Foi avaliada a viabilidade de esporos durante a extrusão quando previamente submetidos ao CO2. Esporos de B. stearothermophilus foram semeados em mistura de milho e soja e submetidos à atmosfera modificada de 99% de CO2 por 10 dias, sendo processados em extrusora de rosca simples. Os tratamentos foram: T1 - amostra contendo esporos, extrusada com velocidade de rotação da rosca em 65 rpm, temperatura na parede do cilindro de 80 °C; T2 - idêntico a T1, exceto pela velocidade de rotação da rosca em 150 rpm; T3 - idêntico a T2, exceto que as amostras foram submetidas ao CO2. Os resultados de viabilidade celular, tempos mínimo e máximo de residência, e pressão estática foram: T1 - 19,90 ± 3,24%, 123,3 ± 14,50 seconds; 203,3 ± 14,05 seconds; 2.217 ± 62 kPa; T2 - 21,42 ± 8,24%, 70,00 ± 5,77 seconds; 170,00 ± 4,67 seconds; 2.310 ± 107 kPa; e T3 - 11,06 ± 2,46%; 86,00 ± 7,23 seconds; 186,00 ± 7,50 s; 2.403 ± 93 kPa, respectivamente. Concluiu-se que a extrusão reduziu a viabilidade celular, e não pôde ser creditada ao calor. A alteração da rotação da rosca ou pré-tratamento com CO2 não afetou a viabilidade dos esporos.

The aim of this experiment was to evaluate how susceptible spores become to mechanical damage during food extrusion after being submitted to CO2. B. stearothermophilus spores sowed to corn and soy mix were submitted to 99% CO2 for 10 days and extruded in a single-screw extruder. The treatments were: T1 - spore-containing samples, extruded at screw rotational speed of 65 rpm and barrel wall temperature of 80 °C; T2 - as T1, except for screw rotational speed of 150 rpm; and T3 - as T2, except that samples were submitted to the modified atmosphere. The results for cell viability, minimum and maximum residence times, and static pressure were T1 - 19.90 ± 3.24%, 123.3 ± 14.50 seconds; 203.3 ± 14.05 seconds; 2.217 ± 62 kPa; T2 - 21.42 ± 8.24%, 70.00 ± 5.77 seconds; 170.00 ± 4.67 seconds; 2.310 ± 107 kPa; and T3 - 11.06 ± 2.46%, 86.00 ± 7.23 seconds; 186.00 ± 7.50 seconds; 2.403 ± 93 kPa, respectively. It was concluded that the extrusion process did reduce the cell count. However, screw rotational speed variation or CO2 pre-treatment did not affect cell viability.

Alimentos comportam-se como fluidos não newtonianos, porém pouco se sabe do comportamento de milho e soja sob escoamento viscométrico. Para caracterizar o comportamento reológico de alimentos para animais, uma mistura de grãos de milho e soja moídos na proporção 70:30 (massa:massa) foi submetida ao reômetro capilar sob 3 níveis de temperatura (80, 120 e 160 °C), umidade da massa (26,5 ± 0,08; 30,4 ± 0,31; e 33,4 ± 0,05%), e 4 taxas de cisalhamento aparente (30,4; 72,9; 304,3; e 728,6/second). Diferentes taxas de deformação e dimensões da matriz foram utilizadas para obtenção das taxas de cisalhamento acima. Os dados obtidos foram ajustados para os modelos da Lei da Potência, Casson e Bingham. Baseados nos dados experimentais, os efeitos de umidade, temperatura da massa e taxa de cisalhamento sobre a mistura de milho e soja foram ajustados para uma expressão única (p < 0,001, R² = 0,93): η = 18.769,7 (y)-0,86 e (-9,34 U + 935 T), onde y é a taxa de cisalhamento, U é a de teor de água na amostra e T é a temperatura na massa, em escala Kelvin. Como esperado, a mistura de milho e soja moídos apresentou comportamento pseudoplástico.

Foods behave as non-Newtonian fluids, but little is known about how corn and soybean mix behave under viscometric flow. In order to characterize the rheological behavior of animal feed under viscometric flow, a 70:30 (mass:mass) mixture of ground corn and soybean grains was submitted to a capillary rheometer at 3 different temperatures (80, 120, and 160 °C), different moisture levels (26.5 ± 0.08; 30.4 ± 0.31, and 33.4 ± 0.05%), and 4 shear rates (30.4; 72.9; 304.3, and 728.6/second). Different strain rates and die dimensions were used to obtain the target shear rates. The resulting data were fitted to Power Law, Casson, and Bingham models. Based on experimental data, water content, mass temperature, and the effects of shear rate on the apparent shear viscosity of corn-soy mix were fitted to a single expression (p < 0.001, R² = 0.93): η = 18,769.7 (y)-0.86 e (-9.34 U + 935 T), where y is shear rate, U is sample moisture, and T is sample temperature in Kelvin scale. As expected, such mixture presented a pseudoplastic (shear-thinning) behavior.

Este experimento objetivou determinar os parâmetros de destruição térmica de esporos de Bacillus stearothermophilus ATCC 7953 e a estimativa de suas dimensões. Os esporos foram suspensos em solução salina e em mistura de grãos de milho e soja moídos, distribuídos em tubos TDT, e submetidos ao calor por tempo variável, seguido de incubação e contagem direta. Determinou-se o valor D (tempo necessário para redução da viabilidade do micro-organismo em 1 ciclo logarítmico sob determinada temperatura) e o valor z (intervalo de temperatura que ocasiona variação de 10 vezes no valor D). Os esporos suspensos em solução salina foram observados em microscópio eletrônico de varredura, para estimativa das dimensões. Os valores de D121,1 ºC e z para os esporos suspensos em solução salina foram 8,8 minutos e 12,8 ºC, respectivamente. Para aqueles suspensos em mistura milho e soja, D121,1 ºC e z foram 14,2 minutos e 23,7 ºC, respectivamente. As micrografias indicaram que os esporos apresentam-se como bastonetes, homogêneos em forma e dimensão, com comprimento e diâmetro estimados em 2 e 1 µm, respectivamente. Os resultados confirmam a elevada resistência térmica do esporo e indicam que este é um bom indicador biológico para avaliação do processo de extrusão como esterilizante de alimentos.

In order to determine thermobacteriological parameters for B. stearothermophilus spores, they were diluted in a saline solution medium and in ground corn-soybean mix, distributed in TDT tube, and submitted to heat for a specific period of time. The D value (time to reduce 1 log cycle of microbial count under a certain temperature) and z value (variation of temperature to cause 10-fold change in D value) were estimated. To estimate their dimensions, the spores were visualized by using a scanning electron microscope. D121.1 ºC and z values for these spores, as determined in the saline solution, were 8.8 minutes and 12.8 ºC, respectively. D121,1 ºC and z values determined in the corn-soy mix were 14.2 minutes and 23.7 ºC, respectively. The micrographs indicated that the spores have homogeneous shape and size, with length and diameter of 2 and 1 µm, respectively. These results confirm that the spore is highly thermal-resistant, and it is a good biological indicator to evaluate the extrusion process as a feed sterilizer.

O princípio da reometria é relativamente simples, e a construção de equipamentos para avaliação do comportamento reológico de materiais pode ser realizada com poucos investimentos. O presente trabalho teve por objetivos projetar e construir um reômetro capilar para caracterizar ingredientes e misturas utilizadas em alimentação animal. Durante os testes, observou-se atrito desprezível (0,20 a 0,01% da força aplicada) entre pistão e cilindro e não se observou refluxo de amostra. A força necessária para o escoamento das amostras através do capilar foi de 986,02±52,05; 559,60±52,24 e 338,25±45,86N, para as amostras com 29,04±0,08, 31,91±1,01 e 34,98±0,30% de umidade, respectivamente. A partir da fundamentação teórica de reologia de materiais, foi possível construir um reômetro fundamental utilizando materiais e operações simples de tornearia, com custo total de R$ 4.500,00.

The fundaments of rheometry are relatively simple, and the construction of equipments to measure the rheological behavior of materials can be accomplished with small investment. The aim of this paper is to describe the design and construction of a capillary rheometer to characterize feed ingredients. The force required to extrude and maintain sample flow was 986.02±52.05; 559.60±52.24 and 338.25±45.86N for the samples with 29.04±0.08, 31.91±1.01 and 34.98±0.30% moisture, respectively, with negligible (0.20 to 0.01% of total force) friction among moving parts, neither any mass reflux between piston and cylinder. Based on the fundaments of rheology, it was possible to build a capillary rheometer using simple materials and operations usually available in an engineering laboratory at a total cost of R$ 4,500.00.