Produção e caracterização de pós de spirulina por diferentes métodos de secagem

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2020.

A cianobactéria spirulina (Arthrospira platensis) é uma microalga, de alto valor nutricional e biológico, utilizada atualmente como alimento, ingrediente ou suplemento alimentar devido ao elevado conteúdo de proteínas, vitaminas e minerais em sua composição. É mundialmente cultivada em regiões tropicais e sub-tropicais do planeta, e comercializada principalmente na forma de pó. A biomassa de spirulina possui elevada capacidade antioxidante, atribuído às ficobiliproteínas de sua composição, que são divididas em aloficocianina, ficocianina e ficoeritrina. Contudo, processos de desidratação dessa matriz podem causar degradação de seus compostos de interesse, dependendo dos parâmetros utilizados no processo. Essa pesquisa teve como objetivo estudar diferentes métodos de secagem, entre eles processos convencionais e inovadores, para avaliar os efeitos causados na degradação da ficocianina. Os métodos de secagem convencionais utilizados foram secagem em estufa convectiva (40 e 60 °C) e liofilização; e os métodos inovadores propostos foram cast-tape drying (CTD) (98 °C) e vacuum cast-tape drying (VCTD) (40 e 60 °C), que atuam com o princípio de secagem por espalhamento. No estudo dos processos de secagem foram obtidas curvas da evolução temporal de umidade, de atividade de água, de tempertatura e de degradação da ficocianina. Ainda, foram avaliadas as características físico-químicas dos pós desidratados, cor, análise microscópica e solubilidade. O método de secagem por VCTD permitiu uma rápida desidratação da biomassa de spirulina, com altas taxas de secagem quando comparado ao método convectivo e liofilização. Ainda, foi possível constatar que a estabilidade da ficocianina é altamente dependente da temperatura empregada no processo, demonstrando degradação desse composto nos ensaios com temperaturas mais elevadas. O método CTD apresentou a maior taxa de secagem entre todos, porém ocasionou cerca de 90% de degradação da ficocianina. Todos os processos causaram alterações de cor, principalmente escurecimento, nos produtos desidratados, com exceção do pó obtido por da liofilização.

Abstract: Cyanobacteria spirulina (Arthrospira platensis) is microalga, with high nutritional and biological value, currently used as a food, ingredient or food supplement due to the high content of proteins, vitamins and minerals in its composition. It is widely cultivated in tropical and subtropical regions of the planet, and marketed mainly as a powder. The biomass of spirulina has a high antioxidant capacity, attributed to the phycobiliproteins of its composition, which are divided into allophycocyanin, phycocyanin and phycoerythrin. However, dehydration processes of this matrix can cause degradation of its compounds of interest, depending on the parameters used in the process. This research aimed to study different drying methods, including conventional and innovative processes, to evaluate the effects caused on the phycocyanin degradation. The conventional drying methods used were drying in a convective oven (40 and 60 ° C) and freeze-drying; and the innovative methods proposed were cast-tape drying (CTD) (98 ° C) and vacuum cast-tape drying (VCTD) (40 and 60 ° C), which work with the spread-drying principle. In the study of drying processes, moisture, water activity, temperature and degradation of phycocyanin curves were constructed. In addition, the physicochemical characteristics of dehydrated powders, color, microscopic analysis and solubility were evaluated. The VCTD drying method allowed a rapid dehydration of the spirulina biomass, with high drying rates when compared to the convective and freeze-drying. Still, it was possible to verify that phycocyanin content is highly influenced by the temperature used in the process, demonstrating degradation of this compound in the tests with higher temperatures. The CTD method showed the highest drying rate among all, but it caused about 90% phycocyanin degradation. All processes caused color changes, mainly darkness, in the dehydrated products, except for the powder obtained through freeze drying.