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Alimento para fins especiais: ingredientes, elaboração e aglomeração

Food for special needs: ingredients, development and agglomeration

Resumos

OBJETIVO: Desenvolver uma dieta enteral nutricionalmente completa, com condições ajustadas de aglomeração, visando contemplar as características físicas e químicas desejadas para esse alimento especial. MÉTODOS: Como ingredientes foram utilizados maltodextrina, óleo de canola, triglicerídios de cadeia média, goma acácia, inulina e frutooligossacarídeos, proteínas do soro de leite, isolado proteico de soja, vitaminas e minerais. Após os ajustes das quantidades e proporções dos ingredientes, a formulação foi aglomerada e submetida às análises de composição centesimal, molhabilidade, densidade aparente, atividade de água, viscosidade e cor. RESULTADOS: Obteve-se uma fórmula contendo 1kcal.mL-1, normoproteica (3,9g.100mL-1) e normolipídica (3,9g.100mL-1). Após a aglomeração da dieta, observaram-se os seguintes resultados: molhabilidade de 0,262g.s-1, densidade aparente de 0,317g.cm-3e atividade de água de 0,393. A análise de cor indicou redução da luminosidade e aumento dos parâmetros de cor a*e b*, apresentando leve variação para o vermelho e forte presença do amarelo. CONCLUSÃO: Os ingredientes empregados, e suas respectivas proporções, bem como o processo de aglomeração, possibilitaram a obtenção de um alimento para fins especiais com propriedades bioativas. O processo de aglomeração possibilitou uma dieta de fácil reconstituição e utilização através de sondas, facilitando a infusão e, consequentemente, a diminuição de intercorrências.

Dieta enteral; Dietas; Nutrição enteral; Pós para preparo de alimentos


OBJECTIVE: This study aimed to develop a nutritionally complete enteral diet, with adjusted agglomeration conditions, and determine the physical and chemical characteristics required by this special food. METHODS: The ingredients were maltodextrin, canola oil, medium-chain triglycerides, acacia gum, inulin, fructooligosaccharides, milk whey protein, soy protein isolate, vitamins and minerals. After the quantities and proportions of the ingredients were adjusted, the formula was agglomerated and analyzed for percent composition, moisture, apparent density, water activity, viscosity and color. RESULTS: The resulting diet contained 1Kcal.mL-1and normal protein (3.9g.100mL-1) and fat (3.9g.100mL-1) levels. After agglomeration, the following results were obtained: moisture 0.262g.s-1, apparent density 0,317g.cm-3and water activity 0.393. Color analysis indicated a decrease in luminosity and increase in a*and b*colors, presenting a slight variation towards red and a strong presence of yellow. CONCLUSION: The used ingredients and respective proportions, as well as the agglomeration process, resulted in a food for special needs with bioactive properties. The agglomeration process produced a diet that can easily be reconstituted and fed through catheters, facilitating infusion and consequently, reducing intercurrences.

Enteral diet; Diets; Enteral nutrition; Powder for food preparation


ORIGINAL ORIGINAL

Alimento para fins especiais: ingredientes, elaboração e aglomeração

Food for special needs: ingredients, development and agglomeration

Luciana AzevedoI; Christiane MileibII; Fernanda Zaratini VissottoIII; Luciano Bruno de Carvalho-SilvaI

IUniversidade Federal de Alfenas, Faculdade de Nutrição. R. Gabriel Monteiro da Silva, 714, Centro, 37130-000, Alfenas, MG, Brasil. Correspondência para/Correspondence to: L.B. Carvalho-SILVA. E-mail: <luciano@unifal-mg.edu.br>

IIUniversidade Federal de Viçosa, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos. Viçosa, MG, Brasil

IIIInstituto de Tecnologia de Alimentos, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Cereais e Chocolate. Campinas, SP, Brasil

RESUMO

OBJETIVO: Desenvolver uma dieta enteral nutricionalmente completa, com condições ajustadas de aglomeração, visando contemplar as características físicas e químicas desejadas para esse alimento especial.

MÉTODOS: Como ingredientes foram utilizados maltodextrina, óleo de canola, triglicerídios de cadeia média, goma acácia, inulina e frutooligossacarídeos, proteínas do soro de leite, isolado proteico de soja, vitaminas e minerais. Após os ajustes das quantidades e proporções dos ingredientes, a formulação foi aglomerada e submetida às análises de composição centesimal, molhabilidade, densidade aparente, atividade de água, viscosidade e cor.

RESULTADOS: Obteve-se uma fórmula contendo 1kcal.mL-1, normoproteica (3,9g.100mL-1) e normolipídica (3,9g.100mL-1). Após a aglomeração da dieta, observaram-se os seguintes resultados: molhabilidade de 0,262g.s-1, densidade aparente de 0,317g.cm-3e atividade de água de 0,393. A análise de cor indicou redução da luminosidade e aumento dos parâmetros de cor a*e b*, apresentando leve variação para o vermelho e forte presença do amarelo.

CONCLUSÃO: Os ingredientes empregados, e suas respectivas proporções, bem como o processo de aglomeração, possibilitaram a obtenção de um alimento para fins especiais com propriedades bioativas. O processo de aglomeração possibilitou uma dieta de fácil reconstituição e utilização através de sondas, facilitando a infusão e, consequentemente, a diminuição de intercorrências.

Termos de indexação: Dieta enteral. Dietas. Nutrição enteral. Pós para preparo de alimentos.

ABSTRACT

OBJECTIVE: This study aimed to develop a nutritionally complete enteral diet, with adjusted agglomeration conditions, and determine the physical and chemical characteristics required by this special food.

METHODS: The ingredients were maltodextrin, canola oil, medium-chain triglycerides, acacia gum, inulin, fructooligosaccharides, milk whey protein, soy protein isolate, vitamins and minerals. After the quantities and proportions of the ingredients were adjusted, the formula was agglomerated and analyzed for percent composition, moisture, apparent density, water activity, viscosity and color.

RESULTS: The resulting diet contained 1Kcal.mL-1and normal protein (3.9g.100mL-1) and fat (3.9g.100mL-1) levels. After agglomeration, the following results were obtained: moisture 0.262g.s-1, apparent density 0,317g.cm-3and water activity 0.393. Color analysis indicated a decrease in luminosity and increase in a*and b*colors, presenting a slight variation towards red and a strong presence of yellow.

CONCLUSION: The used ingredients and respective proportions, as well as the agglomeration process, resulted in a food for special needs with bioactive properties. The agglomeration process produced a diet that can easily be reconstituted and fed through catheters, facilitating infusion and consequently, reducing intercurrences.

Indexing terms: Enteral diet. Diets. Enteral nutrition. Powder for food preparation.

INTRODUÇÃO

A nutrição enteral consiste de alimentos formulados para fins especiais que possam ser utilizados através de tubo de alimentação ou sonda, que pode instilar os nutrientes diretamente no estômago ou no intestino, dependendo da condição do indivíduo. Devido aos melhoramentos sensoriais dos produtos atualmente elaborados, muitas dessas dietas têm sido passíveis de serem utilizadas por via oral, o que incrementou sua distribuição no mercado consumidor. Tais formulações são sistemas complexos por terem em sua constituição todos os nutrientes requeridos. Essa complexidade é facilmente notada na possibilidade de interações entre minerais, as quais podem interferir na absorção de nutrientes e na qualidade nutricional dessas dietas1,2.

Essa alimentação pode constituir a via preferencial/única de nutrição para diversas situações clínicas, como pacientes neurológicos, psiquiátricos, politraumatizados e em estados críticos, visando a auxiliar nas funções metabólicas dos indivíduos submetidos ao aporte nutricional por administração enteral3,4. Essa via é indicada para indivíduos cujo trato gastrointestinal é funcionante, mas cuja ingestão oral é inadequada para prover de dois terços a três quartos das necessidades diárias nutricionais1. Nesse contexto, as dietas enterais perfazem uma importante forma de alimentação, impeditiva da desnutrição hospitalar, além da neutralização do estado catabólico induzido por diversas doenças5,6.

Apesar das prerrogativas da utilização da nutrição enteral, seu uso ainda é limitado devido aos custos quase sempre elevados das dietas industrializadas. Levantamento realizado pelo grupo de pesquisa, durante o período de 2006 a 2008, entre empresas que comercializam dietas enterais, considerando cinco marcas representativas entre os consumidores, indicou que os preços dessas dietas variaram entre $10,00 e $50/kg. Isso se justifica principalmente à demanda de tecnologia de produção e desenvolvimento de produtos, uma vez que os ingredientes utilizados na elaboração desses produtos estão disponíveis no mercado a baixo custo7.

Comercialmente, são encontradas formulações enterais em pó e líquidas. As vantagens de se utilizar os produtos em pó estão associadas a sua versatilidade no manuseio e no armazenamento8. Para essa finalidade, o desenvolvimento de dietas que agreguem valor, por apresentarem ingredientes especiais como prebióticos, é cotidianamente dificultado pela obrigatoriedade de se atingir um perfil de características físicas e químicas finais. Tal perfil deve permitir que esses produtos veiculem todas as recomendações nutricionais em 2000kcal; baixa viscosidade; total e rápida reconstituição, evitando processos de obstrução de sonda nos pacientes e otimização do processo de homogeneização das dietas9.

Quanto à reconstituição, acrescenta-se que, quando um pó é "despejado" sobre a superfície de um líquido, ocorrem quatro etapas. A primeira, molhabilidade, consiste na penetração do líquido para o interior da estrutura do pó devido à capilaridade. A segunda, imersibilidade, corresponde à imersão das partículas ou de porções de pó no líquido. A terceira etapa, dispersibilidade, representa a dispersão do pó no líquido. Finalmente, na quarta etapa, a solubilidade representa a dissolução das partículas pelo líquido, quando são solúveis10.

A fim de melhorar a reconstituição, normalmente, é empregada pelas indústrias processadoras de pós a simples mistura na elaboração dessas dietas. No entanto, esse processo não é garantia de que o produto apresente uma qualidade final desejável. Para essa finalidade, pode-se utilizar a aglomeração, também conhecida como instantaneização, que permite transformar um produto ou uma mistura de produtos em pó em grânulos, modificando sua estrutura física, contribuindo para a reconstituição em meio líquido11.

Nesse contexto, foi desenvolvida uma dieta enteral nutricionalmente completa, com condições ajustadas de aglomeração, visando contemplar as características físicas e químicas desejadas para esse alimento especial.

MÉTODOS

Para a formulação da dieta enteral, teve-se como propósito alcançar a distribuição energética de 55% de carboidratos, compostos exclusivamente por maltodextrina, fornecida pela Cargill Agrícola S.A.; de 16% de proteínas, resultante da mistura de concentrado proteico de soro de leite (Lacprodan 80) e isolado proteico de soja (Supro®783 ), doados pela Arla Foods Ingredients e The Solae Company, respectivamente; e de 29% de lipídeos, provenientes de óleo de canola e Triglicerídios de Cadeia Média (TCM). Como fontes de fibras e prebióticos, foram utilizados goma acácia (Fibregum B), cedida pela Colloides Naturels International (CNI); inulina (Raftilineâ GR) e frutooligossacarídeos (RAFTILOSE®P95), os dois últimos doados pela empresa ORAFTI - Active Food Ingredients.

Foi adicionada à formulação, mistura de vitaminas e minerais nas quantidades recomendadas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA - RDC nº 449, 1999)9, elaborada e fornecida pela M. CASSAB Comércio e Indústria Ltda; fibras doadas pela empresa ORAFTI - Active Food Ingredients; lecitina de soja cedida pela Solae Company; Butil hidroxi tolueno também cedido pela M. CASSAB Comércio e Indústria Ltda e aromatizantes, pela Pró-Aroma Indústria e Comércio.

Os ingredientes em pó foram adicionados por ordem decrescente de peso, considerando a quantidade fornecida de cada ingrediente e misturados manualmente à temperatura ambiente. Em seguida, foi acrescida uma solução pré-aquecida a 60ºC, contendo óleo de canola, lecitina de soja e TCM, por aproximadamente cinco minutos, até homogeneização.

A composição centesimal foi conduzida de acordo com a AOAC12. As análises foram realizadas a partir da extração de proteína bruta, quantificada pelo método de análise de Kjeldahl; e de lipídeos totais, que foram determinados pelo método de Soxhlet. A umidade foi determinada em estufa a 105°C até a obtenção de peso constante, e as cinzas em mufla a 550°C. Carboidratos totais foram estimados por diferença, subtraindo-se de 100% a soma dos valores obtidos para as determinações anteriores. Para a análise de fibras, foram utilizados os dados contidos nos laudos técnicos fornecidos pelas empresas Colloides Naturels International (CNI) e ORAFTI - Active Food Ingredients.

A aglomeração da formulação foi realizada no equipamento instantaneizador piloto, da ICF Industrie Cibec S.P.A. (Maranello-MO, Itália), e a alimentação do equipamento, através de uma tremonha, no interior da qual havia uma escova rotativa que forçava a passagem do pó contra uma grelha de abertura quadrada de 1mm. Para caracterização física da dieta enteral, utilizou-se como padrões duas formulações em pó, as quais foram denominadas dieta comercial A e B, considerando os valores obtidos no mercado consumidor, de $31,50 e $20,00Kg-1, respectivamente.

Para o ajuste do processo de aglomeração, obtiveram-se como condições a grelha de mesh quadrada 1,0µm, secador rotativo 60ºC, temperatura de secagem de 60ºC, vazão de sólidos da alimentação de 400g.min-1, rotação do secador de 52rpm e pressão de vapor de 1,8 bar.

Para a avaliação da dieta produzida por aglomeração, foram realizadas análises de molhabilidade, densidade aparente, atividade de água, viscosidade e cor. A molhabilidade foi medida adaptando-se a metodologia proposta por Hla & Hogekamp13, que consiste na queda de 2g de amostra sobre 400mL de água destilada a 25°C, com posterior cronometragem do tempo necessário para que todas as partículas se molhassem. As determinações foram realizadas dez vezes para cada amostra. O cálculo da taxa da molhabilidade foi feita através da equação T = N/t, sendo: T a taxa de molhabilidade (g.s-1); N, a massa da amostra (g) e t, o tempo (s).

A densidade aparente foi determinada em triplicata com base em sua definição: massa de partículas que ocupa determinado volume. A análise constitui-se da padronização da distribuição do produto, baseado no volume ocupado por ele14. A amostra foi colocada em proveta graduada até alcançar o equivalente a 150mL, com a subseqente pesagem.

Para a atividade de água, foi utilizado o analisador de atividade de água de bancada, marca Decagon, modelo CX2, acoplado a um banho termostático para a estabilização da temperatura. As medidas foram realizadas em triplicata a 25ºC.

A viscosidade aparente foi determinada em reômetro Brookfield DV - III, na taxa de cisalhamento de 30rpm, similar à obtida nos processos de mastigação e deglutição do alimento, no tempo de leitura de 30s e spindles 16, 18, 31 expressa em centipoise (cP)15. A viscosidade foi determinada em triplicata à temperatura de 25ºC.

Na determinação da cor utilizou-se o aparelho Konica Minolta, modelo CR 410, com capacidade de leitura em diferentes sistemas de cores, sendo utilizado o sistema L*a*b*(Commission Internationale de I'Éclairage - CIE, 1931).

Os dados foram comparados por ANOVA e teste de Tukey-Kramer, cujos valores de p menores que 0,05 foram considerados significativos. O software16utilizado foi o Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) para Windows 15.1.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Com vistas a obter uma dieta com características de um alimento para fins especiais, com baixa viscosidade e fácil reconstituição, os ingredientes e suas quantidades foram ajustados. Nessa fase, buscou-se obter um produto normocalórico e normoproteico (Tabela 1) para atender a determinação da Anvisa (RDC nº 449, de 9 de setembro de 1999)9para alimento nutricionalmente completo destinado à nutrição enteral.

Foram realizados ensaios prévios para adequação dos ingredientes adicionados à formulação. Para essa finalidade, foram avaliadas diferentes fontes proteicas, lipídicas, de minerais, vitamínicas e de fibras, sendo utilizadas como critério a adequação nutricional, as propriedades funcionais fisiológicas, a reconstituição em água, a viscosidade e a estabilidade. Para proteínas, as fontes empregadas foram Concentrado Proteico do Soro de Leite (CPS) e Isolado Proteico de Soja (IPS), com proporção de 70:30, respectivamente. As bases lipídicas - óleo de canola e Triglicerídeos de Cadeia Média (TCM) - foram empregadas na proporção de 80:20, respectivamente. O conteúdo mineral e vitamínico está apresentado na Tabela 2.

Como fonte de fibras, foram utilizadas a inulina, goma acácia e fruto-oligossacarídeos (FOS) nas proporções 40:30:24 respectivamente, as quais possuem alegação de ingredientes funcionais prebióticos11. O impacto da utilização da fibra na nutrição enteral baseia-se na sua relação com a diminuição dos episódios diarreicos, em comparação com o uso de fórmulas-padrão, além da redução no tempo de permanência hospitalar17,18. Os resultados da caracterização dos produtos submetidos às análises de molhabilidade, densidade aparente, atividade de água e viscosidade são apresentados na Tabela 3.

De acordo com os resultados obtidos para taxa de molhabilidade, a fórmula aglomerada apresentou valores significativamente inferiores (p<0,05) à não aglomerada e às dietas comerciais A e B. A rápida molhabilidade observada foi favorecida pela expansão do espaço intersticial apresentado pelas partículas após a aglomeração, formando poros grandes que facilitaram a penetração de água e a diminuição do tempo para que as partículas ficassem molhadas19,20.

Outra propriedade que também depende do tamanho da partícula é a densidade. De acordo com o exposto na Tabela 2, nota-se que todas as dietas encontram-se dentro da faixa de 0,3 a 0,8g.cm, normalmente apresentada pelos alimentos em pó. O processo de aglomeração influenciou positiva e significativamente a redução da densidade aparente dos pós, demonstrando que o aumento do diâmetro das partículas e a porosidade dos grânulos tornaram-se maiores e mais leves. Isso resultou em um produto com melhores características de reconstituição. Observa-se que quanto menor a densidade aparente, maior será a porosidade do grânulo e maior a área de superfície das partículas expostas e susceptíveis ao umedecimento21.

Em estudos realizados por Colugnati21e Silva22, formulações aglomeradas, compostas por Isolado Proteico de Soja (IPS), soro de leite, maltodextrina e açúcar, apresentaram valores similares de densidade aparente, variando de 0,28 a 0,36g.cm. Os quais foram justificados pela presença de maltodextrina na formulação, que favorece o aumento dos grânulos formados no processo de aglomeração e consequente redução da densidade aparente.

Além da granulometria, dois outros fatores que afetam a densidade dos produtos desidratados são a umidade e a atividade de água (Aa)23. A formulação aglomerada, assim como as outras dietas avaliadas, apresentaram valores de Aa próximos de 0,3, o que é esperado para alimentos em pó21,24. A redução na atividade de água da fórmula aglomerada foi devido à etapa de secagem dos grânulos à temperatura de 70°C. Considerando as dietas padrões, não foi observada diferença significativa na atividade de água entre a dieta aglomerada (Aa=0,393) e a comercial A (Aa=0,372).

Em relação à viscosidade, todas as dietas analisadas (Tabela 2) podem ser caracterizadas como produtos de consistência rala, por encontrar-se na da faixa de 0 a 50 cP11. Comparativamente, Montejo et al.25, também analisaram oito fórmulas comerciais, e verificaram valores de viscosidade entre 9 e 36 cP. As baixas viscosidades viabilizam o uso das fórmulas em sondas enterais de pequeno calibre, diminuindo os riscos de obstrução e facilitando o gotejamento constante. Nesse sentido, concluiu-se que o processo de aglomeração não interferiu na viscosidade da dieta enteral formulada, no entanto foi menor que a dieta comercial A, o que pode estar relacionado a sua composição química.

Os resultados da análise colorimétrica estão apresentados na Tabela 4. Constata-se que o processo de aglomeração alterou tanto a luminosidade quanto a cromaticidade do pó.

Para a determinação de cor, os parâmetros L*, a*e b*foram comparados entre os pós antes e após a aglomeração, visando à análise do processo. Os valores de L*, que indicam intensificação da luminosidade, foram menores na amostra aglomerada, possivelmente devido à formação de grânulos mais porosos com maior reflexão da luz e menor luminosidade. Já os valores da variável de cor a* foram aumentados com a aglomeração, intensificando-se as tonalidades de vermelho no produto em pó. Quanto ao parâmetro b*da cor, verificaram-se tonalidades amarelas mais intensas que a não aglomerada. Possivelmente, a cor adquirida pela dieta aglomerada, com o aumento da intensidade de cores, está relacionada à caramelização e à reação de Maillard, que ocorre principalmente em materiais que apresentam teores relativamente altos de açúcares totais26.

CONCLUSÃO

Os ingredientes utilizados e as proporções determinadas permitiram o desenvolvimento de uma dieta enteral nutricionalmente completa, com 1kcal.mL-1, normoproteico (3,9g.100mL-1) e normolipídica (3,9g.100mL-1), contendo ingredientes funcionais bioativos, como as proteínas do soro de leite e as fibras, goma acácia, inulina e frutooligossacarídeos. Tal composição, associada às condições ajustadas do processo de aglomeração, permitiu que a fórmula desenvolvida atendesse as características de um alimento para fins especiais, que não obstruísse a sonda de infusão da dieta no indivíduo usuário, além das facilidades de reconstituição da mesma, o que pode ser uma etapa limitante quando se trata de preparo em instituições com maior número de pacientes, como hospitais.

AGRADECIMENTOS

Ao Departamento de Nutrição da Universidade Federal de Alfenas ao Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Cereais e Chocolate (CEREAL CHOCOTEC) do Instituto de Tecnologia de Alimentos de Campinas e à Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de Minas Gerais pelo apoio financeiro.

COLABORADORES

L. AZEVEDO e L.B.C. SILVA participaram da elaboração do projeto, do delineamento experimental, dos ajustes, aglomeração e caracterização das dietas, do tratamento estatístico e da confecção do manuscrito. F.Z. VISSOTTO participou do processamento de aglomeração das dietas. C. MILEIB participou dos ajustes, aglomeração e caracterização das dietas, do tratamento estatístico e da confecção do manuscrito.

Recebido em: 4/6/2009

Versão final reapresentada em: 12/11/2009

Aprovado em: 16/4/2010

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    18 Jul 2011
  • Data do Fascículo
    Abr 2011

Histórico

  • Aceito
    16 Abr 2010
  • Revisado
    12 Nov 2009
  • Recebido
    04 Jun 2009
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