Foam mat drying of yacon juice: Experimental analysis and computer simulation

Abstract The foam mat drying of yacon juice (YJ) and concentrate yacon juice (CYJ) was conducted under various conditions of thickness of product (0.5, 1.0 and 1.5 cm) and air temperature (50, 60 and 70 °C). After drying the resulted dry powder was removed from the metallic tray and pulverized. Layer thickness and air temperature influenced statistically ( p > 0.5) drying time, moisture content and water activity (Aw) of the product. The shortest drying time to reach the desired Aw (0.1–0.3) corresponds to the condition of 0.5 cm and 70 °C for both juices – 59 and 65 min for the YJ and CYJ, respectively. The process was modeled in terms of heat and mass transfer and then simulated by a finite element method software. The model was able to predict the process satisfactorily and the foam drying technique allowed to obtain yacon powder of good quality, which can be inserted in various food formulations

Desidratação de suco de yacon pelo método de camada de espuma

Orientadora : Profª Drª Maria Lúcia MassonCo-orientadora : Profª Drª Luciana de Souza Neves EllendersenTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 09/04/2015Inclui referências : fls. 130-151Resumo: Devido aos benefícios à saúde apresentados pelo consumo de yacon e por sua elevada perecibilidade, aplicou-se a desidratação por camada de espuma visando o aumento da sua vida útil. Espumas de suco e suco concentrado de yacon foram formadas a partir da adição de ovoalbumina e de um agente espumante. Um planejamento fatorial 22 com repetições no ponto central foi elaborado para verificar a influência da concentração do agente e do tempo de incorporação de ar sobre a densidade, "overrun", volume da fração de ar, estabilidade, valor de tensão limite, número e diâmetro das bolhas de ar. As espumas formadas com associação entre a maior concentração de agente espumante e maior tempo de batimento foram as que mostraram as características adequadas para o processo de desidratação por camada de espuma, sendo desta forma, as espumas formadas por ovoalbumina (20%) e emulsificante (10%) e 20 minutos de batimento. A desidratação foi efetuada em estufa convectiva com variações na espessura da camada (0,5, 1,0 e 1,5 cm) e na temperatura do ar de secagem (50, 60 e 70 ºC). A partir da elaboração das curvas de secagem observou-se que o processo ocorreu em período decrescente e que maiores temperaturas e menores espessuras resultaram em diminuição do tempo e aumento do coeficiente de difusão efetivo. A aplicação de modelos de cinética de secagem estabeleceu que o modelo logarítmico foi o que melhor representou a desidratação das espumas de suco e suco concentrado de yacon por camada de espuma. Espumas formadas por emulsificante não permitiram a formação de pó, desta forma, as formadas com ovoalbumina foram analisadas frente à características físicoquímicas, propriedades físicas e morfológicas. A combinação entre a maior temperatura de secagem (70 ºC) e a menor espessura da camada de espuma (0,5 cm) levou menor tempo para o produto atingir sua umidade de equilíbrio e gerou produtos com maior estabilidade frente às modificações microbiológicas e enzimáticas (baixa umidade e atividade de água), sem o comprometimento de sua composição e características físicas, que se mostraram adequadas para o consumo puro ou como ingrediente em formulações alimentares. Palavras-chave: desidratação por camada de espuma, yacon, valor de tensão limite, cinética de secagem, modelos de secagem, propriedades físicas, microscopia eletrônica de varredura.Abstract: Due to the health benefits provided by the consumption of yacon and its high perishability, foam layer drying was applied in order to increase the root's shelf life. Foams of yacon juice and concentrate juice were formed by the addition of egg albumin and a foaming agent. A 22 factorial design with repetitions at the central point was used to study the influence of the foaming agent concentration and whipping time on the following properties of the foams: density, overrun, air fraction volume, stability, voltage limit value, number and diameter of the air bubbles. The foams formed with a higher concentration of foaming agent and increased whipping time presented the most adequate characteristics for the foam layer drying, hence the best conditions of foaming were selected as foams formed by egg albumin (20%) and emulsifier (10%) whipped for 20 minutes. The dehydration process was performed in a convection oven varying the conditions of foam layer thickness (0.5, 1.0 and 1.5 cm) and drying air temperature (50, 60 and 70°C). The drying curves indicated that the process occurred in a decreasing period and that higher temperatures and lower thicknesses resulted in decreased time and raised the effective diffusion coefficient. The application of drying kinetics models established that the logarithmic model best represented the process. Foams formed by the addition of emulsifier did not allow the formation of powder, hence those ones formed with egg albumin were analyzed with respect to the physicochemical and morphological properties. The combination between the highest drying temperature (70°C) and the smallest thickness of the foam layer (0.5 cm) led to the lowest time for the product to reach its equilibrium moisture content and also generated products with higher microbiological and enzymatic stability (related to low moisture content and water activity) without compromising its composition and physical characteristics. The powdered yacon juice showed to be adequate for pure consumption or to be applied as an ingredient in food formulations. Key words: foam mat drying, yacon, yield stress, drying kinetics, drying models, physical properties, electron microscopy

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE PÃO COM ADIÇÃO DE FARINHA E PURÊ DA BANANA VERDE

RESUMO Banana, Musa sp,. é uma das frutas mais consumidas em todo o mundo, e o Brasil é um dos maiores produtores mundiais. A farinha de banana verde apresenta os maiores teores de amido resistente, quando comparada à banana madura. Estas características tornam a farinha de banana verde (FBV) e purê de banana verde (PBV) excelentes matérias-primas, capazes de aumentar o conteúdo de fibra alimentar (FA) nos alimentos adicionados, aumentando o apelo funcional. No presente estudo, pães foram preparados com diferentes percentuais de farinha e purê de banana verde (10%, 20% e 30%), em substituição à farinha de trigo e avaliada a qualidade do pão em função da altura, volume, rendimento, tempo de fermentação, a percentagem de umidade, cor da crosta/miolo e reologia do produto final. Não houve diferença estatisticamente significativaentre o rendimento e o teor de umidade das formulações. Pães que foram preparados com FBV e PBV resultaram em produtos mais escuros em relação ao padrão, e a luminosidade (L*) diminuiu com o aumento do nível de substituição. Pães com 10% de FBV e até 20% de PBV não diferiram estatisticamente do padrão em relação à dureza. Estes resultados sugerem a viabilidade da aplicação dessas matérias-primas (FBV e PBV) em pães, o que, em função das caracteristicas já demonstradas em pesquisas, poderá elevar o valor nutricional desse tradicional alimento