Aplicação de modelos matemáticos bi e tri-paramétricos na predição de isotermas de adsorção de umidade do guaraná (Paullinia cupana) em pó

Doze modelos matemáticos (seis bi-paramétricos e seis tri-paramétricos), amplamente utilizados na predição de isotermas, foram estudados, com o objetivo de predizer isotermas de adsorção de umidade do guaraná (Paullinia cupana) em pó, obtido em "sprey dryer". As isotermas de adsorção de umidade do produto à 15° C, 25° C e 35° C, foram ajustadas por análise de regressão não-linear, usando o aplicativo STATGRAPHICS 5.1. Entre os modelos testados os que apresentaram melhores resultados nos ajustes foram as equações tri-paramétricas de GAB, BET modificada e Anderson, e as equações bi-paramétricas de Handerson e Oswin.

Efeito do enriquecimento de biscoitos tipo água e sal, com extrato de levedura (Saccharomyces sp.)

Os objetivos desta pesquisa foram a caracterização química de um autolisado (AT) de levedura (Saccharomyces sp. ), subproduto da fermentação alcoólica e de seus derivados, fração solúvel (Ex) e insolúvel (FI). O autolisado integral (AT) e o extrato (Ex), depois de desidratados por atomização (spray dryer) foram utilizados como enriquecedores do gosto e do aroma de biscoitos salgados do tipo água e sal. A adição ao biscoito de 5% de Ex elevou o escore de aminoácidos essenciais (EAE) de 38% para 60% e o índice de utilização líquida da proteína (NPR) de 1,0 para 2,0 (100%). Houve ainda uma melhora significativa na aceitabilidade e na preferência dos biscoitos enriquecidos, pelos consumidores.

Caracterização e processamento de leite bubalino em pó em secador por nebulização

Avaliou-se o processo de secagem por nebulização em "spray dryer" para a obtenção de leite bubalino em pó. Foram realizadas análises físico-químicas no leite in natura e no leite desidratado, para averiguar perdas de macronutrientes ocorridas durante a secagem; análises microbiológicas para assegurar a qualidade higiênico-sanitária do processo e produto e análises sensoriais para estabelecer a aceitabilidade do produto. Foram obtidas isotermas de adsorção e dessorção de umidade a 25°C, para o produto em pó, visando observar o seu comportamento higroscópico. O leite bubalino em pó obtido apresentou como características físicoquímicas: 3,4% de umidade, 23,2% de proteínas, 46,1% de gordura, 4,2% de cinzas, 0,5% de lecitina de soja e 22,6% de carboidratos totais. De acordo com os exames microbiológicos está apto para o consumo humano. O produto foi caracterizado como integral por não ter sofrido qualquer padronização. As perdas ocorridas para a maioria dos macronutrientes durante o processamento, foram inferiores a 5% e apenas o teor de proteínas apresentou variação superior a 15%, devido à desnaturação da caseína em temperatura superior a 80°C. O produto apresentou isotermas de adsorção do tipo III, mesmo comportamento apresentado pelo leite bovino. Através da isoterma de dessorção determinou-se o valor de umidade equivalente à monocamada, obtendo-se o valor médio de 4,4g H2 O/100g b.s., o que validou o processo utilizado. O comportamento de histerese apresentado pelo produto foi similar ao do leite em pó integral, sendo a sua aceitabilidade de 74%, muito próxima a 80% obtido para um leite em pó integral comercial.

Propriedades funcionais (tecnológicas) da parede celular de leveduras da fermentação alcoólica e das frações glicana, manana e glicoproteína

Foram objetivos do presente trabalho o fracionamento, a caracterização química e o estudo das propriedades funcionais (tecnológicas) da fração parede celular (PC) de leveduras da fermentação alcóolica e das subfrações glicana, manana e glicoproteína. O fracionamento foi realizado por processos físico-químicos de extração, centrifugação e secagem em spray dryer, a caracterização química pela determinação da composição centesimal e as propriedades funcionais pelo uso de técnicas apropriadas. Os componentes predominantes da parede celular (PC) foram proteína (19%) e fibra solúvel (74%), da fração glicoproteina, foram as proteínas (35,5%) e fibra solúvel (56%), nas frações manana (M) e glicana solúvel (GS) predominaram as fibras solúveis (~70%) e na fração glicana insolúvel (GI), as fibras insolúveis (70,7%). A solubilidade das várias frações em meio aquoso não mostrou dependência do pH e variou entre 40% e 100%. A fração que apresentou maior capacidade de retenção de água (CRA) foi a glicana solúvel (14,4 g H2O/g de amostra) e os maiores índices de solubilidade em água (ISA) foram os das frações glicoproteina (83,8%) e manana (60%). As frações glicana (GS e GI) apresentaram boas propriedades de geleificação nas concentrações de 12 e 14% de sólidos solúveis. As frações glicoproteína, manana e glicana solúvel apresentaram excelente capacidade de emulsificação (1.500 a 2.000 mL óleo/g amostra) e as emulsões de glicoproteína e glicana solúvel foram as mais estáveis. Adição de igual concentração (0,2%) de ovalbumina aumentou significativamente o poder de emulsificação das frações PC e GS e contribuiu para a estabilidade das emulsões da manana e da glicoproteína (M e GP).

Influência de frações da parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre os índices séricos de glicose e lipídios, microbiota intestinal e produção de ácidos graxos voláteis (AGV) de cadeias curtas de ratos em crescimento

Os índices séricos de glicose e lipídios, a microbiota intestinal e a produção de ácidos graxos voláteis de cadeias curtas (AGV) foram determinados em ratos Wistar submetidos às dietas: padrão (AIN-P), padrão modificada (AIN-M) e às dietas contendo frações de parede celular de levedura: glicana insolúvel (GI), manana (M) e glicana mais manana (G+M), como única fonte de fibra alimentar. O fracionamento da parede celular (PC) foi realizado por processos físicos e químicos de extração, centrifugação e secagem em "spray dryer". Os índices séricos foram dosados através de "kits" comerciais. A microbiota e a produção de AGV foram determinadas nos conteúdos intestinais, incluindo cólon, ceco e reto. Considerando os níveis de colesterol no tempo (T0) e no tempo 28 (T28), as dietas AIN-P, AIN-M e M apresentaram efeito hipocolesterolêmico, tendo em vista que a composição das dietas eram de natureza hipercolesterolêmica. Em relação à glicose sérica, no tempo (T0) observou-se uma elevação geral da glicemia, sugerindo um efeito hiperglicêmico das dietas estudadas. A dieta G+M foi a que apresentou valores significantemente mais elevados de lipídios séricos no tempo T14, e os níveis mais baixos foram observados na dieta M e na dieta GI no T14 e nas dietas AIN-M e AIN-P. A dieta AIN-P foi a que apresentou valor significantemente mais elevado de triacilgliceróis nos tempos T14 e T28. Os níveis mais baixos nos tempos T14 foram constatados para as dietas G+M e GI e no tempo T28 para as dietas AIN-M e M. De um modo geral, não houve modificações significativas na microbiota intestinal dos animais em nenhuma das dietas. Dentre os AGV, o ácido acético foi o predominante, seguido do propiônico e do butírico, em todas as dietas estudadas.

Efeito da umidade sobre a microestrutura da inulina em pó

A aplicação da inulina nas indústrias de alimentos e farmacêuticas está associada à possibilidade de substituição do açúcar e da gordura, com baixa contribuição calórica, e na formulação de medicamentos e alimentos funcionais, pois atua no organismo de maneira similar às fibras dietéticas. A comercialização da inulina é feita preferencialmente com o produto em pó, devido à maior facilidade no transporte, embalagem e manuseio. Dessa forma, é de grande importância conhecer o comportamento do produto quando armazenado sob diferentes condições de umidade relativa. O objetivo desse trabalho foi o de avaliar a influência da umidade sobre a microestrutura da inulina em pó, obtida a partir da secagem por atomização de um concentrado de inulina extraído de raízes de chicória. A análise da estrutura do material em microscópio eletrônico de varredura demonstrou a sua elevada higroscopicidade. Em ambientes com atividade de água (a w) superior a 0,3085, a inulina sofreu alterações em sua microestrutura que comprometeram a sua qualidade. Ao ser armazenada em ambiente com a w = 0,5285, o material perdeu suas características de pó, devido à aglomeração de partículas associada à absorção de umidade, e se transformou em uma massa sólida. Essa característica foi agravada com o aumento da umidade relativa do ambiente.

Sensory evaluation of black instant coffee beverage with some volatile compounds present in aromatic oil from roasted coffee

The oil obtained from Brazilian roasted coffee by supercritical CO2 extraction shows considerable aromatic properties, mainly composed by five aromatic compounds, 2-methylpyrazine; 2-furfurylalcohol, 2,5-dimethylpyrazine; γ-butyrolactone and 2-furfurylacetate. Sensory analyses were used to verify the influence of a mixture of these important classes of aromatic coffee compounds (pyrazines, furans and lactones) and of the roasted coffee aromatic oil on the coffee aroma and flavour of black instant freeze and spray-dried coffee beverages. In the acceptance evaluation of the aroma, the samples prepared with freeze-dried instant coffee without the mixture of volatile compounds (sample 4) were not significantly different from the freeze-dried instant coffee in which the aromatic coffee oil was added (sample 5) and from the sample prepared with freeze-dried coffee in which the mixture of the five volatile was added (sample 3), coincidentally from the same drying process. Therefore, sample (3) did not differ from samples prepared with spray dried instant coffee without (sample 1) and to which (sample 2) the mixture of volatile was added. Therefore, with respect to this attribute, the addition of this mixture did not interfere in this drink acceptance. Taking into consideration the flavor, samples prepared with freeze-dried instant coffee in which the aromatic coffee oil was added (5) and the samples with (3) and without (4) the mixture of the five volatile was added did not differ significantly, however sample (4) did not differ from samples (1) and (2). Regarding this attribute, the addition of the aromatic oil of roasted coffee or a mixture of volatile in samples of freeze-dried instant coffee had a better acceptance than those dried by spray dryer (1) and (2). Thus, the enrichment of drinks with the aromatic oil of roasted coffee, or even with the mixture of the five components did not influence the consumer acceptance with respect to the aroma, but exerts influence with respect to flavour.

Influência da temperatura do ar de secagem e da concentração de agente carreador sobre as propriedades físico-químicas do suco de açaí em pó

A influência da temperatura do ar de secagem e da concentração de agente carreador sobre as propriedades físico-químicas do suco de açaí em pó produzido por spray drying foi avaliada. O processo foi realizado em um mini spray dryer de bancada e maltodextrina 10DE foi utilizada como agente carreador. A temperatura do ar de secagem variou de 138 a 202 °C e a concentração de maltodextrina variou de 10 a 30%. As características analisadas foram: umidade, higroscopicidade, retenção de antocianinas, cor, distribuição do tamanho de partículas e morfologia. O aumento da temperatura resultou em partículas maiores, menos úmidas, mais higroscópicas e com menor retenção de antocianinas, além de provocar uma diminuição do parâmetro de cor L* e do ângulo de tom H*. O aumento na concentração de maltodextrina resultou em partículas maiores e menos higroscópicas, com maior luminosidade (L*), menores valores de C* e maiores valores de H*. Em relação à morfologia, o aumento da temperatura levou à formação de uma maior quantidade de partículas com superfície lisa, fato atribuído à maior transferência de calor e, consequentemente, à formação mais rápida de uma membrana ao redor da gota atomizada.

Drying of sicilian lemon residue: influence of process variables on the evaluation of the dietary fiber produced

In this study, the effect of the process variables of the air-drying of Sicilian lemon residues on some technological properties of the fibers produced was studied. The determination and modeling of desorption isotherms were used to establish the equilibrium moisture content at 60, 75, and 90 °C using the static method with 8 saturated salt solutions. The best fit was obtained with BET and GAB models. The drying process was conducted in a vertical tray dryer and delineated according to a central composite experimental design (2²) using the following as factors: air velocity (0.5, 0.75 and 1 m/s) and temperature (60, 75, and 90 °C), and it presented a good fit to the exponential model (R² > 99.9%). The experimental design responses evaluated were the technological properties of the fibers: water-holding, oil-holding, and swelling capacity. Since these properties were present in high levels, the lemon residues could be used to increase content of fibers in foods resulting in the addition of nutritional benefits for the consumers.

Effect of drying method on the adsorption isotherms and isosteric heat of passion fruit pulp powder

The sorption behavior of dry products is generally affected by the drying method. The sorption isotherms are useful to determine and compare thermodynamic properties of passion fruit pulp powder processed by different drying methods. The objective of this study is to analyze the effects of different drying methods on the sorption properties of passion fruit pulp powder. Passion fruit pulp powder was dehydrated using different dryers: vacuum, spray dryer, vibro-fluidized, and freeze dryer. The moisture equilibrium data of Passion Fruit Pulp (PFP) powders with 55% of maltodextrin (MD) were determined at 20, 30, 40 and 50 ºC. The behavior of the curves was type III, according to Brunauer's classification, and the GAB model was fitted to the experimental equilibrium data. The equilibrium moisture contents of the samples were little affected by temperature variation. The spray dryer provides a dry product with higher adsorption capacity than that of the other methods. The vibro-fluidized bed drying showed higher adsorption capacity than that of vacuum and freeze drying. The vacuum and freeze drying presented the same adsorption capacity. The isosteric heats of sorption were found to decrease with increasing moisture content. Considering the effect of drying methods, the highest isosteric heat of sorption was observed for powders produced by spray drying, whereas powders obtained by vacuum and freeze drying showed the lowest isosteric heats of sorption.

Evaluation of the quality of a molded sweet biscuit enriched with okara flour

The objective of this research was to test the addition of soymilk residue, also known as okara, to a molded sweet biscuit (MSB). The okara was provided by two soymilk producing companies whose production systems are based on hot disintegration of decorticated (company B) or non-decorticated (company A) soybeans and separation of the soymilk. Okaras A and B were dehydrated in a flash dryer and then ground to a flour (< 200 mesh). The okara flours showed high protein (35 g.100 g-1 dwb), lipid (17 g.100 g-1 dwb), and fiber (17 to 21 g.100 g-1 dwb) contents. The water holding capacity, protein solubility, emulsifying capacity, emulsion stability and isoflavone contents found in flour A were significantly higher (p < 0.05) than in flour B. The formulation of MSB, replacing 30% (w/w) of the wheat flour with okara flour was tested. The results of the physical measurements, brittleness and water activity of the MSB with flours A and B did not differ significantly (p < 0.05) from those of the standard. The color, flavor and overall quality of the MSB with 30% of okara flour B did not differ significantly from those of the standard biscuit, demonstrating its potential for application in confectionery products.

Study of the flash drying of the residue from soymilk processing - "okara"

The objective of this research project was to study the drying of soymilk residue in a pneumatic flash dryer, using response Surface Methodology (RSM), and to evaluate the quality of the dried residue. Soymilk residue, also known as okara, was provided by a Brazilian soymilk factory. RSM showed that for a 120 second drying cycle, the lower the residue moisture contents (y) obtained, the higher the recirculation rates (x1), regardless of the air drying temperature (x2), and it could be expressed by the equation y = 7.072 - 7.92x1, with R² = 92,92%. It is possible to obtain okara with 10% of moisture (dwb) under the condition x1=1.25, equivalent to RR = 61%, with air drying temperatures ranging from 252 °C to 308 °C. The dried okara obtained through Central Compound Rotational Design (CCRD) presented a centesimal composition similar to the okara dried in a tray dryer, known as the original okara. There were significant variations (p < 0.05) in the Emulsifying Capacity (EC), Emulsion Stability (ES) and Protein Solubility (PS) between the dehydrated residues obtained. It was concluded that the flash drying of okara is technically feasible and that the physicochemical composition of the residue was not altered; on the contrary, the process promoted a positive effect on the technological functional properties.

Mathematical modeling of dehydration of 'Fuji' and 'Gala' apples slices using infrared

The objective of this work was to determine and model the infrared dehydration curves of apple slices - Fuji and Gala varieties. The slices were dehydrated until constant mass, in a prototype dryer with infrared heating source. The applied temperatures ranged from 50 to 100 °C. Due to the physical characteristics of the product, the dehydration curve was divided in two periods, constant and falling, separated by the critical moisture content. A linear model was used to describe the constant dehydration period. Empirical models traditionally used to model the drying behavior of agricultural products were fitted to the experimental data of the falling dehydration period. Critical moisture contents of 2.811 and 3.103 kgw kgs-1 were observed for the Fuji and Gala varieties, respectively. Based on the results, it was concluded that the constant dehydration rates presented a direct relationship with the temperature; thus, it was possible to fit a model that describes the moisture content variation in function of time and temperature. Among the tested models, which describe the falling dehydration period, the model proposed by Midilli presented the best fit for all studied conditions.

Physical, chemical, technological and sensory characteristics of Frankfurter type sausage containing okara flour

The addition of okara flour to an emulsified meat product (Frankfurter type sausage) was evaluated based on the physical, chemical, technological, and sensory characteristics of the final product. Okara, residue from soymilk production, was provided by two soymilk producing companies whose production systems were based on the hot disintegration of the decorticated (company B) or undecorticated (company A) soybeans. The okara was dehydrated using a flash dryer and then ground into flour (>420 µm). However, The okara flours A and B showed approximately the same amount of protein (35 and 40 g.100 g-1 dwb). However, the okara flour A presented higher values (p < 0.05) for all technological functional properties studied (emulsification capacity, emulsion stability, protein solubility, and water hold capacity) than those of okara flour B. The A and B okara flours were used in a frankfurter sausage formulation as substitution of 1.5% and 4% of meat. The results showed that the sausages containing okara flours A and B, as well as the control sausage, were accepted by the sensory panel. Moreover, there were no significant differences (p < 0.05) in the physical (color, objective texture, and emulsion stability) and chemical (pH and proximate composition) measurements of the sausages with and without the okara flour.

Microencapsulation of babassu coconut milk

The objective of this study was to obtain babassu coconut milk powder microencapsulated by spray drying process using gum Arabic as wall material. Coconut milk was extracted by babassu peeling, grinding (with two parts of water), and vacuum filtration. The milk was pasteurized at 85 ºC for 15 minutes and homogenized to break up the fat globules, rendering the milk a uniform consistency. A central composite rotatable design with a range of independent variables was used: inlet air temperature in the dryer (170-220 ºC) and gum Arabic concentration (10-20%, w/w) on the responses: moisture content (0.52-2.39%), hygroscopicity (6.98-9.86 g adsorbed water/100g solids), water activity (0.14-0.58), lipid oxidation (0.012-0.064 meq peroxide/kg oil), and process yield (20.33-30.19%). All variables influenced significantly the responses evaluated. Microencapsulation was optimized for maximum process yield and minimal lipid oxidation. The coconut milk powder obtained at optimum conditions was characterized in terms of morphology, particle size distribution, bulk and absolute density, porosity, and wettability.