenças na composição dos monolauratos de sorbitana (SMLa) dos fornecedores B, C e D e dos monoestearatos de sorbitana (SMS) dos fornecedores C, D e E. Entre os SMLa, o SMLa D foi o que apresentou o maior teor de trilaurato de sorbitana e de triésteres de modo geral, e dentre os SMS, o SMS E foi o que apresentou o maior teor de monoestearato de sorbitana, maior teor de monoésteres e menor teor de diésteres. Nas isotermas de cristalização realizadas a 25°C através da ressonância magnética nuclear (RMN), o SMLa D foi o que mais retardou o período de nucleação (em 128,6%) de RPO e o que possibilitou o menor teor máximo de gordura sólida (SFCMáx). Além disso, após análise dos eventos de cristalização por calorimetria diferencial de varredura (DSC), o SMLa D foi o único, dentre os SMLa, a retardar significativamente (p < 0,05) a nucleação e a cristalização dos TAGs de maior ponto de fusão de RPO. Em relação aos SMS, após análise das imagens da microestrutura dos cristais, notou-se que apenas a amostra com SMS E produziu cristais de morfologia e dimensões diferentes. Além disso, os resultados da análise de consistência mostraram que somente o SMS E aumentou significativamente (p < 0,05) a dureza do RPO nas temperaturas de 15°C, 20°C e 25°C. As diferenças encontradas na composição dos monolauratos e monoestearatos de sorbitana puderam ser associadas aos efeitos distintos no comportamento de cristalização do óleo de palma refinado / Abstract: Palm oil has a slow crystallization possibly due to the high free energy of activation of nucleation and additives can be added in an attempt to change its crystallization behavior adapting its use to industrial processes of margarine, shortenings, toppings and baking. Among these additives there are emulsifiers, which unlike its usual application can be used to alter the crystal structure and also contribute to the stability of desired polymorphic forms in the oil and fat where they are applied. The sorbitan fatty acid esters have been shown to influence the morphology, the distribution of crystals and the texture of blends of palm. However studies indicated that sorbitan monoesters commercially available had different compositions in mono-, di-and triesters of sorbitan fatty acids such variability may make it difficult to compare results obtained from crystallization of fats and oils after addition of emulsifiers among the many studies already conducted. The objective of this study was to determine the composition of several commercial sorbitan fatty acid esters from different suppliers and verify if the crystallization behaviour of refined palm oil (RPO) after addition of the emulsifiers was influenced by possible differences in their composition. The composition analysis using the technique of mass spectrometry, EASI-MS, revealed differences in the composition of sorbitan monolaurates (SMLa) from suppliers B, C and D and sorbitan monostearates (SMS) from suppliers C, D and E. Among SMLa, the SMLa D indicated the highest content of trilaurate and sorbitan triesters. Among SMS, SMS E presented the highest level of sorbitan monostearate, and higher content of monoesters and lower content of diesters. In the isothermal crystallization performed at 25°C by nuclear magnetic resonance (NMR), the SMLa D was the emulsifier the most retarded the nucleation period (at 128.6%) of the RPO and it resulted of the lowest maximum solid fat content (SFCMáx). Furthermore, after crystallization event analysis by differential scanning calorimetry (DSC), the SMLa D was the only one delayed significantly (p <0.05) the nucleation and crystallization of TAGs of higher melting point of the RPO. In relation to SMS, after examining the images of the microstructure of the crystals, it was noted that only the sample with SMS E produced crystals of different dimensions and morphology. Furthermore, the results of consistency analysis showed that only SMS E increased significantly (p <0.05) the hardness of the RPO at 15°C, 20°C and 25°C. The differences found in the composition of sorbitan monolaurates and monostearates could be associated with distinct effects on the crystallization behavior of refined palm oil / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestra em Ciência de Alimentos