Processos de filtração por membranas aplicados na filtração de kombuchas - Daneluz, Júlia (My University, 2022)
Healthy eating is a growing trend among the population. As a healthy and functional drink, kombucha has great potential due to its many beneficial properties. Kombucha is prepared from the fermentation of add sugars in teas infusions, resulting in a carbonated, light and refreshing drink. Residues from the fermentation and production process of kombucha may not be visually pleasing to some consumers. In addition, residual microorganisms from fermentation continue to be in constant activity and result in microbiological instability in kombucha. An alternative to minimize these characteristics is the use of membranes separation processes. Membranes are barriers that act as filters, retaining particles and molecules larger than their pore size and allowing smaller particles and molecules to permeate. In this context, this study aimed to evaluate separation processes by membranes of microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF) in kombuchas, in order to reduce turbidity, suspended solids concentration and the amount of residual microorganisms from fermentation. To achieve the proposed objective, the membranes were compacted and characterized in terms of hydraulic permeability and kombucha permeate flux. The hydraulic permeability of the MF membrane was 308.15 L·h-1·m-2·bar-1 and that of the UF membrane was 12.05 L·h-1·m-2·bar-1. For both membranes, the permeate kombucha flux reduced with time for each pressure evaluated individually, due to fouling. Two different batches of kombucha were used for the study: a batch of kombucha after the first fermentation process (K1) and a batch of finished and bottled kombucha (K2). The initials samples of kombuchas and the samples after the filtration processes were submitted to analysis of the parameters of turbidity, suspended and dissolved solids, microbial count, organic acids, pH, volatile acidity, alcohol content, sugars and organoleptic evaluation. The MF reduced the turbidity of K1 in 96.41 % and the turbidity of K2 in 95.93 %, and the UF reduced 99.97 % in K1 and 81.74 % in K2. Suspended solids were reduced by 66.40 % with MF and 93.06 % with UF for K1, and for K2 there was a reduction of 60.75 % with MF and 17.72 % with UF. Microorganisms showed reduction of 58.33 % with MF and 15.63 % with UF in K2. The kombuchas after MF and UF were visually clearer. The other parameters evaluated did not showed significant changes with the performance of the PSM. Both filtrations removed part of the suspended solids and microorganisms without harming the quality and benefits of kombucha, proving that the techniques were efficient for the proposed purpose. [resumo fornecido pelo autor]
A alimentação saudável é uma tendência que vem crescendo entre a população. Como uma bebida saudável e funcional, a kombucha apresenta grande potencial devido as suas variadas propriedades benéficas. A kombucha é preparada a partir da fermentação de açúcares adicionados em infusões de chás, originando uma bebida carbonatada, leve e refrescante. Os resíduos da fermentação e do processo produtivo da kombucha podem não ser visualmente agradáveis para alguns consumidores. Além disso, os microrganismos residuais da fermentação continuam em constante atividade e geram instabilidade microbiológica na bebida. Uma alternativa para minimizar estas características é a utilização de processos de separação por membranas. Membranas são barreiras que agem como filtros, retendo partículas e moléculas maiores que seu tamanho de poro e permitindo a permeação de partículas e moléculas menores. Dentro deste contexto, este estudo teve como objetivo avaliar processos de separação por membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF) em kombuchas, a fim de reduzir a turbidez, a concentração de sólidos suspensos e a quantidade de microrganismos residuais da fermentação. Para atingir o objetivo proposto, as membranas foram compactadas e caracterizadas quanto à permeabilidade hidráulica e ao fluxo de kombucha permeada. A permeabilidade hidráulica obtida para a membrana de MF foi de 308,15 L·h-1·m-2·bar-1 e para a membrana de UF foi de 12,05 L·h-1·m-2·bar-1. Para ambas as membranas, o fluxo de kombucha permeada reduziu com o tempo para cada pressão avaliada individualmente, devido aos fenômenos de incrustação. Foram utilizados dois lotes diferentes de kombucha para o estudo: um lote de kombucha após o primeiro processo fermentativo (K1) e um lote de kombucha finalizada e engarrafada (K2). As amostras iniciais das kombuchas e as amostras após os processos de filtração foram submetidas a análise dos parâmetros de turbidez, sólidos suspensos e dissolvidos, contagem microbiana, ácidos orgânicos, pH, acidez volátil, grau alcoólico, açúcares e avaliação organoléptica. A MF reduziu a turbidez da K1 em 96,41 % e da K2 em 95,93 %, e a UF reduziu 99,97 % da K1 e 81,74 % da K2. Os sólidos suspensos foram reduzidos em 66,40 % com a MF e 93,06 % com a UF para a K1, e para a K2 houve redução de 60,75 % com a MF e 17,72 % com a UF. Os microrganismos apresentaram redução de 58,33 % com a MF e 15,63 % com a UF na K2. As kombuchas após MF e UF apresentaram-se visualmente mais clarificadas. Os demais parâmetros avaliados não sofreram alterações significativas com a realização dos PSM. Ambas as filtrações removeram parte dos sólidos suspensos e dos microrganismos sem prejudicar a qualidade e os benefícios da kombucha, comprovando que as técnicas de filtração por membranas foram eficientes para a finalidade proposta. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Bebidas; Bebidas fermentadas; Fermentação; Ultrafiltração; Beverages; Brewing; Fermentation; Ultrafiltration