Orientadores: Miriam Dupas Hubinger, Maurício Cordeiro Mancini

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: O objetivo do presente trabalho foi propor um modelo matemático baseado na redução da taxa de perda de água durante o processo de desidratação osmótica de melão tipo honeydew orange flesh. Paralelamente, procurou-se verificar a influência da temperatura (25-45 ºC), tipo (sacarose e xarope de...

Resumo: O objetivo do presente trabalho foi propor um modelo matemático baseado na redução da taxa de perda de água durante o processo de desidratação osmótica de melão tipo honeydew orange flesh. Paralelamente, procurou-se verificar a influência da temperatura (25-45 ºC), tipo (sacarose e xarope de milho) e concentração da solução (29 a 57% em peso de sacarose e 34 a 66% em peso de xarope de milho) na cinética do processo de desidratação/impregnação e determinar as melhores condições de temperatura e concentração das soluções osmóticas, mediante planejamentos fatoriais 22. O estudo cinético do processo foi realizado em fatias de melão com 5 mm de espessura e 30 x 40 mm2 de área de transferência submetidas ao processo por até 1440 minutos. Os dados experimentais obtidos foram ajustados aos modelos de Fick, Peleg e ao modelo de n-redução da taxa inicial de desidratação/impregnação proposto neste trabalho. Para fins práticos, usou-se a redução à metade da taxa inicial (n=2) e o modelo foi chamado de "tempo de meia vida". Por fim, avaliou-se a qualidade do produto processado em ambos os solutos. Para tal, foram avaliados o perfil de açúcares, o teor de carotenoides, a variação dos parâmetros instrumentais de cor, a capacidade antioxidante (FRAP, DPPH e teor de fenólicos totais) e os parâmetros estruturais (ensaios de compressão axial e micrografia) das amostras in natura e processadas osmoticamente nos tempos de n-reduções (n=2, 3, 4, 6, 8, 10 e ?). O modelo proposto apresentou boa correlação aos dados experimentais de perda de água e de ganho de sólidos, cujos valores calculados nos tempos necessários para n-reduções da taxa inicial foram fortemente influenciados pelo valor de n. Nas soluções de sacarose, os valores médios da perda de água calculados nesses instantes (PA(t1/n)) foram: 16,1±2,4; 21,9±4,8; 24,8±3,4; 27,6±3,7 e 29,8±4,1 (gágua/100 gamostra); para n igual a 2, 3, 4, 5 e 6, respectivamente. Já nas soluções de xarope de milho obtiveram-se: 17,9±3,5; 22,8±4,8; 36,7±5,7; 29,6±6,3 e 32,0±6,8 (gágua/100 gamostra); para n igual a 2, 3, 4, 5 e 6, respectivamente. Consequentemente, quando n??, PA(t1/n) tendeu a PA?. O planejamento experimental demonstrou que, de modo geral, a concentração foi a variável mais importante no processo e apresentou efeito positivo nos processos de desidratação (PA) e de impregnação (GS). A temperatura apresentou efeito positivo, sobretudo, em altas concentrações de sacarose e xarope de milho. As condições escolhidas para avaliar a qualidade dos produtos processados foram de 28 ºC e 53% de sacarose e 28 ºC e 61% de xarope de milho. O xarope de milho apresentou uma melhor eficiência na transferência de massa do processo (menores ganhos de sólidos) e ambos os solutos influenciaram a qualidade de maneira semelhante. O xarope de milho, forneceu amostras com menor alteração na doçura relativa, mas com maiores alterações estruturais

Abstract: The aim of this work was to propose a mathematical model based on dehydration rate reduction during the osmotic dehydration of orange flesh honeydew melon. The influence of temperature (25-45 ºC), type (sucrose and corn syrup solids) and concentration of solution (29 to 57% w/w of sucrose...

Abstract: The aim of this work was to propose a mathematical model based on dehydration rate reduction during the osmotic dehydration of orange flesh honeydew melon. The influence of temperature (25-45 ºC), type (sucrose and corn syrup solids) and concentration of solution (29 to 57% w/w of sucrose and 34 to 66% w/w of corn syrup solids) on kinetics of dehydration/impregnation processes was verified. A 22 full factorial design was utilized in order to provide the best process conditions (temperature and concentration of solution) for each type of solute. Melon slices (5 mm thick and 30 x 40 mm2 superficial area) were subjected to osmotic solutions for 30, 60, 90, 120, 180, 240, 360, 600 and 1440 minutes. The experimental data were fitted by the models of Peleg, Fick and the n-reduction time of dehydration/impregnation time model, which was proposed in the present work. The half-life (n=2) concept was used for practical purposes. Final product quality was evaluated, in terms of sugar profile, carotenoids content, color measurements, antioxidant capacity (FRAP, DPPH and total phenolics content) and the structure (compression tests and micrographs) for in natura and processed sample during the n-reduction times of dehydration rates (n=2, 3, 4, 6, 8, 10 e ?). The proposed model presented a good correlation with the experimental data of water loss (WL) and solids gain (SG), whose obtained values were strongly influenced by process extension (n). In sucrose solutions, the WL values obtained in n-reduction times of dehydration rates were 16.1±2.4; 21.9±4.8; 24.8±3.4; 27.6±3.7 e 29.8±4.1 (gwater/100 gsample); for n = 2, 3, 4, 5 e 6, respectively. For corn syrup solutions, the values were 17.9±3.5; 22.8±4.8; 36.7±5.7; 29.6±6.3 e 32.0±6.8 (gwater/100 gsample), n = 2, 3, 4, 5 e 6, respectively. Consequently, if n??, WL(t1/n) has tended to the water loss at equilibrium values (WL?). The full factorial desing showed that the solution concentration was the most important variable, presenting a positive effect on dehydration and impregnation processes. The solution temperature also showed a positive effect, at high sucrose and corn syrup solids concentrations. In order to evaluate the product quality, the following conditions were chosen: 28 ºC (for both osmotic agents) and 53% w/w for sucrose and 61% w/w for corn syrup. The corn syrup solids presented a greater efficiency on mass transfer (similar WL, but lower SG) and both solutes provided produtcts with similar quality attributes. However, the samples osmo-dehydrated in corn syrup solutions showed relative sweetness values similar to fresh fruits, but a greater structural changes than those dehydrated in sucrose solutions