Desidratação de polpa de manga em secador de cilindro rotativo (drum drying): variáveis de processo

Abstract

O objetivo do estudo foi determinar as melhores condições de processo para a produção de polpa de manga em pó/flocos por desidratação em secador de cilindro rotativo (drum dryer), tendo em vista maiores rendimentos de secagem e retenções de qualidade da matéria-prima. Avaliou-se, primeiramente, o uso de diferentes coadjuvantes de processo no drum drying. Os ensaios foram realizados em secador de cilindro único, com aquecimento indireto por vapor (5 kgf/ cm2 / 150 °C) e tempo de residência de 15 segundos. Empregou-se polpa comercial de manga (aproximadamente 15 °Brix) (P) variando-se os aditivos: monoestearato de glicerila (MSG); maltodextrina 10DE (M10) e 20DE (M20) e amido de milho (A). As seguintes combinações de aditivos foram empregadas (bs): 1) P + 3% A + 0,5% MSG; 2) P + 3% A +1% M10 + 0,5% MSG; 3) P + 3%A + 1% M20 + 0,5% MSG; 4) P + 3% M10 + 0,5% MSG; 5) P + 4% A + 1%MSG; 6) P sem aditivos. Após a secagem, os produtos foram moídos e os teores médios de umidade e atividade de água foram 0,76 ± 0,20% e 0,205 ± 0,014, respectivamente. Não houve diferenças significativas (p>0,05) na higroscopicidade, solubilidade e retenção de carotenoides totais dos pós. O ensaio 1 se destacou com maior retenção de vitamina C (61,02 ± 0,68%) e de β-caroteno (89,56 ± 2,80%). Em uma segunda etapa, investigaram-se as melhores condições do drum drying, a partir da temperatura (T) e tempo de residência (t), visando maiores retenções dos parâmetros de qualidade, tais como: teor de umidade, teor de carotenoides e β-caroteno, cor, teor de vitamina C, atividade antioxidante (ABTS e DPPH) e compostos fenólicos totais. Utilizouse polpa comercial e, 3% de amido regular e 0,5% de monoestearato de glicerila (bs) como coadjuvantes. O delineamento empregado foi o Central Composto Rotacional, variando T de 120 a 150 °C, e t de 10 a 40 segundos. Após secagem, o produto foi floculado. Modelos matemáticos foram obtidos para as seguintes variações: teor de umidade, teor de carotenoides totais, e parâmetros de cor da polpa reconstituída (a*, Hue, 𝛥E). Com base nas superfícies de respostas, verificou-se que as melhores faixas de T e t foram de 120-135 °C e 10-25 segundos, respectivamente. Nas condições otimizadas os produtos apresentaram teor de umidade de 1,83 ± 0,74% e teor de carotenoides de 14,83 ± 0,57 mg/ 100 g. A cor da polpa reconstituída esteve menos vermelha, e mais próxima do amarelo, e os flocos apresentaram baixa higroscopicidade (aproximadamente 24%), alta solubilidade (aproximadamente 79%), alta molhabilidade (aproximadamente 29 segundos). Além disso, as retenções do β-caroteno e dos compostos fenólicos totais foram de aproximadamente 100% em relação à polpa in natura. Nas condições otimizadas, a retenção da vitamina C foi de aproximadamente 65%, e a retenção da atividade antioxidante variou de 88% (ABTS) a 96% (DPPH) em relação à polpa in natura.

The objective of the study was to determine the best process conditions for the production of mango pulp powder/flakes by dehydration in drum dryer, in order to obtain higher drying yields and quality retention of the raw material. First, the use of different process carrier in drum drying was evaluated. The process was performed in a single cylinder dryer, with indirect heating (5 kgf/ cm2/ 150 °C) and residence time of 15 seconds. Commercial mango pulp was used (approximately 15 °Brix) (P) by varying the additives: glyceryl monostearate (GMS); maltodextrin 10DE (M10) and 20DE (M20) and corn starch (S). The following combinations of additives were employed (d.b.): 1) P + 3% S + 0.5% GMS; 2) P + 3% S +1% M10 + 0.5% GMS; 3) P + 3% S + 1% M20 + 0.5% GMS; 4) P + 3% M10 + 0.5% GMS; 5) P + 4% S + 1% MSG; 6) P without additives. After drying, the products were ground and the mean moisture and water activity contents were 0.76 ± 0.20% and 0.205 ± 0.014, respectively. No significant differences were observed (p> 0.05) for hygroscopicity, solubility and retention of total carotenoids of the powders. Test 1 was pointed out with higher retention of vitamin C (61.02 ± 0.68%) and β-carotene (89.56 ± 2.80%). In a second stage, the best conditions of drum drying were investigated, from the temperature (T) and residence time (t), aiming at higher retentions of the quality parameters, such as: moisture content, carotenoid content and β -carotene, color, vitamin C content, antioxidant activity (ABTS and DPPH) and total phenolic compounds. Commercial pulp and, 3% regular starch and 0.5% glyceryl monostearate (d.b.) were used as carrier agents. The experimental design was the Rotational Compound, varying T from 120 to 150 °C, and t from 10 to 40 seconds. After drying, the product was flocculated. Mathematical models were obtained for the following variations: moisture content, total carotenoid content, and color parameters of the reconstituted pulp (a*, Hue, ΔE). Based on the response surfaces, the best T and t ranges were 120-135 °C and 10-25 seconds, respectively. In the optimized conditions, the products had a moisture content of 1.83 ± 0.74% and carotenoid content of 14.83 ± 0.57 mg/ 100 g. The color of the reconstituted pulp was less red, and close to yellow, and the flakes presented low hygroscopicity (approximately 24%), high solubility (approximately 79%), high wettability (approximately 29 seconds). Furthermore, the retentions of β-carotene and total phenolic compounds were approximately 100% in relation to the fresh pulp. Under optimized conditions, vitamin C retention was approximately 65%, and retention of antioxidant activity ranged from 88% (ABTS) to 96% (DPPH) in comparison to the fresh pulp.