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Title: Influência do pré-tratamento com etanol na secagem da polpa do abacate em camada de espuma e sua aplicação em produtos de panificação
Authors: Santos, Newton Carlos
Advisor: Pedrini, Marcia Regina da Silva
Keywords: Modelos matemáticos;Leite de cabra;Alimento funcional;Secagem por convecção;Tecnologias emergentes
Issue Date: 17-Oct-2023
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: SANTOS, Newton Carlos. Influência do pré-tratamento com etanol na secagem da polpa do abacate em camada de espuma e sua aplicação em produtos de panificação. Orientadora: Dra. Márcia Regina da Silva Pedrini. 2023. 209f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
Portuguese Abstract: O uso de pré-tratamentos para aprimorar a secagem de alimentos é eficaz, assegurando alta qualidade aos produtos e economia de energia. A secagem em camada de espuma é uma técnica versátil, acessível, e se adequa a obtenção de produtos em pó. Esses pós têm amplas aplicações no desenvolvimento de novas formulações alimentícias. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como objetivo avaliar a influência do pré-tratamento com etanol na secagem em camada de espuma da polpa de abacate, visando a aplicação do pó na indústria de panificação. Para isso, a espuma da polpa de abacate foi elaborada utilizando leite de cabra em pó (10, 15 e 20%), Emustab® (4, 6 e 8%) com diferentes tempos de agitação (15, 20 e 25 min). A espuma que apresentou as propriedades físicas mais adequadas foi submetida ao processo de secagem (50, 60 e 70 °C), com ou sem pré-tratamento com etanol (99,5%). Modelos empíricos e difusivos foram usados para descrever a cinética de secagem e determinar a energia de ativação do processo e as propriedades termodinâmicas. Os produtos em pó foram caracterizados quanto aos aspectos físico-químicos, nutricionais, bioativos, antioxidantes, morfológicos, estruturais e térmicos. Também foram determinadas a estabilidade dos carotenoides e obtidas as isotermas de adsorção de água. Para avaliar a possível aplicação do pó na indústria de panificação foi, um pão de forma foi elaborado utilizando diferentes concentrações do pó da polpa de abacate (0, 5, 10, 15, 20 e 25%) como substituto das gorduras hidrogenadas vegetais. Neste estudo, as condições otimizadas para produção de espuma de polpa de abacate foram com 8% de Emustab®, 20% de leite de cabra em pó e 15 min de agitação. A cinética de secagem da espuma foi melhor representada pelo modelo de Lewis, especialmente quando combinada com pré-tratamento com etanol e temperaturas mais elevadas (70 °C). Essas condições também favoreceram várias características do produto final, incluindo as reduções do teor e atividade de água, aumento de cinzas e carboidratos, bem como o conteúdo de compostos fenólicos e atividade antioxidante. As análises morfológicos, estruturais e térmicas evidenciaram partículas irregulares, amorfas, sem formação de novos grupos funcionais e termoestáveis. No entanto, a estabilidade térmica dos carotenoides foi reduzida durante o armazenamento e as isotermas de adsorção de água mostraram uma curva do tipo III, com estimativas satisfatórias pelo modelo de GAB. Níveis de até 25%, mostraram ser adequados para substituírem gorduras hidrogenadas dos pães, resultando em produtos com menor teor de lipídios e carboidratos, maior valor nutricional e maior atividade antioxidante, além de alterações na estrutura e cor dos pães. Em conclusão, este estudo demonstrou que o pré-tratamento com etanol e a secagem em camada de espuma da polpa de abacate são estratégias eficazes para produzir um pó de alta qualidade com amplas aplicações no desenvolvimento de formulações alimentares.
Abstract: The use of pre-treatments to enhance food drying is effective, ensuring high product quality and energy savings. Foam-mat drying is a versatile and cost-effective technique suitable for producing powdered products. These powders have wide applications in the development of new food formulations. In this context, the present research aims to assess the influence of ethanol pre-treatment on the foam-mat drying of avocado pulp, with the intention of applying the powder in the baking industry. To achieve this, avocado pulp foam was prepared using powdered goat milk (10, 15, and 20%), Emustab® (4, 6, and 8%) with different agitation times (15, 20, and 25 minutes). The foam exhibiting the most suitable physical properties underwent the drying process (at 50, 60, and 70 °C) with or without ethanol pretreatment (99.5%). Empirical and diffusive models were used to describe the drying kinetics and determine the activation energy of the process and thermodynamic properties. The powdered products were characterized in terms of physical-chemical, nutritional, bioactive, antioxidant, morphological, structural, and thermal aspects. Carotenoid stability and water adsorption isotherms were also determined. To assess the potential application of the powder in the baking industry, sandwich bread was prepared using different concentrations of avocado pulp powder (0, 5, 10, 15, 20, and 25%) as a substitute for hydrogenated vegetable fats. In this study, the optimized conditions for avocado pulp foam production were found to be 8% Emustab®, 20% powdered goat milk, and 15 minutes of agitation. The foam drying kinetics were best represented by the Lewis model, particularly when combined with ethanol pretreatment and higher temperatures (70 °C). These conditions also favored several characteristics of the final product, including reductions in water content and activity, an increase in ash and carbohydrates, as well as the content of phenolic compounds and antioxidant activity. Morphological, structural, and thermal analyses revealed irregular, amorphous particles without the formation of new functional groups, which were thermally stable. However, the thermal stability of carotenoids decreased during storage, and water adsorption isotherms displayed a type III curve, with satisfactory estimates using the GAB model. Levels of up to 25% were found to be suitable for replacing hydrogenated fats in bread, resulting in products with lower lipid and carbohydrate contents, higher nutritional value, and increased antioxidant activity, as well as alterations in the structure and color of the bread. In conclusion, this study demonstrated that ethanol pretreatment and foam-mat drying of avocado pulp are effective strategies for producing high-quality powder with wide applications in the development of food formulations.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56768
Appears in Collections:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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