PT1858344E - Processo para o fabrico de alimento para espécies aquícolas - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Processo para o fabrico de alimento para espécies aquícolas" 0 presente invento refere-se a um processo para o fabrico de alimento para espécies aquícolas a partir de proteínas como a farinha de peixe, farinha de soja, farinha de colza, farinha de penas, etc., aglutinantes como o trigo, fontes contendo amido, etc., lípidos de origem marinha e/ou vegetal. Durante o fabrico podem também ser adicionados minerais, vitaminas, enzimas e pigmentos como a astaxantina. 0 invento compreende também produtos que resultem do novo processo. 0 processo mais comum para produzir alimento para peixe tal como o alimento para salmão, compreende a extrusão das matérias-primas proteicas às quais se adicionam água, vitaminas, pigmentos e minerais. Antes da extrusão adicionam--se também alguns lípidos. Os grânulos porosos extrudados são, em seguida, expostos a vácuo e os lípidos são absorvidos pelos poros. Todos estes passos são realizados na fábrica de alimento para peixe onde o produto final é seco e embalado para posterior despacho para a unidade de exploração aquícola. Embora este processo de produção tenha sido optimizado e melhorado ao longo dos anos, compreende inerentemente alguns problemas bastante sérios que resultam em implicações económicas.

Durante o processo de extrusão, as vitaminas e pigmentos, agentes corantes, quebrar-se-ão parcialmente, o que leva a que esses componentes sejam adicionados em excesso para que acabem com as quantidades desejadas no produto final. Por conseguinte, são por vezes usadas matérias-primas estáveis à extrusão, caras. Ainda para obter uma elevada capacidade de absorção de óleo ou lípidos, seca-se o extrudado até um teor de água de 4-6% em peso. 0 baixo teor de água é também necessário para um prazo de validade mais prolongado, i.e., para obter um produto estável que possa ser armazenado durante um período de tempo mais prolongado. No entanto, para o processo de digestão, no peixe, será vantajoso que o alimento contenha um teor de água mais elevado. Mas isso causará problemas com o crescimento de bolores, se o teor de água for demasiado elevado. Um maior teor de água pode também 2 ΕΡ 1 858 344/ΡΤ desempenhar um papel na deterioração da actividade das vitaminas durante a armazenagem. Um outro problema experimentado com alimentos para peixes contendo quantidades elevadas de óleo é a perda de óleo. Uma forma de reduzir este problema é conferir aos grânulos de alimento um revestimento extra, com lipidos possuindo um ponto de fusão elevado, mas isso aumentará os custos e pode diminuir o valor nutricional do alimento.

Uma forma de combater o problema da perda encontra-se descrita no pedido de patente WO 2004/080201 que se refere a grânulos de alimento para peixes contendo até 55% em peso de lipidos. A maior parte dos lipidos líquidos à temperatura ambiente é absorvida pelos grânulos extrudados, até estes ficarem saturados. A seguir, arrefecem-se os grânulos e reveste-se uma menor parte, 0,5-1,5%, em peso, do teor total de lipidos, sobre os grânulos. Este revestimento consiste em 100-17%, em peso, de a) glicerídeo ou b) ácido gordo ou c) óleo de palma bruto ou misturas de a) , b) e c) e onde os componentes a), b) e c) possuem todos pontos de fusão elevados e 0-83%, em peso, dos lipidos, líquidos à temperatura ambiente. A principal desvantagem deste processo é requerer um passo extra de arrefecimento e revestimento, e com um lípido diferente da fonte principal de lipidos. Isto aumentará o custo do alimento e também diminuirá o valor nutricional. Também, conhece-se da patente EP N.° 0980213 um processo que origina grânulos de elevado teor em óleo. Efectua-se a extrusão de uma mistura de componentes básicos para formar uma matriz de grânulos de alimento para peixes juntamente com um aditivo que é sólido nas condições ambientes em grânulos porosos. O aditivo é um lípido ou ácido gordo. 0 óleo é então absorvido nos grânulos porosos. Prefere-se que o aditivo seja um óleo hidrogenado derivado de origem animal ou vegetal, ou um emulsivo de lipidos tal como mono-glicérido, diglicérido ou triglicérido. Embora se alegue que esses grânulos sofrem muito pouca perda durante o armazenamento e a utilização, persiste o problema anterior com o teor de água, vitaminas e pigmentos. Na patente norueguesa N.° 307021 descreve-se um método para reduzir a perda de vitaminas e pigmentos, experimentada durante o passo de extrusão. Para obter esta redução, adicionam-se as vitaminas e os pigmentos e mesmo as enzimas, proteínas e 3 ΕΡ 1 858 344/ΡΤ antioxidantes, após ο passo de extrusão, numa fase de fluido e absorvem-se nos grânulos secos sob vácuo e, em seguida, absorve-se o óleo com os aditivos nos grânulos. Uma outra patente norueguesa N.° 316013 descreve um processo que reivindica alimento para peixes com elevado teor de água. Este é obtido trazendo os grânulos de alimento convencional, contendo proteína e gordura, para um tanque de água, que é mantido sob vácuo para que a água possa ser sugada para os grânulos. Este processo é efectuado no local de exploração piscícola e os grânulos são alimentados ao recinto na forma de pasta aquosa. As vitaminas, o pigmento e os minerais podem ser adicionados ao tanque de água. No referido tanque pode também usar-se água salgada. É difícil visualizar como os aditivos podem ser doseados com precisão e como o peixe obterá as quantidades correctas desses aditivos.

Da patente dos EUA N.° 4935250 conhecem-se ainda grânulos que possuem elevado teor de óleo e onde se previne a secagem durante o armazenamento provendo os grânulos com um revestimento especial. O referido revestimento deverá ser flexível e suave e isso é conseguido usando alginato ou goma guar e uma solução de cloreto de cálcio formando um gel. Mas isso não implica misturar água e óleo na forma de um gel para ser colocado nos poros dos grânulos.

Conhece-se ainda da patente dos EUA N.° 6136353 um método e sistema para incorporar matéria gorda no produto alimentar granulado. Esta patente descreve um processo convencional para absorver até 30% de gordura em produtos granulados. Toda a gordura é absorvida pelos poros do grânulo que não contém qualquer gel ou emulsão. Não é mencionada a possível adição de gel ou de emulsão ao produto granulado. A patente dos EUA N.° 6013255 descreve uma emulsão de água em óleo e a sua utilização para dosagem exacta de componentes lábeis, tais como enzimas, vitaminas, corantes ou vacinas. Os componentes lábeis podem ser estabilizados por poliol. O objectivo principal desta patente é estabilizar componentes lábeis. Embora a emulsão possa ser aplicada em produtos alimentares, não existem quaisquer ensinamentos sobre a utilização de uma emulsão para incorporar grandes quantidades de água e de lípidos em grânulos de alimento como alternativa ao método convencional descrito na patente '353. 4

ΕΡ 1 858 344/PT Ο principal objectivo do invento era chegar a um processo flexível que pudesse produzir um alimento para espécies aquícolas, contendo um teor de água e de lípidos relativamente elevado, e ao mesmo tempo minimizasse a perda de vitaminas, enzimas e pigmentos, experimentada durante o passo de extrusão e armazenamento.

Um outro objectivo era conseguir um alimento contendo um elevado teor de lípidos sem problemas de perda.

Um objectivo ainda era chegar a um processo mais simples do que os convencionais, reduzindo o número de passos de processo e o equipamento necessário para produzir o alimento.

Após o estudo dos problemas de degradação e perda de vitaminas e pigmentos, experimentados em processos convencionais, os inventores investigaram as possibilidades atrasar o mais possível a adição desses componentes na cadeia de processo. Verificou-se, então, surpreendentemente, que todos os problemas anteriores podiam ser solucionados dividindo a produção de alimento basicamente em dois passos. No primeiro passo misturam-se simplesmente as matérias-primas proteicas como a farinha de peixe, farinha de soja, farinha de colza, farinha de penas, etc., com aglomerantes como o trigo, amido, etc., e água e submete-se esta mistura a extrusão ou aglomeração em grânulos porosos. Esses grânulos não contêm substancialmente quaisquer lípidos e quaisquer vitaminas e pigmentos adicionados e poderão, portanto, ser armazenados durante um período de tempo mais prolongado em sacos ou silos sem qualquer alteração na qualidade. Esta produção de um intermediário alimentar pode ser efectuada numa grande fábrica de alimentos. Depois, num segundo passo, preferencialmente no local da exploração piscícola, podem ser adicionados vitaminas, pigmentos e lípidos ao intermediário. Os minerais podem ser adicionados no primeiro passo ou no segundo. Para conseguir uma distribuição uniforme de vitaminas e pigmentos na ração final, esses componentes devem ser dissolvidos ou misturados na água e nos componentes lipídicos a pôr no intermediário. A questão crucial era então como obter quantidades elevadas de água e de lípidos no intermediário e ainda evitar a perda de lípidos durante o posterior manuseamento/ armazenamento do alimento final. 5

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Tentou, então, fazer-se uma mistura de água e de lipidos, na razão desejada, e contendo as vitaminas e pigmentos e possivelmente também minerais. 0 problema era obter uma mistura estável e francamente rígida que pudesse ser absorvida pelos poros do intermediário. Verificou-se então que era possível obter a referida mistura adicionando um agente formador de matriz como o amido e agitando os referidos componentes numa pasta ou num produto semelhante a maionese que solidificasse após algum tempo. A viscosidade desta pasta pode ser diminuída por aquecimento da pasta. Colocou-se, em seguida, o produto intermediário num recipiente a vácuo, no qual se adicionou a pasta e se absorveu nos poros. Realizou-se o processo de absorção de um modo convencional e arrefeceram-se os grânulos do alimento final até à temperatura ambiente e ficaram prontos para transportar directamente para os recintos de piscicultura ou para armazenamento.

Antes do passo de mistura da obtenção da pasta, pode-se adicionar as vitaminas solúveis em água aos componentes aquosos e as vitaminas solúveis em óleo aos componentes lipídicos. Em alimento para salmonídeos, podem-se adicionar pigmentos como a astaxantina ao componente lipídico e/ou água. Não foi necessário dissolver completamente as vitaminas e os pigmentos antes da adição do agente da matriz e da agitação. Em alguns casos pode também ser vantajoso adicionar uma enzima ao alimento. Esta adição podia também ocorrer num passo muito avançado do processo, por exemplo adicionando a enzima ao componente água.

Uma abordagem semelhante era fazer uma emulsão de água e lípido, contendo aditivos como vitaminas, enzima e pigmentos, e também possivelmente minerais. No entanto, considerou-se mais prático adicionar os minerais ao produto intermediário, pois haverá agora deterioração dos minerais durante o armazenamento. Depois esta emulsão pode ser absorvida pelos grânulos do produto intermediário. 0 teor de água e de lipidos do produto alimentar final deve então variar de acordo com a razão de água : óleo da emulsão, e com o tipo de emulsivo usado. Possivelmente, a rigidez final da emulsão poderia ser mesmo aumentada pela adição de um agente formador de matriz, como o amido, à emulsão, antes do passo de 6 ΕΡ 1 858 344/ΡΤ absorção. Para evitar perda de óleo é essencial que a emulsão se mantenha nos poros dos grânulos.

Iniciou-se então um estudo para testar a absorção de água e de óleo por partículas de alimento e tentar misturar água e óleo usando agentes emulsionantes e gelificantes, como o amido, para estudar as possibilidades de absorção. A hipótese era que uma mistura de água e óleo, adicionada a um agente emulsivo ou gelificante adequado, devia aumentar a absorção de gordura, e também as partículas de alimento deviam absorver água. A característica principal do presente invento compreende um processo para produzir alimento para espécies aquáticas a partir de proteínas como farinha de peixe, farinha de soja, farinha de colza, farinha de penas, etc., aglutinantes como o trigo, fontes contendo amido etc., lípidos de origem marinha e/ou vegetal e aditivos convencionais como minerais, vitaminas e pigmentos como a astaxantina, compreendendo o fabrico de um produto intermediário estável ao armazenamento por mistura de material proteico com aglutinantes e possivelmente também os minerais que depois são submetidos a extrusão, aglomeração/ granulação e formação em grânulos porosos, adequados ao transporte e ao armazenamento. 0 produto intermediário é ainda processado pela introdução de um gel contendo água e lípidos ou de uma emulsão contendo água e lípidos, nos poros, numa câmara de vácuo, e em que se misturam com o gel ou com a emulsão, as vitaminas e pigmentos, antes da introdução na câmara de vácuo, e que o vácuo é libertado da referida câmara e o alimento para peixes assim produzido é transferido para armazenagem ou directamente para o local de consumo.

Uma outra característica do invento é o gel ser formado misturando água e lípidos em razões que variam de 20-80%, em peso, de água e 80-20%, em peso, de lípidos, juntamente com amido ou gelatina.

Em conformidade com o invento, a emulsão é formada misturando água e lípidos junto com um emulsionante em quantidades de 0,1-1% dos líquidos e que a água e/ou lípido contém vitaminas e pigmentos. 7

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De preferência, a emulsão é feita efectuando a mistura a temperaturas de 20-80°C.

Com maior preferência, o poliricinolato de poliglicerol será usado como emulsionante de óleo em água. 0 produto intermediário pode ser aquecido até 30-80°C e exposto a vácuo de 0,1-0,3 bar, numa câmara de vácuo, onde se introduz o gel ou a emulsão pré-aquecida e onde se mistura com os grânulos e depois se liberta lentamente o vácuo. O invento compreende também um alimento onde a maior parte da água e dos lípidos se encontra na forma de um gel ou de uma emulsão, nos poros de um produto intermediário contendo proteínas, minerais e quantidades menores de água e lipidos. A fracção de líquido do gel ou da emulsão pode conter 20-80%, em peso, de água e 80-20%, em peso, de lípidos. A quantidade total de água e de lípidos no alimento final pode ser, respectivamente, 10-40% em peso e 10-40% em peso.

Uma característica especial do invento é as vitaminas, enzimas e pigmentos poderem encontrar-se no gel ou na emulsão nos poros dos grânulos de intermediário. O invento será ainda explicado e previsto através dos exemplos que se seguem e pela descrição de um diagrama de fluxo mostrando um processo convencional e um mostrando o processo em conformidade com o invento.

Figura 1

Mostra um diagrama de fluxo simplificado para um processo convencional para produzir alimento para peixes.

Figura 2

Mostra um diagrama de fluxo simplificado para um processo em conformidade com o invento.

Num processo convencional como o apresentado na figura 1, começa-se por pesar, na farinha de peixe, as proteínas 8

ΕΡ 1 858 344/PT vegetais e o trigo para um lote adequado. Depois, moem-se essas matérias-primas até ao grau desejado e transferem-se para um passo de mistura onde se adicionam as quantidades desejadas de vitaminas, minerais e pigmentos. Antes e durante a extrusão, adicionam-se as quantidades necessárias de água/ vapor para obter uma massa adequada à extrusão. Efectua-se a extrusão e a aglomeração da referida massa em partículas que se secam até um teor de água de 4-6% através do que se formam grânulos porosos. Transferem-se esses grânulos directamente para uma câmara de vácuo onde o óleo/ lípidos são absorvidos pelos poros dos grânulos que deste modo são revestidos com a quantidade desejada de óleo. Arrefecem-se, depois, os grânulos revestidos até à temperatura de armazenagem e empacotam-se para transporte para as várias explorações piscícolas. A Figura 2 apresenta o processo em conformidade com o invento onde se produz, num primeiro passo, um produto intermediário proteico puro. Pesam-se, para um lote adequado, farinha de peixe, proteínas vegetais, trigo e minerais, e moem-se até ao grau desejado. Depois, misturam-se as matérias-primas e adiciona-se água/ vapor para formar uma massa adequada a extrusão e subsequente aglomeração em grânulos. Secam-se os grânulos e arrefecem-se até à temperatura de armazenamento. Os grânulos assim produzidos podem ser guardados durante um período de tempo mais prolongado. Este produto intermediário, que não contém vitaminas, pigmentos e lípidos, deve ainda ser processado para obter um produto alimentar adequado. 0 referido processamento pode ocorrer no mesmo lugar que o do produto intermediário, mas será mais vantajoso realizar o referido processo no local onde o alimento for consumido, por exemplo numa exploração piscícola. Aqui alimenta-se um lote do produto intermediário numa câmara de vácuo onde se adicionam quantidades desejadas de um gel ou de uma emulsão. Dissolvem--se, em água, as vitaminas e os pigmentos solúveis em água e dissolvem-se, em óleo/ lípidos, as vitaminas e pigmentos solúveis em óleo. A partir da referida solução aquosa e solução de óleo forma-se então um gel ou uma emulsão. Depois, o gel ou emulsão é absorvida pelos poros do produto intermediário, numa câmara de vácuo. Formam-se assim grânulos com teores elevados de água e de óleo. A seguir à libertação 9

ΕΡ 1 858 344/PT do vácuo, transferem-se os grânulos finais para um recipiente adequado para armazenagem intermédia, a partir do qual se podem transferir os grânulos para o local de consumo, por exemplo a exploração piscicola.

Enzimas alimentares como fitases, proteases e enzimas para decompor hidratos de carbono são adicionadas com êxito a alimento para animais. As enzimas trabalham no intestino devido a níveis elevados de água e a temperaturas óptimas. Os efeitos das enzimas alimentares em alimentos aquáticos estão, para a maioria das espécies, limitados pelas baixas temperaturas. São exemplos o salmão e a truta explorados em condições de água fria, inferior a 20°C. Em média, as temperaturas do mar são 8-10°C nas principais áreas de exploração como a Noruega. A temperatura óptima para as enzimas alimentares é a partir de 35-45°C. As temperaturas baixas são, consequentemente, o factor limitante para a utilização de enzimas alimentares nos alimentos para peixes. No entanto, ao utilizar a tecnologia em conformidade com o presente invento, a temperatura de processamento é cerca de 40°C. Além disso, os níveis de água são maiores nos grânulos.

Esta tecnologia abre-se assim ao tratamento bem sucedido pelas enzimas, antes da alimentação. As enzimas podem ser adicionadas à fase aquosa da emulsão e absorvidas pelos grânulos do alimento. Depois, o alimento é transportado para um tanque de retenção, para armazenagem intermédia antes da administração. 0 tempo de armazenamento no tanque pode ser regulado para um efeito óptimo das enzimas alimentares. Conhecem-se as condições óptimas para diferentes enzimas alimentares a partir das definições do produto.

Exemplo 1

Este exemplo apresenta a preparação da mistura de óleo/ água/ amido. Os produtos proteicos intermediários foram os mesmos que os usados nos exemplos 2 e 3. Utilizou-se óleo de girassol juntamente com água e amido proveniente de Aquatex Cuit 8071 que é ervilhas extrudidas contendo 24% de proteínas e 50% de amido pré-gelatinizado. Nesta mistura utilizaram-se 3% de amido dissolvido em água, a 80°C. Após atingido um produto homogéneo, adicionou-se o óleo resultando num produto 10

ΕΡ 1 858 344/PT semelhante a maionese que se mantém liquido a temperaturas inferiores a 20°C. Esta mistura continha 3 gramas de amido, 50 gramas de água e 45 gramas de óleo. Depois, colocaram-se os grânulos anteriores num recipiente sob vácuo, onde se estabeleceu uma pressão absoluta de 200 mbar e se misturaram os grânulos com a mistura de óleo/ água/ amido. Durante este passo de mistura, a pressão absoluta voltou a 1000 mbar em 20 segundos e pressionou o liquido para os poros dos grânulos. Se os grânulos forem cortados com uma faca afiada, poder-se-á ver que também a matriz no grânulo absorve água, mas que a estrutura do grânulo se mantém. Nos quadros 4, 5 e 6 fornecem-se os valores numéricos dessas experiências e ainda a avaliação visual dos produtos finais.

Verificou-se ainda que substituições úteis para o amido das ervilhas extrudidas, como agentes formadores de gel, seriam amido de milho ou batata, e gelatina. Verificou-se também que no gel a quantidade de água devia ser 20-80%, em peso, e a quantidade de óleo podia ser 80-20%, em peso.

Exemplo 2

Este exemplo apresenta a absorção de uma emulsão de água e lipidos pelos grânulos porosos. Usaram-se, como produtos intermediários a tratar com a emulsão, dois produtos alimentares, nomeadamente Ração I e Ração II. A Ração I era uma ração para carpas com niveis elevados de hidratos de carbono e niveis baixos de proteína, principalmente à base de origem vegetal. A Ração II era uma ração para trutas principalmente à base de farinha de peixe com um elevado nível de proteína. As rações tinham um tamanho de partícula médio, mas a densidade era diferente. A Ração I tinha um peso por litro de apenas 334 g e era muito fofa e foi concebida para ser uma ração que flutua. A Ração II era mais pesada e não era muito expandida. Esta ração foi concebida para ser uma ração que afunda com baixo teor de gordura. Contrariamente a isto, uma ração para salmão bem expandida para a produção de dietas de elevada energia tem um peso por litro entre 400 g e 450 g. No Quadro 1 e no Quadro 2 apresentam-se o teor de nutrientes e a análise física da Ração I e Ração II. 11

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Exemplo 3

Executaram-se várias experiências em emulsões de absorção nos dois alimentos comerciais, aplicando os seguintes procedimentos: Óleo: Mistura de óleos vegetais contendo óleo de soja, girassol, etc., mas na última experiência foi usado óleo de fígado de bacalhau. Emulsionantes: Emulsionante de óleo em água (o-i-w): PGPR 90 Grinsted, poliricinoleato de poliglicerol, éster de propilenoglicol de ácido gordo policondensado de óleo de rícino. Dosagem: 0,5-1,0% de teor de líquido de emulsão. Emulsionante de água em óleo (w-i-o) : Radiamuls Sorb 2157, 80% de mono-oleato de sorbitano polietoxilado (20 moles). Dosagem: 0,5-1,0%.

Equipamento de revestimento a vácuo: 0 equipamento de revestimento a vácuo foi uma câmara de 7 litros ligada a uma bomba de vácuo, capaz de produzir o nível de vácuo necessário. 0 vácuo podia ser libertado lentamente através de uma válvula. Toda a unidade podia ser movida para misturar os alimentos com a emulsão que foi adicionada através de uma válvula, após a exposição do alimento a condições de vácuo.

Procedimentos:

Efectuaram-se as primeiras experiências (1-20) a 20°C e com tempo de libertação de vácuo de 20 segundos, enquanto as restantes experiências foram efectuadas a 40°C e com tempo de libertação de vácuo de 40 segundos. Produziram-se as emulsões aquecendo os líquidos até 40°C, e depois adicionou-se o emulsionante ao óleo e misturou-se e depois adicionou-se a 12

ΕΡ 1 858 344/PT água. Nas primeiras experiências, aqueceram-se os liquidos/ emulsões até 40°C, enquanto os grânulos de alimento usufruíram de temperatura ambiente. Misturaram-se o alimento e os líquidos antes da adição à câmara de vácuo e o nível de vácuo foi 200 mBar e o tempo de libertação foi de 20 segundos, durante os quais se efectuou a mistura. Nas experiências finais (21-30) aqueceram-se os grânulos e as emulsões até 40°C e adicionou-se o alimento à câmara de vácuo antes da mistura com a emulsão. O vácuo foi de 0,2 mBar e o tempo de libertação foi de 40 segundos. Utilizaram-se 400 g de grânulos de alimento em todas as experiências. Efectuaram-se algumas experiências com 0,5% de emulsionante e algumas com 1%.

Cortaram-se os grânulos finais com uma faca para medir a resistência e avaliar visualmente a sua consistência. Analisaram-se os alimentos no que diz respeito à água, por métodos padrão, secando 4 horas a 104°C e analisou-se o óleo em conformidade com o método AOAC para gordura, usando tratamento com HC1 antes de extracção com éter.

Para testar o potencial para a absorção de água e de óleo, separadamente, antes de se testarem quaisquer emulsões, revestiu-se água e óleo até absorção máxima (Quadro 3) . Devido à maior expansão, a Ração I conseguiu absorver mais água. 0 máximo foi 600 g de água para 400 g de alimento, originando um nível de água, no produto, superior a 60% (Quadro 3) . A Ração II conseguiu absorver água até um nível total de água de 45%. A absorção de óleo foi, segundo a análise, 20,7% nos grânulos de Ração I e 23,7% nos grânulos de Ração II. Os produtos alimentares conseguiram absorver muito mais água do que gordura. Numa nova série de experiências, testaram-se novamente os níveis máximos, sendo o calculado 25% e o analisado 22,8% na Ração I e o calculado 25,9% e o analisado 23% na Ração II (Quadro 5). As absorções máximas de água e de gordura encontram-se no Quadro 3. 13

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Quadro 3

Experiência Adição de água ou óleo, g Análise * Avaliai; pão Comentários % de água % de óleo Absorção Interior Corte Ração I Água 1 171, 4 30,21 10 5 5 2 266, 7 42,93 10 7 6 Pode fazer mais 3 400, 0 54,43 10 9 10 Pode fazer mais 4 600, 0 62 10 10 10 Max, mas esponj oso Óleo 5 171, 4 7,14 23 3 9 Algum líquido por fora 6 133, 3 4 8 Algum líquido por fora >12 7 112,8 8,23 20, 7 6 6 Ainda algum líquido por fora Ração II Água 8 171, 4 29, 67 10 9 8 Nenhum problema 9 266,7 43,81 10 10 10 Pode ser mais 10 400, 0 52,99 10 10 10 Superfície destruída Óleo 11 171,4 1 10 Líquido no exterior 12 100,0 6,45 26 3 10 Algum líquido no exterior 13 81,9 23,7 10 10 Seco * Absorção (10 tudo absorvido, 1 não absorvido); Interior (10 foi preenchido; 1 não foi preenchido); Corte (10 não foi resistente, 1 foi muito resistente).

Durante estas experiências testaram-se vários emulsionantes para encontrar os melhores produtos. A quantidade de emulsionante foi 0,5% do liquido. Na maioria das experiências, adicionaram-se quantidades de água e de óleo ligeiramente em excesso, mas terminou-se com um nível possível de absorver (Quadro 4). No entanto, foram níveis baixos de óleo decepcionantes em comparação com as experiências apenas com óleo (Quadro 3) . A aprendizagem mais importante foi que os emulsionantes de óleo em água tornam o líquido hidrofílico. Espera-se que os líquidos hidrofílicos sejam simplesmente mais absorvidos do que o líquido gordo hidrofóbico. Reproduziram-se as experiências 19 e 20 adicionando a mesma quantidade de água e óleo usando 14 ΕΡ 1 858 344/PT emulsionante de óleo em água ou emulsionante de água em óleo. A diferença na absorção foi visualmente clara e a conclusão foi que os emulsionantes de óleo em água devem ser os preferidos. 0 Quadro 4 apresenta os resultados dos testes de vários emulsionantes e géis (amido de ervilhas extrudidas). 0 Quadro apresenta a água e o óleo adicionados e a água e o óleo absorvidos, segundo a análise.

Quadro 4 Óleo Água Análise % % em matéria seca % Óleo Agua Comentários Ração II Emulsão de 40% de óleo e 60% de água. 0,5% de PGPR 90 Grinstead 14 21,3 27,0 26,2 Má qualidade, demasiado húmido Emulsão de 60% de óleo e 40% de água. 0,5% de Sorb 2157 Radiamuls 15 22,4 27,0 16, 8 15, 8 23, 6 * Desastre Gel a 6% 16 21,3 27,0 20, 8 Desastre semelhante a 15 Gel a 3% 17 21,3 27,0 20, 8 Desastre semelhante a 15 Emulsão de 50% de óleo e 50% de água. 0,5% de PGPR 90 Grinstead 18 19,5 24,1 19, 0 20,1 17,8 Ração I Emulsão de 50% de óleo e 50% de água. 0,5% de PGPR 90 Grinstead 19 18,6 24,5 24,0 16, 6 18,9 ** Seco Emulsão de 50% de óleo e 50% de água. 0,5% de Sorb 2157 Radiamuls 20 ** Mesmo que 19 * Experiência 15: o desastre deveu-se ao facto de ser feito todo como óleo e tal não é possível do ponto de vista de absorção. ** Experiência 19 originou um produto seco, mas a superfície era liquida. No entanto, secou rapidamente para ficar OK. A experiência 20 foi semelhante à 19, mas o produto ficou imediatamente mais rígido e não absorveu tão bem.

Exemplo 4

Com base nos testes iniciais anteriores, efectuaram-se as experiências finais do seguinte modo: 15

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Aqueceram-se os grânulos da ração antes de se introduzirem no aplicador de revestimento a vácuo e expuseram-se a vácuo antes da adição de emulsão. Aplicou-se também um tempo de libertação de vácuo mais lento. Repetiram--se os níveis de óleo máximos para assegurar que se estava no nível máximo (Quadro 5 & 6).

Adicionou-se emulsionante de óleo em água, em 1% dos líquidos, sendo uma mistura de 60% de óleo e 40% de água, para que se revestisse a emulsão até absorção máxima (Quadro 5) . Ao fazer isto conseguiu-se revestir mais óleo (% de matéria seca, DM) nos grânulos usando emulsão, do que usando o próprio óleo. Os Quadros 5 e 6 incluem também experiências usando um gel (3% de amido proveniente de ervilhas extrudidas) a fim de comparar a ideia do gel com a ideia da emulsão para absorver água e gordura nos grânulos. Testou-se também a combinação de gel e emulsão, mas esta não resultou de todo e abandonou-se a ideia.

Quadro 5 Óleo Água Análise Experiência Adicionado % do alimento % de DM Adicionado % do alimento % de água % de óleo % de óleo de DM Ração I 21 112,8 25, 8 27,6 9,2 9, 9* 22,8 25,3 Adicionada Emulsão de 60% de óleo e 40% de água, 1% de PGPR 90 Grinstead 22 100 20,4 25,5 66,7 20,1 15, 4 20, 9 26,2 23 112,8 21, 8 27,6 75,2 20, 8 18,3 17,3 21, 8 24 126,3 23,2 29, 6 84-2 21, 5 18,8 19, 5 24,8 25 140,5 24,6 31, 6 93,7 22,2 19, 9 21,1 27,1 26 171, 4 27,3 35,7 114,3 23, 6 19, 9 23, 4 30, 6 Adicionado gel a 3% 27 171,4 27,3 35,7 114,3 23, 6 19,2 24,2 31,7 Ração II 28 87,8 25,9 27,9 7,3 7,4 23,4 25,2 Adicionada Emulsão de 60% de óleo e 40% de água, 1% de PGPR 90 Grinstead 29 87,8 23,1 27,9 58,5 17,2 16,2 23,2 28 30 100,0 24,4 29,8 66, 7 18,0 17,0 24,3 29, 7 Adicionado gel a 3% 27 100,0 24,4 29,8 66, 7 18,0 15,4 23,0 28,1 * Calculado 16

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Quadro 6

Experiências Comentários Ração I Adicionado apenas óleo 21 Máxima absorção de óleo Adicionada emulsão de 60% de óleo e 40% de água, 1% de PGPR Grinsted 22 Nenhum liquido na superfície 23 Nenhum líquido na superfície 24 Nenhum líquido na superfície 25 Nenhum líquido na superfície 26 Nenhum líquido na superfície, Max. Adicionado 3% de gel Mais líquido na superfície e mais pegajoso do que 26 Ração II Óleo 28 Absorção de óleo máxima Adicionada emulsão de 60% de óleo e 40% de água, 1% de PGPR 90 Grinsted 29 Nenhum líquido na superfície 30 Nenhum líquido na superfície, Max. 3% de gel 27 Mais líquido na superfície e mais pegajoso do que 30 A partir das experiências anteriores, resumidas nos Quadros 5 & 6, pode observar-se que para a Ração I o nível de óleo, na forma de % de matéria seca, aumentou de 25,3% adicionando apenas óleo para 30,6% usando a emulsão, mas ao mesmo tempo o nível de água aumentou de 9,9% para 19,9%. Para a Ração II o nível de óleo aumentou de 25,2% usando apenas óleo para 29,7% usando a emulsão, enquanto o teor de água aumentou de 7,4% para 17%. Deste modo, os resultados provam que é possível adicionar mais óleo a grânulos de alimento para peixe na forma de uma emulsão contendo 60% de óleo e 40% de água do que usando apenas óleo. A razão pode ser os grânulos de alimento para peixe serem hidrofílicos e a utilização de uma emulsão hidrofílica que se assemelha a água aumentar tanto a absorção que a quantidade de óleo absorvido através da emulsão excede a quantidade de absorção de óleos puros. A capacidade para absorver água nos grânulos de alimento para peixe foi muito maior do que para absorver óleo (Quadro 3). Ao se utilizar emulsões, usa-se a capacidade de absorção de água dos grânulos de alimento para peixe. Pode-se verificar, ainda, a partir dos Quadros 5 e 6 anteriores, que 17

ΕΡ 1 858 344/PT a adição de óleo e de água mediante a aplicação da absorção de um gel (amido) é de facto conseguida, mas esta é inferior aos resultados obtidos para a Ração I e a Ração II quando se aplica a emulsão. Na última experiência, substituiu-se o óleo vegetal por óleo de fígado de bacalhau de elevada qualidade na emulsão. A absorção da emulsão de óleo de fígado de bacalhau foi semelhante ou aparentemente ainda melhor do que para a mistura de óleo vegetal.

Avaliaram-se e testaram-se vários emulsionantes diferentes dos usados nas experiências anteriores. 0 principal requisito do emulsionante é que seja aceite pelas autoridades para utilização em alimentos. Entre emulsionantes úteis podem mencionar-se os seguintes: Grinsted PGE 20 Veg, ésteres de um poliglicerol, éster de poliglicerol proveniente de soja ou de outro, outros, e a porção de poliglicerol é principalmente diglicerol, triglicerol e tetraglicerol, Panodan AB 100 Veg, um éster do ácido diacetiltartárico de mono-diglicéridos produzidos a partir de óleo de soja alimentar, e Grinsted Citrem LR 10 Extra, um éster do ácido cítrico de monoglicérido proveniente de óleo de girassol alimentar. A quantidade de emulsionante deve encontrar-se no intervalo de 0,2-1% dos líquidos da emulsão. Verificou-se que tanto os emulsionantes de óleo em água como os emulsionantes de água em óleo são úteis para o fim, embora sejam preferíveis os emulsionantes de óleo em água. A razão de óleo : água na emulsão pode variar em intervalos grandes dependendo da quantidade de óleo e de água que se deseja absorver no grânulo. Quando nos grânulos finais forem importantes elevados níveis de energia de óleo, é preferível que a quantidade de óleo seja superior à quantidade de água na emulsão. Pelo método anterior, as quantidades totais de água e de óleo nos grânulos podem ser respectivamente 10-30% e 10-40% e a maior parte da água e do óleo encontrar-se-á nos poros dos grânulos na forma de uma emulsão.

Exemplo 5

Este exemplo refere-se a testes de possível crescimento de bolor. Efectuaram-se as quatro amostras que se seguem: 18

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Amostra 1: 400 g de Ração I com 166 g de emulsão (100 g de óleo e 67 g de água);

Amostra 2: 400 g de Ração II com 166 g de emulsão (100 g de óleo e 67 g de água);

Amostra 3: Ração I com adição da mesma quantidade de água que na Amostra 1;

Amostra 4: Ração II com adição da mesma quantidade de água que na Amostra 2/

Armazenaram-se as quatro amostras durante 10 dias a 15°C e inspeccionaram-se visualmente. Os resultados encontram-se no Quadro 7.

Quadro 7

Amostra Dia 2 Dia 4 Dia 6 Dia 8 Dia 10 1 Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor 2 Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor 3 Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor Infecção ligeira 4 Nenhum bolor Nenhum bolor Nenhum bolor Infecção ligeira Mais infecção O Exemplo 5 mostra que ao introduzir a água numa emulsão, o crescimento de bolor será reduzido, ao contrário do que acontece ao introduzir a mesma quantidade de água directamente nos grânulos. Mesmo quando os grânulos continham mais de 15% de água, não se observou qualquer bolor após 10 dias de armazenamento.

Exemplo 6

Efectuou-se este exemplo para testar a estabilidade de uma emulsão em água do mar e em água doce. Efectuou-se uma emulsão a 40°C a partir de óleo vegetal (60%, em peso) e água (40%, em peso) usando 1%, em peso, do emulsionante Grinstead PGPR 90 e arrefeceu-se até cerca de 20°C. Colocou-se 10 gramas de emulsão em 100 gramas de água e 10 gramas em 100 gramas de água do mar contendo 3,2%, em peso, de sal marinho. Separou-se logo uma camada de emulsão da água e originou uma fase aquosa, límpida, por baixo da emulsão que permaneceu como uma camada por cima da água, mediante repouso durante 18 horas. Isto provou que a emulsão era estável e não se desfez, mesmo em água do mar. 19

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Exemplo 7

Efectuou-se este exemplo para testar a possível perda, em água do mar e em água doce, de aditivos numa emulsão presente nos poros de grânulos de alimento para carpas, aqui denominado Ração III. Este alimento tinha um peso específico de 444 g/1. Primeiro, efectuou-se uma emulsão a partir de óleo vegetal e água usando 1%, em peso, do emulsionante Grinsted® PGPR 90. Efectuou-se a emulsão como no exemplo 6, mas neste caso adicionou-se astaxantina e tiamina, à parte aquosa, antes de emulsionar. Adicionou-se astaxantina em quantidades que originaram 50 ppm nos grânulos. A emulsão adquiriu uma coloração cor-de-rosa claro. Estabeleceu-se uma ferramenta de medição fazendo diluições de astaxantina. Foi possível ler visualmente a coloração cor-de-rosa até uma concentração decrescente de 0,04 ppm em água.

Adicionou-se a emulsão cor-de-rosa à Ração III num recipiente sob vácuo e o procedimento para tal foi o mesmo usado no exemplo 6. A emulsão foi totalmente absorvida pelos poros dos grânulos até ao ponto de os grânulos terem a mesma cor que antes da adição da emulsão. Colocou-se então 1 g desses grânulos em 100 g de água do mar e em 100 g de água doce, respectivamente. Leu-se então a cor nas duas amostras após alguns minutos e após 18 horas. Não foi possível observar qualquer libertação de astaxantina pelos grânulos. Observou-se uma ligeira tendência para a água salgada forçar o alimento mais do que a água doce. Para forçar ainda mais o sistema, adicionaram-se 10 g de alimento com 50 ppm de astaxantina a 100 g de água salgada e água doce. Após 1 minuto não se observou qualquer perda, mas após 5 minutos observaram-se alguns sinais de astaxantina na água. Por comparação com as diluições citadas anteriormente, estimou-se que a concentração de astaxantina era 0,1 ppm, o que significa uma perda de 2% da astaxantina adicionada proveniente dos grânulos de alimento, mas esta perda não aumentou quando se deixaram as amostras em repouso durante várias horas.

Os inventores foram bem sucedidos na concepção de um processo novo e flexível, do presente invento, pelo qual os anteriores problemas relacionados com processos convencionais 20

ΕΡ 1 858 344/PT foram superados. Pelo novo processo, pode produzir-se um novo e melhor alimento aquático. Este produto pode conter quantidades de óleo relativamente elevadas sem qualquer perda durante o armazenamento. Um outro resultado surpreendente é que o novo produto contendo elevadas quantidades de áqua (>15%) pode ser armazenado durante vários dias sem apresentar qualquer crescimento de bolor. 0 novo processo abre-se também à utilização de enzimas, mesmo em alimentos aquáticos.

Lisboa, 2012-03-06

Claims (8)

1. ΕΡ 1 858 344/PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para produzir alimentos para espécies aquáticas a partir de proteínas como farinha de peixe, farinha de soja, farinha de colza, farinha de penas, etc., aglutinantes como trigo, fontes contendo amido, etc., líquidos de origem marinha e/ou vegetal e contendo pelo menos um dos aditivos convencionais como minerais, enzimas, vitaminas e pigmentos como a astaxantina, compreendendo extrusão e granulação para formar granulados porosos onde os lípidos podem ser absorvidos em vácuo, que se caracteriza por o processo ser realizado em dois passos, primeiro produzindo um produto intermediário estável ao armazenamento, misturando material proteico com aglutinantes e eventualmente também os minerais que de seguida são submetidos a extrusão, a aglomeração, granulação e formação de granulados porosos que depois se arrefecem para os tornar adequados ao transporte e armazenamento, e por o produto intermediário ser ainda tratado por introdução de um gel ou de uma emulsão contendo 20-80%, em peso, de água e 80-20%, em peso, de lípidos, nos poros, expondo os grânulos e o gel ou a emulsão a um vácuo de 0,1-0,3 bar, numa câmara de vácuo, na qual se produz um alimento final com uma quantidade total de água e lípidos de, respectivamente, 10-40%, em peso, e 10-40%, em peso, e onde as vitaminas, as enzimas e os pigmentos foram misturados com o gel ou com a emulsão antes de serem introduzidos na câmara de vácuo, e por o vácuo ser libertado da referida câmara e o alimento assim produzido ser transferido para um local de armazenamento intermédio ou directamente para o local de consumo.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1 que se caracteriza por o gel ser produzido pela mistura de água e lípidos em razões que variam de 20-80%, em peso, e 80-20%, em peso, de lípidos juntamente com amido ou gelatina.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 que se caracteriza por a emulsão ser produzida pela mistura de água e lípidos com um emulsionante em quantidades de 0,1-2% dos líquidos e por a água e/ou lípidos conter vitaminas e pigmentos. ΕΡ 1 858 344/PT 2/2
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1 que se caracteriza por a emulsão ser produzida pela execução da mistura a temperaturas de 20 1 00 o o o
5. • 5. Processo de acordo com a reivindicação 1 que se caracteriza por se utilizar como emulsionante poliricinoleato de poliglicerol.
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 1 que se caracteriza por se aquecer até 20- 80°C e expor a vácuo de 0,1-0,3 bar, o produto intermediário, numa câmara de vácuo, onde se introduziu o gel ou a emulsão previamente aquecidos e onde este se mistura com os grânulos e depois se liberta lentamente o vácuo.
7. 7. Grânulos de alimento compreendendo proteínas, lípidos, minerais, água, vitaminas, pigmentos e eventualmente enzimas, que se caracterizam por a maior parte da água e dos lípidos se encontrar, na forma de um gel ou emulsão, nos poros de um produto intermediário contendo as proteínas, minerais e menores quantidades de água e lípidos, e onde a fracção líquida do gel ou da emulsão contém 20-80%, em peso, de água e 80-20%, em peso, de lípidos e por a quantidade total de água e de lípidos no alimento final ser, respectivamente, 10-40%, em peso, e 10-40%, em peso.
8. 8. Grânulos de alimento para peixe de acordo com a reivindicação 7 que se caracterizam por as vitaminas e os pigmentos se encontrarem no gel ou na emulsão nos poros dos grânulos intermediários. Lisboa, 2012-03-06