Characterization of the rheological behavior and determination of thermophysical properties of mango UBA pulp

As frutas, em geral, são perecíveis, o que lhes dá uma vida útil muito curta no mercado da fruta in natura. Desse modo se impõe a necessidade da industrialização dessas matérias primas para a produção de derivados. O potencial por um crescimento forte e contínuo do mercado dos sucos derivados da fruta aparece no futuro como um fato seguro. A obtenção das propriedades físicas dos alimentos é de fundamental importância para as análises dos problemas encontrados nas operações básicas das indústrias de alimentos. Existe uma crescente necessidade e procura das propriedades reológicas e termofísicas para os diversos fluidos manipulados nas indústrias de alimentos. Objetivou-se neste trabalho estudar as características físico-químicas, massa específica, difusividade térmica e propriedades reológicas da polpa de manga Ubá em diferentes temperaturas (10, 25, 40, 55, 70) ºC e diferentes concentrações (5, 10, 15, 25, 30) °Brix. A polpa de manga Ubá adquirida apresentou as seguintes características físico-químicas: pH: 4,05 ± 0,11; acidez titulável: 0,37 % ácido cítrico; concentração de sólidos solúveis (16,0 ± 0,29) °Brix; umidade: 82,17 %; açúcares totais: 10,59 (% glicose). Os dados experimentais para a massa específica e para a difusividade térmica ficaram próximos aos das faixas relatadas na literatura. Os modelos propostos forneceram ajustes, com erros percentuais entre 0,03% e 35%. A polpa de manga Ubá apresentou comportamento tixotrópico somente nas concentrações de (25 e 30) °Brix para a faixa de temperatura estudada. O modelo proposto por Figoni & Shoemaker foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Para a caracterização racterização tixotrópica, os parâmetros &#964; &#8722;&#964; e 0 (quantidade de estrutura degradada durante o cisalhamento) e Ki (velocidade de degradação estrutural) foram obtidos. O modelo de Herschel-Bulkley descreveu satisfatoriamente o comportamento reológico da polpa de manga Ubá. Foram determinados os valores de tensão inicial ( 0 &#964; ), índice de consistência (KH), índice de comportamento do escoamento (nH) e viscosidade aparente ( a &#951; ) a taxa de deformação 100 s-1. . Os valores dos parâmetros de &#964; &#8722;&#964; e 0 , 0 &#964; e a &#951; aumentaram com a elevação da concentração de sólidos solúveis da polpa. Os parâmetros obtidos para o estudo da tixotropia e do comportamento do escoamento da polpa de manga Ubá foram significativos (p<0,0001). Adicionalmente foi estudado o efeito da temperatura, da concentração e o efeito combinado de temperatura e da concentração sobre o comportamento reológico da polpa de manga Ubá. Observou-se que a tensão de cisalhamento diminuiu com o aumento da temperatura e que houve uma tendência de diminuição da viscosidade aparente com o aumento da temperatura e um aumento da viscosidade aparente nas amostras com teores de sólidos solúveis mais elevados.The fruits, in general, are perishable, which gives them a short self-life in the market for fruit in natura. This will require the need for industrialization of theses foods for production of derivatives. The potential for strong growth and continued market of the derived juices of the fruit appears in the future as a fact safe. The acquisition of physical properties of foods is of fundamental importance for the analysis of problems found in the basic operations of the industries of foods. There is a growing need and demand of the rheological parameters and thermophysical properties for different fluids handled in the industries of foods. This study aimed to investigate the physicochemical characteristics, density, thermal diffusivity and rheological properties of Ubá mango pulp at different temperatures (10, 25, 40, 55, 70) ° C and different concentrations (5, 10, 15, 25 , 30) ° Brix. The acquired mango pulp presented thefollowing physicochemical characteristics: pH: 4.05 ± 0.11, acidity: 0.37% citric acid, (16.0 ± 0.29) ° Brix, moisture: 82,17%, total sugar: 10.59 (% glucose). The experimental data for the density and the thermal diffusivity were close to those reported in the literature. The models proposed provided settings, with percentage errors between 0.03% and 35%. The Ubá mango pulp showed thixotropic behavior only in concentrations (25 and 30) ° Brix for range of temperature studied. The model proposed by Figoni & Shoemaker was the best fit to the experimental data. The parameters &#964; e - &#964; o (number of structures damaged during shear) and Ki (structural degradation rate) were obtained to thixotropic characterization. The Herschel-Bulkley model adequately describes the rheological behavior of Ubá mango pulp. The values of yield stress (&#964; o), consistency coefficient (KH), flow behavior index (nH) and apparent viscosity (&#951;) at shear rate of 100 s-1 were determined. The values of the parameters ers (&#964; &#8722;&#964; e 0 ), 0 &#964; and a &#951; increased with the concentration of soluble solids of the pulp. The parameters obtained for the study of the thixotropic and flow behavior of the Ubá mango pulp were significant (p <0.0001). Also was studied the effect of temperature, concentration and the combined effect of temperature and concentration on rheological behavior of Ubá mango pulp. It was observed that the shear stress decreased with increasing temperature and there was a trend of apparent viscosity decrease with increasing temperature and increasing the apparent viscosity in the samples with levels of soluble solids higher.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerai

Textural, physicochemical, rheological and enzymatic properties of mango fruits "Tommy Atkins" during modified atmosphere storage under refrigeration

O objetivo deste trabalho foi verificar a influência do uso da atmosfera modificada nas propriedades texturais, físico-químicas, reológicas e enzimáticas dos frutos de manga (Mangifera indica L.) Tommy Atkins , armazenados em duas temperaturas (14 e 25 ºC) e estudar o amadurecimento dos mesmos, durante o período de 16 dias. Foram utilizados no experimento frutos de mangueiras provenientes do Município de Janaúba, Norte de Minas Gerais. Após a seleção os frutos foram divididos em cinco lotes e foram embalados com filme de PVC (policloreto de vinila), filme de PVC + absorvedor de oxigênio, filme de PVC + absorvedor de etileno, revestidos com cera de carnaúba e o último lote, sem tratamento, serviu como testemunha. Para as análises de textura foram utilizados os testes de compressão, relaxação e punção nos frutos de manga a cada dois dias de armazenamento. As análises de pH, sólidos solúveis totais, acidez, coloração da polpa comportamento reológico e atividade enzimática também foram realizadas com uma periodicidade de dois dias. A perda de massa foi realizada diariamente. Para a modelagem do processo de relaxação utilizou-se o modelo generalizado de Maxwell. Para avaliar a textura foram determinadas as propriedades mecânicas: força para uma deformação específica de 0,005 m, módulo proporcional de deformidade e energia necessária para a deformação do produto através da avaliação da curva força-deformação; força de penetração da polpa da manga e energia necessária para este processo. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: (a) O uso de atmosfera modificada e de revestimentos foram mais efetivos para a preservação da qualidade dos frutos de manga Tommy Atkins durante o armazenamento a 14 e 25 ºC, retardando assim o seu amadurecimento, alterando a firmeza e a força de penetração da polpa dos frutos de manga; (b) o modelo generalizado de Maxwell se ajustou adequadamente aos dados observados para todas as condições utilizadas, sendo os coeficientes de determinação encontrados maiores que 96,72% e 97,25%, para os frutos armazenados a 14 e 25 ºC, respectivamente; (c) A resistência da parede celular dos frutos de manga diminuiu durante o armazenamento, sendo que nos frutos armazenados sob refrigeração, essas perdas foram menores para todos os tratamentos. Os valores encontrados para a firmeza dos frutos armazenados a 14 e 25 ºC, para os frutos tratados com PVC + absorvedor de etileno, variaram entre 191,03 N (dia 0) e 65,14 N (dia 16) e 221,63 N (dia 0) e 18,34 N (dia 16), respectivamente; o módulo proporcional de deformidade também variou entre 53,43 MPa (dia 0) e 19,10 MPa (dia 16) para os frutos tratados com PVC + absorvedor de oxigênio na temperatura de 14 ºC e entre 65,32 MPa (dia 0) e 14,57 MPa (dia 16), na temperatura de 25 ºC para o mesmo tratamento; a força de penetração da polpa variou entre 62,33 N e 23,27 N e 68,08 N e 10,02 N, para frutos tratados com PVC + absorvedor de etileno, nas temperaturas de 14 e 25 ºC, respectivamente, e a energia para rompê-la entre 145,56 mJ a 72,22 mJ e 136,67 mJ a 40 mJ, para o mesmo tratamento; (d) Houve um aumento nos valores de pH e uma diminuição nos valores de acidez (% ácido cítrico) para todos os tratamentos, nas duas temperaturas; ocorreu um aumento significativo no teor de sólidos solúveis; (e) a perda de massa diferiu significativamente entre a testemunha e todos os tratamentos durante o armazenamento, e praticamente não foi observada diferença entre os frutos embalados pelo PVC, PVC+absorvedor de oxigênio e PVC+absorvedor de etileno em relação à perda de massa dos frutos, nas duas temperaturas; (f) a variação dos índices colorimétricos com o tempo de armazenamento foi bem representada pelas equações de regressão exponencial, apresentando elevados valores de coeficiente de determinação (>78,67 % para o ângulo hue e > 84,94 % para o croma) na temperatura de 14 ºC e (>77,02 % para o ângulo hue e > 82,50 % para o croma) na temperatura de 25 ºC. A diferença total de cor sofreu variações significativas durante a armazenagem; (g) os frutos de manga tratados com filme PVC e PVC + absorvedor de etileno apresentaram melhores resultados na conservação dos frutos, fato este baseado no comportamento reológico dos mesmos, indicando assim que esses tratamentos são adequados para o tempo proposto de armazenamento (16 dias). O modelo de Herschel-Bulkley foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais e pode ser satisfatoriamente utilizado para descrever o comportamento reológico da polpa de manga, apresentando valores de coeficiente de determinação (R2) superiores a 0,95 (14 ºC) e 0,99 (25 °C); (h) as enzimas analisadas (poligalacturonase, pectinametilesterase, &#945;-galactosidase e &#946;-galactosidase), exibiram alteração de atividade, detectadas na polpa de manga Tommy Atkins, nos diferentes tratamentos pós-colheita, ao longo do armazenamento nas temperaturas de 14 e 25 ºC.The objective of this work was to verify the influence of the modified atmosphere use in the textural, physico-chemicals, rheological and enzymatic properties of 'Tommy Atkins' mango fruits (Mangifera indica L.), stored at two temperatures (14 and 25 °C) and study its ripening during storage of 16 days. Experiments were performed in mango fruits, from the Janaúba, a city which is located on the North of Minas Gerais state. After selecting the fruits, they were divided into five lots, packed with PVC film (polyvinyl chloride), PVC film + oxygen absorber, PVC film + ethylene absorbers, coated with carnauba wax and the last batch untreated, served as a control. For the analysis of texture tests were used compression, relaxation and aspiration of mango after every two days of storage. The pH, soluble solids, acidity, pulp color, rheological behavior and enzyme activity also were analyzed after every two days of storage. The generalized Maxwell model was used to model the relaxation process. To evaluate the texture, the following mechanical properties were determined: specific force to a deformation of 0.005 m, proportional deformity modulus and energy required to deform the product by evaluating the force-deflection curve; penetration force of mango pulp and the energy required for this process. According to the results, it was concluded that: (a) The use of modified atmosphere and coatings are more effective for the preservation of Tommy Atkins mango s quality during storage at 14 and 25º C, thus slowing their maturing, changing the firmness and penetration force of mango pulp; (b) the generalized Maxwell model was considered a good fit to analyze data for all conditions used, and the coefficients of determination found greater than 96.72% and 97.25%, for fruit stored at 14 and 25 º C, respectively; (c) mechanical properties of mango fruits decreased during storage, and in fruits stored under refrigeration, these losses were lower for all treatments. The values found for the firmness of fruits stored at 14 ºC and 25 ºC, for fruit treated with PVC + ethylene absorbers ranged from 191.03 N (day 0) and 65.14 N (day 16) and 221.63 N (day 0) and 18.34 N (day 16), respectively; the proportional deformity module ranged from 53.43 MPa (day 0) to 19.10 MPa (day 16) for fruit treated with PVC + absorber oxygen at a temperature of 14 º C and from 65.32 MPa (day 0) to 14.57 MPa (day 16), at 25 °C for the same treatment. The penetration force of mango's periderm ranged between 62.33 N and 23.27 N and 68.08 N and 10.02 N for fruits treated with PVC + ethylene absorbers at temperatures of 14 and 25 ºC, respectively, and the energy to break it between 145,56 mJ to 72,22 mJ and 136,67 mJ to 40 mJ to the same treatment; (d) there was an increase in pH values and a decrease in acidity (% citric acid) for all treatments at the two temperatures; there was a significant increase in soluble solids; (e) the weight loss was significantly different between the control and all treatments during storage, and, virtually, no difference was observed between fruit packed by PVC, PVC + oxygen absorbers and PVC + ethylene absorbers in relation to the mass loss of the fruits, the two temperatures; (f) the variation in colorimetric with storage time was well represented by exponential regression equations, with high coefficients of determination (> 78.67% for hue angle and> 84.94% for chroma) in the temperature of 14 ºC and (> 77.02% for hue angle and> 82.50% for chroma) at 25 ºC. The total difference in color has suffered significant changes during storage; (g) the mango fruits coated with PVC film and PVC film+ethylene absorbers showed better results by preserving fruits, considering the rheological behavior of the coatings, it indicates that these treatments are appropriate to the proposed storage time (16 days). The Herschel-Bulkley model fitted better to experimental data and may be adequately used to describe the rheological behavior of mango pulp, it presented coefficients of determination (R2) higher than 0.95 (14 º C) and 0.99 (25 ° C); (h) enzymes analyzed (polygalacturonase, pectin methyl esterase, &#945;-galactosidase and &#946;-galactosidase), exhibited changes in activity, detected in the Tommy Atkins mango pulp in different post-harvest treatments, during storage at temperatures of 14 ºC and 25 ºC.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerai

Evaluation of thermodynamic properties using GAB model to describe the desorption process of cocoa beans

The desorption isotherms and thermodynamic properties of cocoa beans were obtained during the drying process of this product. The isotherms were determined by dynamic method for various temperature (25, 35,45 and 55 C) and relative humidity (RH) conditions (30, 40, 50, 60, 70 and 80%). Equilibrium moisture content data were correlated by the Guggenheim–Anderson–de Boer (GAB) model, which presented good fit to the data, according to statistical procedures. Equilibrium moisture content ranged from 5.90 to 16.67 d.b.; it increased with an increment in the RH and decreased with increased temperature at a constant RH.Enthalpy values for each model coefficient were encountered, ranging from )90.05 to 545.96 kJ kg )1 . The integral isosteric heat of desorption and differential entropy increased with decreased equilibrium moisture content, a tendency also found for Gibbs free energy

TOMATO INFRARED DRYING: MODELING AND SOME COEFFICIENTS OF THE DEHYDRATION PROCESS

Infrared dehydration is more advantageous than the convective system under similar conditions, and studying this process is important to further develop equipment and procedures. Thus, the aim of this work was to study the dehydration process of tomato ( Solanum lycopersicum L.) slices obtained by infrared drying at three different maturity stages throughout two different procedures: Firstly, the drying model was determined by applying the mass and energy balances under wet bulb temperature for the constant drying rate period and secondly, the mass effective diffusion coefficient was determined throughout the experimental data and the theory of diffusion of the liquid phase for the decreasing drying rate period. Tomato fruits cv. Santa Cruz were used. Three maturity stages were selected: green (stage 1), orange (stage 2), and red (stage 3). Mathematical models frequently used to represent drying of agricultural products were fitted to the experimental data of tomato drying. The effective diffusion coefficient was obtained by adjusting the liquid diffusion mathematical model to the experimental data of the descending period of dehydration. The two-term model was the best one to represent the tomato dehydration process. The critical moisture content for tomato dehydration was 2.97 kgw kgdm-1. There is an initial dehydration period in which the drying rate reaches its maximum (approximately 1.05 kgw kgdm-1, about 3 min). Three different methods were used to obtain values of the effective diffusion coefficient, including the finite element method, which had the lowest values for the least square sum of deviation 1.00 × 10-7 m2 s-1. The global coefficient of heat transfer was 12.45 W m-2K-1, and the global coefficient of mass transfer was 0.0105 m s-1

Modelagem do processo de hidratação de grãos de feijão revestidos com cera de carnauba

Edible waxes are widely used to maintain foodstuff until they are consumed. However, some products may be subjected to industrial procedures, such as hydration, prior to their consumption. Hydration of a material is a complex process, which aims to reconstitute the original characteristics of a product when in contact with a liquid phase. An important agricultural product that requires this procedure is beans. Thus, the purpose of this work is to study the hydration process of beans (cultivar BRSMG Majestoso) in different temperatures and concentrations of carnauba wax, which is applied on the product surface. Beans with initial moisture content of 0.2015, 0.1972 and 0.1745 (d.b.) corresponding to treatments 0 (witness), 1 (wax diluted in water in the ratio 1:1), and 2 (carnauba wax, without dilution) were used. Later, these samples were imbibed in distilled water at temperatures of 20, 30 and 40 ºC, for 15 h. The temperature and the carnauba wax influenced the water absorption rate. The Peleg model described satisfactory experimental data and the Mitscherlich model presented biased residual distribution. The constants C1 and C2 of the Peleg model exhibited opposite behaviors with increasing temperatures in the hydration process.O uso de ceras comestíveis em produtos agrícolas é vastamente utilizado, de modo a conservar o alimento até o seu consumo. Contudo, alguns produtos podem sofrer algum processo industrial para o seu consumo, como a hidratação. A hidratação de materiais é um processo complexo que tem como objetivo reconstituir as características originais do produto, quando submetido ao contato com uma fase líquida. Um importante produto agrícola no qual requer esse processo é o feijão. Assim, objetivou-se com este trabalho estudar o processo de hidratação de grãos de feijão do cultivar BRSMG Majestoso para diferentes temperaturas e concentração de cera de carnaúba aplicada na superfície do produto. Foram utilizados grãos de feijão com teores de água de 0,2015; 0,1972 e 0,1745 (b.s.) correspondentes aos tratamentos 0 (testemunha), 1 (cera diluída em água na proporção de 1:1) e 2 (solução de cera de carnaúba, sem diluição), embebidos em água destilada, nas temperaturas de 20, 30 e 40 °C, durante 15 h. A temperatura e a cera de carnaúba influenciaram a taxa de absorção de água. O modelo de Peleg ajustou-se satisfatoriamente aos dados experimentais e o mesmo não pode ser afirmado para o modelo de Mitscherlich, por apresentar distribuição dos resíduos tendenciosa. As constantes C1 e C2 do modelo de Peleg apresentaram comportamento oposto com a elevação da temperatura de hidratação

Effect of whey protein concentrate on texture of fat-free desserts: sensory and instrumental measurements

It is important to understand how changes in the product formulation can modify its characteristics. Thus, the objective of this study was to investigate the effect of whey protein concentrate (WPC) on the texture of fat-free dairy desserts. The correlation between instrumental and sensory measurements was also investigated. Four formulations were prepared with different WPC concentrations (0, 1.5, 3.0, and 4.5 wt. (%)) and were evaluated using the texture profile analysis (TPA) and rheology. Thickness was evaluated by nine trained panelists. Formulations containing WPC showed higher firmness, elasticity, chewiness, and gumminess and clearly differed from the control as indicated by principal component analysis (PCA). Flow behavior was characterized as time-dependent and pseudoplastic. Formulation with 4.5% WPC at 10 °C showed the highest thixotropic behavior. Experimental data were fitted to Herschel-Bulkley model. The addition of WPC contributed to the texture of the fat-free dairy dessert. The yield stress, apparent viscosity, and perceived thickness in the dairy desserts increased with WPC concentration. The presence of WPC promotes the formation of a stronger gel structure as a result of protein-protein interactions. The correlation between instrumental parameters and thickness provided practical results for food industries.É importante entender como as mudanças na formulação de um alimento podem afetar suas características. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da adição de concentrado protéico de soro (CPS) na textura de sobremesas lácteas tipo flan sem gordura. A correlação entre as medidas instrumentais e sensoriais também foi investigada. Quatro formulações foram desenvolvidas com diferentes concentrações de CPS (0, 1,5, 3,0 e 4,5% em massa) e avaliadas instrumentalmente por meio de análise de perfil de textura (TPA) e reologia. A consistência foi avaliada por nove julgadores treinados. As formulações adicionadas de CPS apresentaram maior firmeza, elasticidade, mastigabilidade e gomosidade em relação à amostra controle, como indicado na análise de componentes principais. O comportamento ao escoamento das sobremesas lácteas foi caracterizado como tempo-dependente e pseudoplástico. A formulação contendo 4,5% de CPS a 10 °C apresentou maior comportamento tixotrópico. Os dados experimentais foram ajustados ao modelo de Herschel-Bulkley. A adição de CPS contribuiu para a textura das sobremesas lácteas sem gordura. Os valores de tensão inicial, viscosidade aparente e consistência das sobremesas lácteas aumentaram com a concentração de CPS. A presença de CPS promoveu uma estrutura de gel mais forte como resultado das interações proteína-proteína. A correlação entre os parâmetros instrumentais e a consistência sensorial forneceu informações práticas para a indústria de alimentos