Reuse of by-products from fresh-cut industry as purée in powder

Orientadores: Rafael Augustus de Oliveira, Encarnacion Pilar Aguayo GimenezTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: A indústria de vegetais minimamente processados é a área que mais cresce no setor agroindustrial. Trata-se de cortes frescos vegetais apresentados descascados, fatiados, sanificados e, na maior parte das vezes, totalmente comestíveis. A indústria de minimamente processados gera grandes quantidades de resíduos (cascas, sementes, aparas, talos e peles). Esse descarte, realizado de forma inapropriada e indevida, tem provocado problemas ambientais nos aterros sanitários. Neste contexto, objetiva-se aproveitar os subprodutos da indústria de processamento mínimo. Inicialmente, foi formulado um purê misto de vegetais, com propriedades funcionais, a base de subprodutos, com 55% de abóbora cabotiá, 5% de cenoura e 40% de mandioquinha-salsa. No preparo, utilizou-se a diluição de 7,5:1 (amostra:água, m:m) com cozimento/tratamento térmico à 80°C por 30 minutos. Para obter prolongamento da vida de prateleira, estabilização microbiológica e conservação do produto final, foi utilizada a tecnologia de secagem por drum dryer. Por meio de um planejamento experimental DCCR (Delineamento Composto Central Rotacional) 22 completo, com 4 pontos fatoriais, 4 pontos axiais e 3 pontos centrais, totalizando 11 ensaios para o purê funcional, foram avaliadas as variáveis independentes: temperatura de secagem (variando de 120 à 150°C) e tempo de secagem (variando entre 19,1 à 45,8 segundos). Isto foi possível com a fixação dos demais parâmetros operacionais. Os parâmetros fixos foram: teor de água inicial do purê em 77,53% (b.u.), teor de água esperado no purê em pó de 5% (b.u.), espessura entre os cilindros de 0,4 mm, vazão mássica de alimentação de aproximadamente 60 g/min, 10% de amido de milho, 2% de monoestearato de sorbitana na composição do produto inicial. Visou-se a adequação das condições operacionais ótimas sobre as respostas: teor de água, solubilidade, molhabilidade, atividade de água e higroscopicidade, em conjunto com a mínima alteração físico-química no produto em pó, quanto às diferentes respostas: teor de ácido ascórbico, polifenóis totais, capacidade antioxidante (ABTS, DPPH e FRAP), carotenoides totais, cor, acidez total titulável e pH. Com a avaliação das respostas do planejamento experimental, por meio da metodologia de superfície de resposta, foram obtidas as condições otimizadas do processo (150°C de temperatura de secagem e tempo de secagem de 19,1 segundos). O pó obtido nestas condições foi avaliado juntamente com o purê liofilizado quanto à densidade aparente e real, porosidade, distribuição do tamanho das partículas, microscopia eletrônica de varredura, isotermas de sorção e temperatura de transição vítrea e todas as demais análises que foram respostas do planejamento experimental. O pó nas condições selecionadas teve valor superior ao pó liofilizado quanto ao teor de ácido ascórbico, capacidade antioxidante (FRAP e ABTS) e inferior quanto à higroscopicidade e variação de cor, e sem diferença estatística para as respostas: teor de água, molhabilidade, acidez total titulável, pH e polifenois extraíveis totais. O pó liofilizado obteve valores inferiores quanto à atividade de água, e valores superiores nas respostas solubilidade e carotenoides totaisAbstract: The minimal processing product industry is the fastest growing area in agribusiness. This area deals with fresh cut vegetables that are delivered peeled, sliced, sanitized and, mostly, totally edible. The minimal processing industry generates large amount of leavings (peels, seeds, cuttings, stems, skins, etc.). Their disposal, made in an uncontrolled and inappropriate ways, has been a big nuisance causing drastic environmental problems in sanitary landfills. In this context, the objective of this research work is to reuse byproducts of the minimal processing industry. Initially, a mixed vegetable puree was formulated with functional properties, based on by-products. The functional purée consisted of 55% of kabocha pumpkin, 5% of carrot and 40% of arracacha roots. A dilution of 7.5:1 (sample:water, m:m) was used with cooking / heat treatment at 80°C for 30 minutes. In order to extend shelf life and reach microbiological stabilization and preservation of final product, the drum drying technology was used. The independent variables drying temperature (ranging from 120 to 150°C) and drying time (ranging between 19.1 and 45.8s) were evaluated by a complete CCRD (Central Composite Rotational Design), with 4 factorial points, 4 axial points and 3 central points, totaling 11 experimental runs for the functional purée. The other operating parameters were fixed: initial moisture content of purée in 77,53% (w.b.), moisture content value for purée powder of 5% (w.b.), thickness between the rolls of 0.4mm, feed flow of about 60g / min, 10% of corn starch, 2% of sorbitan monostearate on the initial product composition. The adequacy of the optimal operating conditions on the responses: moisture content, solubility, wettability, water activity and hygroscopicity, was obtained together with the minimum physical-chemical change in powder product, by the different responses: ascorbic acid content, total polyphenols, antioxidant capacity (ABTS, DPPH and FRAP), carotenoids content, color parameters, titratable total acidity and pH. With the evaluation of the responses of the experimental design, the optimized conditions of process (150°C of drying temperature and 19.1 s of drying time) were obtained by response surface methodology. The powder obtained under these conditions was evaluated along with lyophilized purée for apparent and real density, porosity, particle size distribution, scanning electron microscopy, sorption isotherms and glass transition temperature and in all other analysis that were used as responses on experimental design. The attributes of powder in the selected conditions was higher than the lyophilized ones for ascorbic acid content, antioxidant capacity (FRAP and ABTS) and lower for hygroscopicity and color variation. There were no statistical differences for moisture content, wettability, titratable total acidity, pH and total extractable polyphenols. The lyophilized powder obtained better responses for water activity, solubility and carotenoidsDoutoradoTecnologia Pós-ColheitaDoutor em Engenharia Agrícola2014/07912-8CAPESFAPES