O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma raiz tuberosa de origem andina, com elevado teor de fruto-oligossacarídeos, e, por isto, apresenta diversas propriedades promotoras à saúde, tais como: estímulo do crescimento e da atividade de probióticos, aumento da absorção de minerais, regularização da função intestinal e redução do colesterol sérico. No entanto, pela sua elevada quantidade de água, possui baixa vida útil em condições ambientais. A desidratação osmótica representa uma alternativa tecnológica para reduzir perdas pós-colheita e aumentar a durabilidade dos alimentos. O presente trabalho desenvolveu um estudo do uso dos solutos glicerol, maltodextrina, polidextrose e sorbitol a fim de manter as propriedades do yacon osmodesidratado como prebiótico. Numa primeira etapa, os experimentos foram realizados com soluções de 33% de concentração de cada um dos quatro solutos na proporção de 1:12 (discos de yacon : solução osmótica) com agitação magnética de 900 rpm a 23 ± 2°C e pressão atmosférica. Foi verificada maior desidratação para as amostras tratadas com sorbitol e glicerol, com 81± 1 % e 80 ± 4% de redução de umidade respectivamente, contra 60 ± 1% da polidextrose. A maltodextrina não promoveu desidratação osmótica. Na segunda etapa do trabalho, empregando soluções osmóticas de glicerol e de sorbitol, foram realizados 12 experimentos em duplicata, através de um planejamento experimental fatorial completo, com 2 fatores, um contendo 2 níveis (temperaturas de 30 e 50°C) e, o outro, 3 níveis (concentrações de 30, 50 e 70%), na proporção de 1:20 (discos de yacon branqueado : solução osmótica), com agitação mecânica constante de 1.000 rpm. Na secagem foram encontrados dois períodos de taxa de desidratação para as condições trabalhadas, sendo que a difusividade mássica efetiva da água foi de 5,21 ± 1,12 × 10-10 a 2,60 ± 1,02 × 10-10 m2/s no primeiro período e 9,64 ± 0,31 ×10-11 a 3,72 ± 1,49 × 10-11 m2/s no segundo período para os tratamentos com glicerol e para o sorbitol de 13,01 ± 0,70 ×10-10 a 8,12 ± 0,18 × 10-10 m2/s no primeiro período e 2,28 ± 0,05 × 10-10 a 2,14 ± 0,05 × 10-10 m2/s no segundo. Os resultados indicaram que o modelo de Peleg (1988) mostrou-se adequado para predizer a umidade de equilíbrio. Também foram realizadas análises de perda de massa, umidade, sólidos solúveis, atividade de água, cromatografia em fase líquida (HPLC) para determinação do teor de açúcares e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que a perda de água é favorecida pelo aumento da concentração da solução osmótica e pelo aumento da temperatura. A maior redução na atividade de água (aw final = 0,704 ± 0,010) foi atingida nos ensaios realizados com 70% de glicerol a 50°C. O tratamento com 70% de concentração a 30°C, em ambos solutos, também foi realizado com adição de 20 g/L de lactato de cálcio na solução osmótica, que resultou em maior teor de cálcio, fortalecendo a parede celular do yacon para ambos os ensaios, o que pode ser visualizado através de MEV. / The yacon (Smallanthus sonchifolius) is a tuberous root of Andean origin, with high levels of fructo-oligosaccharides; therefore, it has many health-promoting properties such as stimulating the growth and activity of probiotics, increase of minerals absorption, regulation of intestinal function and reduction of serum cholesterol. However, having a high amount of water, it has a poor shelf life under ambient conditions. Osmotic dehydration is a promising technology for reducing post-harvest losses and for increasing the food durability. The present work aims to develop a study of the use of solutes glycerol, maltodextrin, polydextrose and sorbitol, aiming at keeping the properties of osmodehydrated yacon as prebiotic. In a first step experiments were performed with solutions of 33% concentration of each of the four solute at a ratio of 1:12 (yacon : osmotic solution) with magnetic stirring of 900 rpm at 23 ± 2 °C and atmospheric pressure. Greater dehydration was observed for samples treated with sorbitol and glycerol, with 81 ± 1% and 80 ± 4% of moisture reduction respectively, versus 60 ± 1% of polydextrose. Maltodextrin didn`t promote osmotic dehydration. In the second stage, employing osmotic solutions of glycerol and sorbitol, 12 experiments were conducted in duplicate, using a full factorial experimental design with two factors: temperature (30 and 50 °C) and concentration (30, 50 and 70%) in the ratio of 1:20 (blanched yacon : osmotic solution) with constant mechanical stirring of 1,000 rpm. For the above conditions of osmotic dehydration, there were two periods of dehydration rate and the effective diffusivity of water was found to be in the range of 5.21 ± 1.12 × 10-10 to 2.60 ± 1.02 × 10-10 m2/s in first period and 9.64 ± 0.31 ×10-11 to 3.72 ± 1.49 × 10-11 m2/s in second period for glycerol tests and for sorbitol was 13.01 ± 0.70 ×10-10 to 8.12 ± 0.18 × 10-10 m2/s for the first period and 2.28 ± 0.05 × 10-10 to 2.14 ± 0.05 × 10-10 m2/s for the second. The results indicated that the model of Peleg (1988) proved to be adequate to predict the equilibrium moisture content. Also, samples were analyzed for mass loss, moisture, soluble solids, water activity, liquid chromatography (HPLC) method for determination of sugars and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that loss of water is favored by increasing the concentration and temperature of the osmotic solution. The greatest reduction in water activity (aw = 0.704 ± 0.010) was reached in the tests conducted with 70% glycerol at 50 °C. Treatment with 70% concentration at 30 °C for both solutes were also performed by adding 20 g/L of calcium lactate in the osmotic solution, which resulted in a higher content of calcium, strengthening the cell wall of yacon, which can be viewed by SEM.

O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma raiz tuberosa de origem andina, com elevado teor de fruto-oligossacarídeos, e, por isto, apresenta diversas propriedades promotoras à saúde, tais como: estímulo do crescimento e da atividade de probióticos, aumento da absorção de minerais, regularização da função intestinal e redução do colesterol sérico. No entanto, pela sua elevada quantidade de água, possui baixa vida útil em condições ambientais. A desidratação osmótica representa uma alternativa tecnológica para reduzir perdas pós-colheita e aumentar a durabilidade dos alimentos. O presente trabalho desenvolveu um estudo do uso dos solutos glicerol, maltodextrina, polidextrose e sorbitol a fim de manter as propriedades do yacon osmodesidratado como prebiótico. Numa primeira etapa, os experimentos foram realizados com soluções de 33% de concentração de cada um dos quatro solutos na proporção de 1:12 (discos de yacon : solução osmótica) com agitação magnética de 900 rpm a 23 ± 2°C e pressão atmosférica. Foi verificada maior desidratação para as amostras tratadas com sorbitol e glicerol, com 81± 1 % e 80 ± 4% de redução de umidade respectivamente, contra 60 ± 1% da polidextrose. A maltodextrina não promoveu desidratação osmótica. Na segunda etapa do trabalho, empregando soluções osmóticas de glicerol e de sorbitol, foram realizados 12 experimentos em duplicata, através de um planejamento experimental fatorial completo, com 2 fatores, um contendo 2 níveis (temperaturas de 30 e 50°C) e, o outro, 3 níveis (concentrações de 30, 50 e 70%), na proporção de 1:20 (discos de yacon branqueado : solução osmótica), com agitação mecânica constante de 1.000 rpm. Na secagem foram encontrados dois períodos de taxa de desidratação para as condições trabalhadas, sendo que a difusividade mássica efetiva da água foi de 5,21 ± 1,12 × 10-10 a 2,60 ± 1,02 × 10-10 m2/s no primeiro período e 9,64 ± 0,31 ×10-11 a 3,72 ± 1,49 × 10-11 m2/s no segundo período para os tratamentos com glicerol e para o sorbitol de 13,01 ± 0,70 ×10-10 a 8,12 ± 0,18 × 10-10 m2/s no primeiro período e 2,28 ± 0,05 × 10-10 a 2,14 ± 0,05 × 10-10 m2/s no segundo. Os resultados indicaram que o modelo de Peleg (1988) mostrou-se adequado para predizer a umidade de equilíbrio. Também foram realizadas análises de perda de massa, umidade, sólidos solúveis, atividade de água, cromatografia em fase líquida (HPLC) para determinação do teor de açúcares e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que a perda de água é favorecida pelo aumento da concentração da solução osmótica e pelo aumento da temperatura. A maior redução na atividade de água (aw final = 0,704 ± 0,010) foi atingida nos ensaios realizados com 70% de glicerol a 50°C. O tratamento com 70% de concentração a 30°C, em ambos solutos, também foi realizado com adição de 20 g/L de lactato de cálcio na solução osmótica, que resultou em maior teor de cálcio, fortalecendo a parede celular do yacon para ambos os ensaios, o que pode ser visualizado através de MEV. / The yacon (Smallanthus sonchifolius) is a tuberous root of Andean origin, with high levels of fructo-oligosaccharides; therefore, it has many health-promoting properties such as stimulating the growth and activity of probiotics, increase of minerals absorption, regulation of intestinal function and reduction of serum cholesterol. However, having a high amount of water, it has a poor shelf life under ambient conditions. Osmotic dehydration is a promising technology for reducing post-harvest losses and for increasing the food durability. The present work aims to develop a study of the use of solutes glycerol, maltodextrin, polydextrose and sorbitol, aiming at keeping the properties of osmodehydrated yacon as prebiotic. In a first step experiments were performed with solutions of 33% concentration of each of the four solute at a ratio of 1:12 (yacon : osmotic solution) with magnetic stirring of 900 rpm at 23 ± 2 °C and atmospheric pressure. Greater dehydration was observed for samples treated with sorbitol and glycerol, with 81 ± 1% and 80 ± 4% of moisture reduction respectively, versus 60 ± 1% of polydextrose. Maltodextrin didn`t promote osmotic dehydration. In the second stage, employing osmotic solutions of glycerol and sorbitol, 12 experiments were conducted in duplicate, using a full factorial experimental design with two factors: temperature (30 and 50 °C) and concentration (30, 50 and 70%) in the ratio of 1:20 (blanched yacon : osmotic solution) with constant mechanical stirring of 1,000 rpm. For the above conditions of osmotic dehydration, there were two periods of dehydration rate and the effective diffusivity of water was found to be in the range of 5.21 ± 1.12 × 10-10 to 2.60 ± 1.02 × 10-10 m2/s in first period and 9.64 ± 0.31 ×10-11 to 3.72 ± 1.49 × 10-11 m2/s in second period for glycerol tests and for sorbitol was 13.01 ± 0.70 ×10-10 to 8.12 ± 0.18 × 10-10 m2/s for the first period and 2.28 ± 0.05 × 10-10 to 2.14 ± 0.05 × 10-10 m2/s for the second. The results indicated that the model of Peleg (1988) proved to be adequate to predict the equilibrium moisture content. Also, samples were analyzed for mass loss, moisture, soluble solids, water activity, liquid chromatography (HPLC) method for determination of sugars and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that loss of water is favored by increasing the concentration and temperature of the osmotic solution. The greatest reduction in water activity (aw = 0.704 ± 0.010) was reached in the tests conducted with 70% glycerol at 50 °C. Treatment with 70% concentration at 30 °C for both solutes were also performed by adding 20 g/L of calcium lactate in the osmotic solution, which resulted in a higher content of calcium, strengthening the cell wall of yacon, which can be viewed by SEM.

O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma raiz tuberosa de origem andina, com elevado teor de fruto-oligossacarídeos, e, por isto, apresenta diversas propriedades promotoras à saúde, tais como: estímulo do crescimento e da atividade de probióticos, aumento da absorção de minerais, regularização da função intestinal e redução do colesterol sérico. No entanto, pela sua elevada quantidade de água, possui baixa vida útil em condições ambientais. A desidratação osmótica representa uma alternativa tecnológica para reduzir perdas pós-colheita e aumentar a durabilidade dos alimentos. O presente trabalho desenvolveu um estudo do uso dos solutos glicerol, maltodextrina, polidextrose e sorbitol a fim de manter as propriedades do yacon osmodesidratado como prebiótico. Numa primeira etapa, os experimentos foram realizados com soluções de 33% de concentração de cada um dos quatro solutos na proporção de 1:12 (discos de yacon : solução osmótica) com agitação magnética de 900 rpm a 23 ± 2°C e pressão atmosférica. Foi verificada maior desidratação para as amostras tratadas com sorbitol e glicerol, com 81± 1 % e 80 ± 4% de redução de umidade respectivamente, contra 60 ± 1% da polidextrose. A maltodextrina não promoveu desidratação osmótica. Na segunda etapa do trabalho, empregando soluções osmóticas de glicerol e de sorbitol, foram realizados 12 experimentos em duplicata, através de um planejamento experimental fatorial completo, com 2 fatores, um contendo 2 níveis (temperaturas de 30 e 50°C) e, o outro, 3 níveis (concentrações de 30, 50 e 70%), na proporção de 1:20 (discos de yacon branqueado : solução osmótica), com agitação mecânica constante de 1.000 rpm. Na secagem foram encontrados dois períodos de taxa de desidratação para as condições trabalhadas, sendo que a difusividade mássica efetiva da água foi de 5,21 ± 1,12 × 10-10 a 2,60 ± 1,02 × 10-10 m2/s no primeiro período e 9,64 ± 0,31 ×10-11 a 3,72 ± 1,49 × 10-11 m2/s no segundo período para os tratamentos com glicerol e para o sorbitol de 13,01 ± 0,70 ×10-10 a 8,12 ± 0,18 × 10-10 m2/s no primeiro período e 2,28 ± 0,05 × 10-10 a 2,14 ± 0,05 × 10-10 m2/s no segundo. Os resultados indicaram que o modelo de Peleg (1988) mostrou-se adequado para predizer a umidade de equilíbrio. Também foram realizadas análises de perda de massa, umidade, sólidos solúveis, atividade de água, cromatografia em fase líquida (HPLC) para determinação do teor de açúcares e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que a perda de água é favorecida pelo aumento da concentração da solução osmótica e pelo aumento da temperatura. A maior redução na atividade de água (aw final = 0,704 ± 0,010) foi atingida nos ensaios realizados com 70% de glicerol a 50°C. O tratamento com 70% de concentração a 30°C, em ambos solutos, também foi realizado com adição de 20 g/L de lactato de cálcio na solução osmótica, que resultou em maior teor de cálcio, fortalecendo a parede celular do yacon para ambos os ensaios, o que pode ser visualizado através de MEV. / The yacon (Smallanthus sonchifolius) is a tuberous root of Andean origin, with high levels of fructo-oligosaccharides; therefore, it has many health-promoting properties such as stimulating the growth and activity of probiotics, increase of minerals absorption, regulation of intestinal function and reduction of serum cholesterol. However, having a high amount of water, it has a poor shelf life under ambient conditions. Osmotic dehydration is a promising technology for reducing post-harvest losses and for increasing the food durability. The present work aims to develop a study of the use of solutes glycerol, maltodextrin, polydextrose and sorbitol, aiming at keeping the properties of osmodehydrated yacon as prebiotic. In a first step experiments were performed with solutions of 33% concentration of each of the four solute at a ratio of 1:12 (yacon : osmotic solution) with magnetic stirring of 900 rpm at 23 ± 2 °C and atmospheric pressure. Greater dehydration was observed for samples treated with sorbitol and glycerol, with 81 ± 1% and 80 ± 4% of moisture reduction respectively, versus 60 ± 1% of polydextrose. Maltodextrin didn`t promote osmotic dehydration. In the second stage, employing osmotic solutions of glycerol and sorbitol, 12 experiments were conducted in duplicate, using a full factorial experimental design with two factors: temperature (30 and 50 °C) and concentration (30, 50 and 70%) in the ratio of 1:20 (blanched yacon : osmotic solution) with constant mechanical stirring of 1,000 rpm. For the above conditions of osmotic dehydration, there were two periods of dehydration rate and the effective diffusivity of water was found to be in the range of 5.21 ± 1.12 × 10-10 to 2.60 ± 1.02 × 10-10 m2/s in first period and 9.64 ± 0.31 ×10-11 to 3.72 ± 1.49 × 10-11 m2/s in second period for glycerol tests and for sorbitol was 13.01 ± 0.70 ×10-10 to 8.12 ± 0.18 × 10-10 m2/s for the first period and 2.28 ± 0.05 × 10-10 to 2.14 ± 0.05 × 10-10 m2/s for the second. The results indicated that the model of Peleg (1988) proved to be adequate to predict the equilibrium moisture content. Also, samples were analyzed for mass loss, moisture, soluble solids, water activity, liquid chromatography (HPLC) method for determination of sugars and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that loss of water is favored by increasing the concentration and temperature of the osmotic solution. The greatest reduction in water activity (aw = 0.704 ± 0.010) was reached in the tests conducted with 70% glycerol at 50 °C. Treatment with 70% concentration at 30 °C for both solutes were also performed by adding 20 g/L of calcium lactate in the osmotic solution, which resulted in a higher content of calcium, strengthening the cell wall of yacon, which can be viewed by SEM.

Muitos estudos têm sido realizados para melhor compreender a transferência interna de massa na desidratação osmótica de alimentos e para modelar o mecanismo do processo. A desidratação osmótica é um processo em que os alimentos são colocados em contato com soluções concentradas de sólidos solúveis que possuem maior pressão osmótica e menor atividade da água. Assim, ocorrem dois fluxos de transferência de massa em contracorrente: perda de água do alimento para a solução e transferência de soluto da solução para o alimento. A taxa de perda de água e de incorporação de solutos depende de vários fatores: concentração, composição e temperatura da solução osmótica, nível de agitação da solução, geometria e dimensão da amostra e razão mássica entre solução osmótica e produto. O objetivo deste trabalho foi modelar a cinética da difusão de água e de solutos e determinar a difusividade mássica efetiva da água, da sacarose e do NaCl, baseado na solução analítica da Segunda Lei de Fick, durante a desidratação osmótica de bananas (Musa sapientum, shum.) em diferentes concentrações de soluções ternárias de sacarose/NaCl/água e em diferentes temperaturas de processo. Para a realização de cada tratamento, a temperatura (25 - 55 °C) e as concentrações de açúcar (30 - 60 % m/m) e de sal (0 - 10 % m/m) foram determinadas através de um planejamento experimental. Bananas do tipo Prata foram cortadasem cilindros de 1,8 cm de diâmetro e 10 cm de comprimento. Análises de conteúdo de umidade, teor de sacarose e teor de cloretos foram realizadas. O teor de umidade foi determinado através de um método gravimétrico da AOAC; o teor de sacarose e o teor de cloretos foram determinados através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) e condutividade elétrica, respectivamente. Como as condições de equilíbrio não são completamente alcançadas em 10 h de tratamento, o modelo de Peleg (1988) foi utilizado para predizer o ponto de equilíbrio, obtendo boa performance para perda de água e para incorporação de sacarose e NaCl. Os resultados mostraram que a perda de água é favorecida pelo aumento da concentração de sal e de açúcar e pelo aumento da temperatura. O modelo de difusão cilíndrico baseado na solução da Segunda Lei de Fick demonstrou ser adequado para determinar a difusividade efetiva da água e dos solutos em bananas. As variáveis do processo apresentaram grande influência sobre os valores de difusividade mássica efetiva. Os resultados mostraram que o emprego de soluções osmóticas ternárias aumenta a difusividade mássica efetiva da água, quando comparado com a utilização de soluções osmóticas binárias. Para as condições acima mencionadas, a difusividade mássica efetiva da água ficou na faixa de 5,19 - 6,47 x 10-10 m2 s-1, a difusividade mássica efetiva da sacarose variou de 4,27 - 6,01 x 10-10 m2 s-1 e a difusividade mássica efetiva do NaCl encontra-se entre 4,32 - 5,42 x 10-10 m2 s-1. / Studies have been carried out to better understand the internal mass transfer occurring during osmotic dehydration of foods and to model the mechanism of process. Osmotic dehydration is a water removal process, which is accomplished placing foods, such as fruits and vegetables, into concentrated solutions of soluble solids having higher osmotic pressure and lower water activity. The complex cellular structure of food could be considered as semi-permeable membrane and the difference in the chemical potential of water between the food and osmotic medium is the driving force for dehydration. Thus, two counter-current mass transfer flows in cell wall of the food take place: water loss from food to solution and solute gain from solution to food. The rate of water loss depends on several factors: the temperature and solution concentration, the level of agitation, the sample size and geometry and the solution to solid volume ratio. The objective of this work is to evaluate the effective diffusivities, based on the analytical solution of Fick's second law, for solvent and solutes transfer during osmotic dehydration of banana in ternary solutions of sucrose/NaCl/water at different concentrations and temperatures. In the set of experiments, the temperature (25 - 55 °C), sugar concentration (30-60 %) and salt concentration (0 - 10 %) of each run were set according to a central composite experimental planning. Bananas of the prata variety were cut in cylinders of 1.8 cm in diameter and 10 cm in length Analyses were conducted for moisture, sugar contents and salt contents. Moisture content was determined by heating in a drying oven according to an AOAC method. Sugar and salt content were determined by using HPLC and a conductivity meter, respectively. Since the experimental equilibrium conditions were not completely reached in 10 h osmosis of bananas, the Peleg's model was used to predict the equilibrium pointed out, which had a good performance for both water loss and solute uptake. The results showed that water loss increased with the increase of temperature and salt and sugar concentrations. Fick's unsteady state diffusion equation showed to be suitable to determine the mass effective diffusivity of water and solutes in bananas. Process variables, such as the concentration and temperature of the osmotic medium, showed strong effects on the mass effective diffusivities values. Results showed that the use of a ternary osmotic solution has enhanced the water effective diffusivity when compared to the use of binary osmotic solutions. For the above conditions of osmotic dehydration, the effective diffusivity of water was found to be in the ranged between 5,19 - 6,47 x 10-10 m2 s-1, the sucrose effective diffusivity between 4,27 - 6,01 x 10-10 m2 s-1 and that of NaCl between 4,32 - 5,42 x 10-10 m2 s-1.

Muitos estudos têm sido realizados para melhor compreender a transferência interna de massa na desidratação osmótica de alimentos e para modelar o mecanismo do processo. A desidratação osmótica é um processo em que os alimentos são colocados em contato com soluções concentradas de sólidos solúveis que possuem maior pressão osmótica e menor atividade da água. Assim, ocorrem dois fluxos de transferência de massa em contracorrente: perda de água do alimento para a solução e transferência de soluto da solução para o alimento. A taxa de perda de água e de incorporação de solutos depende de vários fatores: concentração, composição e temperatura da solução osmótica, nível de agitação da solução, geometria e dimensão da amostra e razão mássica entre solução osmótica e produto. O objetivo deste trabalho foi modelar a cinética da difusão de água e de solutos e determinar a difusividade mássica efetiva da água, da sacarose e do NaCl, baseado na solução analítica da Segunda Lei de Fick, durante a desidratação osmótica de bananas (Musa sapientum, shum.) em diferentes concentrações de soluções ternárias de sacarose/NaCl/água e em diferentes temperaturas de processo. Para a realização de cada tratamento, a temperatura (25 - 55 °C) e as concentrações de açúcar (30 - 60 % m/m) e de sal (0 - 10 % m/m) foram determinadas através de um planejamento experimental. Bananas do tipo Prata foram cortadasem cilindros de 1,8 cm de diâmetro e 10 cm de comprimento. Análises de conteúdo de umidade, teor de sacarose e teor de cloretos foram realizadas. O teor de umidade foi determinado através de um método gravimétrico da AOAC; o teor de sacarose e o teor de cloretos foram determinados através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) e condutividade elétrica, respectivamente. Como as condições de equilíbrio não são completamente alcançadas em 10 h de tratamento, o modelo de Peleg (1988) foi utilizado para predizer o ponto de equilíbrio, obtendo boa performance para perda de água e para incorporação de sacarose e NaCl. Os resultados mostraram que a perda de água é favorecida pelo aumento da concentração de sal e de açúcar e pelo aumento da temperatura. O modelo de difusão cilíndrico baseado na solução da Segunda Lei de Fick demonstrou ser adequado para determinar a difusividade efetiva da água e dos solutos em bananas. As variáveis do processo apresentaram grande influência sobre os valores de difusividade mássica efetiva. Os resultados mostraram que o emprego de soluções osmóticas ternárias aumenta a difusividade mássica efetiva da água, quando comparado com a utilização de soluções osmóticas binárias. Para as condições acima mencionadas, a difusividade mássica efetiva da água ficou na faixa de 5,19 - 6,47 x 10-10 m2 s-1, a difusividade mássica efetiva da sacarose variou de 4,27 - 6,01 x 10-10 m2 s-1 e a difusividade mássica efetiva do NaCl encontra-se entre 4,32 - 5,42 x 10-10 m2 s-1. / Studies have been carried out to better understand the internal mass transfer occurring during osmotic dehydration of foods and to model the mechanism of process. Osmotic dehydration is a water removal process, which is accomplished placing foods, such as fruits and vegetables, into concentrated solutions of soluble solids having higher osmotic pressure and lower water activity. The complex cellular structure of food could be considered as semi-permeable membrane and the difference in the chemical potential of water between the food and osmotic medium is the driving force for dehydration. Thus, two counter-current mass transfer flows in cell wall of the food take place: water loss from food to solution and solute gain from solution to food. The rate of water loss depends on several factors: the temperature and solution concentration, the level of agitation, the sample size and geometry and the solution to solid volume ratio. The objective of this work is to evaluate the effective diffusivities, based on the analytical solution of Fick's second law, for solvent and solutes transfer during osmotic dehydration of banana in ternary solutions of sucrose/NaCl/water at different concentrations and temperatures. In the set of experiments, the temperature (25 - 55 °C), sugar concentration (30-60 %) and salt concentration (0 - 10 %) of each run were set according to a central composite experimental planning. Bananas of the prata variety were cut in cylinders of 1.8 cm in diameter and 10 cm in length Analyses were conducted for moisture, sugar contents and salt contents. Moisture content was determined by heating in a drying oven according to an AOAC method. Sugar and salt content were determined by using HPLC and a conductivity meter, respectively. Since the experimental equilibrium conditions were not completely reached in 10 h osmosis of bananas, the Peleg's model was used to predict the equilibrium pointed out, which had a good performance for both water loss and solute uptake. The results showed that water loss increased with the increase of temperature and salt and sugar concentrations. Fick's unsteady state diffusion equation showed to be suitable to determine the mass effective diffusivity of water and solutes in bananas. Process variables, such as the concentration and temperature of the osmotic medium, showed strong effects on the mass effective diffusivities values. Results showed that the use of a ternary osmotic solution has enhanced the water effective diffusivity when compared to the use of binary osmotic solutions. For the above conditions of osmotic dehydration, the effective diffusivity of water was found to be in the ranged between 5,19 - 6,47 x 10-10 m2 s-1, the sucrose effective diffusivity between 4,27 - 6,01 x 10-10 m2 s-1 and that of NaCl between 4,32 - 5,42 x 10-10 m2 s-1.

Muitos estudos têm sido realizados para melhor compreender a transferência interna de massa na desidratação osmótica de alimentos e para modelar o mecanismo do processo. A desidratação osmótica é um processo em que os alimentos são colocados em contato com soluções concentradas de sólidos solúveis que possuem maior pressão osmótica e menor atividade da água. Assim, ocorrem dois fluxos de transferência de massa em contracorrente: perda de água do alimento para a solução e transferência de soluto da solução para o alimento. A taxa de perda de água e de incorporação de solutos depende de vários fatores: concentração, composição e temperatura da solução osmótica, nível de agitação da solução, geometria e dimensão da amostra e razão mássica entre solução osmótica e produto. O objetivo deste trabalho foi modelar a cinética da difusão de água e de solutos e determinar a difusividade mássica efetiva da água, da sacarose e do NaCl, baseado na solução analítica da Segunda Lei de Fick, durante a desidratação osmótica de bananas (Musa sapientum, shum.) em diferentes concentrações de soluções ternárias de sacarose/NaCl/água e em diferentes temperaturas de processo. Para a realização de cada tratamento, a temperatura (25 - 55 °C) e as concentrações de açúcar (30 - 60 % m/m) e de sal (0 - 10 % m/m) foram determinadas através de um planejamento experimental. Bananas do tipo Prata foram cortadasem cilindros de 1,8 cm de diâmetro e 10 cm de comprimento. Análises de conteúdo de umidade, teor de sacarose e teor de cloretos foram realizadas. O teor de umidade foi determinado através de um método gravimétrico da AOAC; o teor de sacarose e o teor de cloretos foram determinados através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) e condutividade elétrica, respectivamente. Como as condições de equilíbrio não são completamente alcançadas em 10 h de tratamento, o modelo de Peleg (1988) foi utilizado para predizer o ponto de equilíbrio, obtendo boa performance para perda de água e para incorporação de sacarose e NaCl. Os resultados mostraram que a perda de água é favorecida pelo aumento da concentração de sal e de açúcar e pelo aumento da temperatura. O modelo de difusão cilíndrico baseado na solução da Segunda Lei de Fick demonstrou ser adequado para determinar a difusividade efetiva da água e dos solutos em bananas. As variáveis do processo apresentaram grande influência sobre os valores de difusividade mássica efetiva. Os resultados mostraram que o emprego de soluções osmóticas ternárias aumenta a difusividade mássica efetiva da água, quando comparado com a utilização de soluções osmóticas binárias. Para as condições acima mencionadas, a difusividade mássica efetiva da água ficou na faixa de 5,19 - 6,47 x 10-10 m2 s-1, a difusividade mássica efetiva da sacarose variou de 4,27 - 6,01 x 10-10 m2 s-1 e a difusividade mássica efetiva do NaCl encontra-se entre 4,32 - 5,42 x 10-10 m2 s-1. / Studies have been carried out to better understand the internal mass transfer occurring during osmotic dehydration of foods and to model the mechanism of process. Osmotic dehydration is a water removal process, which is accomplished placing foods, such as fruits and vegetables, into concentrated solutions of soluble solids having higher osmotic pressure and lower water activity. The complex cellular structure of food could be considered as semi-permeable membrane and the difference in the chemical potential of water between the food and osmotic medium is the driving force for dehydration. Thus, two counter-current mass transfer flows in cell wall of the food take place: water loss from food to solution and solute gain from solution to food. The rate of water loss depends on several factors: the temperature and solution concentration, the level of agitation, the sample size and geometry and the solution to solid volume ratio. The objective of this work is to evaluate the effective diffusivities, based on the analytical solution of Fick's second law, for solvent and solutes transfer during osmotic dehydration of banana in ternary solutions of sucrose/NaCl/water at different concentrations and temperatures. In the set of experiments, the temperature (25 - 55 °C), sugar concentration (30-60 %) and salt concentration (0 - 10 %) of each run were set according to a central composite experimental planning. Bananas of the prata variety were cut in cylinders of 1.8 cm in diameter and 10 cm in length Analyses were conducted for moisture, sugar contents and salt contents. Moisture content was determined by heating in a drying oven according to an AOAC method. Sugar and salt content were determined by using HPLC and a conductivity meter, respectively. Since the experimental equilibrium conditions were not completely reached in 10 h osmosis of bananas, the Peleg's model was used to predict the equilibrium pointed out, which had a good performance for both water loss and solute uptake. The results showed that water loss increased with the increase of temperature and salt and sugar concentrations. Fick's unsteady state diffusion equation showed to be suitable to determine the mass effective diffusivity of water and solutes in bananas. Process variables, such as the concentration and temperature of the osmotic medium, showed strong effects on the mass effective diffusivities values. Results showed that the use of a ternary osmotic solution has enhanced the water effective diffusivity when compared to the use of binary osmotic solutions. For the above conditions of osmotic dehydration, the effective diffusivity of water was found to be in the ranged between 5,19 - 6,47 x 10-10 m2 s-1, the sucrose effective diffusivity between 4,27 - 6,01 x 10-10 m2 s-1 and that of NaCl between 4,32 - 5,42 x 10-10 m2 s-1.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:19:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10551_Resumo da Dissertação Final de Mestrado - Leandro Levate Macedo .pdf: 42726 bytes, checksum: 1f2cc092c3ce6adbcfce930f55fd7cc6 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma raiz tuberosa rica em frutooligossacarídeos. No entanto, essa raiz é pouca utilizada no processamento de alimentos. Por sua vez, a banana (Musa ssp.) é uma das frutas mais produzidas e consumidas no mundo, mas a perda e o desperdício desta fruta são muito elevados. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi desenvolver banana-passa e licor de banana elaborados com xarope de yacon e açúcar. Foi feito um branqueamento do suco e da fatia de yacon utilizando ácido ascórbico, ácido cítrico, bissulfito de sódio e cloridrato de L-cisteína nas concentrações de 100, 200, 300 e 400 ppm e tratamento térmico a 100 °C por 2, 4, 6 e 8 minutos. Todos os tratamentos foram avaliados quanto a alteração de cor (ΔE). Os branqueamentos aplicados no suco de yacon utilizando bissulfito de sódio e cloridrato de L-cisteína, ambos nas concentrações de 400 ppm e o tratamento térmico 100 °C por 8 min aplicado na fatia foram os que apresentaram maiores capacidades de minimização da alteração de cor. A banana foi submetida a desidratação osmótica (DO) utilizando xarope de yacon e sacarose. Um delineamento composto central rotacional (DCCR) foi adotado para determinação dos níveis de concentração de xarope de yacon e sacarose (30; 32,2; 37,5; 42,8 e 45 °Brix) e dos níveis de temperatura de secagem (40; 45,86; 60, 74,14 e 80 °C). A cinética do ganho de sólidos (GS), perda de água (PA) e umidade das bananas-passa foram avaliadas ao longo das 5 horas de DO. Bananas in natura foram submetidas a secagem nas mesmas temperaturas que as bananas pré-desidratada por DO, até teor de umidade de 20%. Os modelos de Henderson e Pabis, Lewis, Midilli e Page foram ajustados aos dados de secagem. As bananas-passa convencionais e as pré-desidratadas foram caracterizadas quanto ao teor de umidade, açúcar redutor e total, textura, pH, acidez total titulável, cor e atividade de água. A DO utilizando o xarope de 45 °Brix resultou em maior GS, PA e menor teor de umidade. O modelo de Page foi o que melhor representou os processos de secagem. A DO combinada com posterior secagem convectiva foi capaz de agregar características benéficas à banana-passa e contribuir com a conservação da banana, pois houve aumento do teor de açúcar total e redução da atividade de água, respectivamente. Após a DO, os xaropes de 42,8 e 45 °Brix foram utilizados para elaboração de licor. Uma parcela dos licores foi submetida a tranchage (70 °C/20 min) e armazenados a temperatura ambiente por 10 dias. Outra parcela foi armazenada a 50 °C por 10 dias. Os licores foram avaliados quanto a cor e turbidez diariamente e teor alcoólico em intervalos de 2 dias. A cor e turbidez dos licores sofreram influência dos tratamentos. Os teores alcoólicos não sofreram alteração.

Submitted by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2016-08-24T18:30:14Z No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado - Sergio de Sousa Castro.pdf: 10067171 bytes, checksum: 8fe1b5d805d30ef305f39a7d14c9732f (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2016-08-24T18:30:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado - Sergio de Sousa Castro.pdf: 10067171 bytes, checksum: 8fe1b5d805d30ef305f39a7d14c9732f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T18:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado - Sergio de Sousa Castro.pdf: 10067171 bytes, checksum: 8fe1b5d805d30ef305f39a7d14c9732f (MD5) / Uma planta piloto foi desenvolvida para desidratação osmótica, visando o préprocessamento de frutas. Foram realizadas 3 etapas de pesquisa: 1ª etapa, experimentos em escala de bancada para desidratação osmótica; 2ª etapa, simulação da desidratação osmótica de frutas e 3ª etapa, teste na planta piloto desenvolvida com base nas condições ótimas obtidas na escala de bancada. Como frutas modelo para o estudo da desidratação osmótica em escala de bancada foram utilizadas amostras de cupuaçu iv (Theobroma grandiflorum) e jaca (Artocarpus integrifolia L.). Foi utilizada a metodologia da superfície de resposta e a função objetivo com a finalidade de se determinar as condições ótimas para a desidratação osmótica do cupuaçú e da jaca. A partir das condições ótimas estabelecidas, os experimentos do ponto ótimo foram repetidos em escala de laboratório. Usando o Software Visual Studio Express for Windows Desktop versão 11.0.50727.42, foi desenvolvido um pacote computacional para otimização da desidratação osmótica de frutas, baseado no algoritmo de Derringer e Suich (1980) para otimização de várias variáveis dependentes. O pacote computacional permite determinar sobre que condições, de temperatura e concentração, a desidratação osmótica pode ser acelerada, alcançando uma elevada perda de água e um baixo ganho de sólidos em tempos inferiores, por exemplo, a duas horas. Além disso, ele ainda permite a alteração do objetivo da desidratação por determinar sobre que condições ótimas outros produtos, como frutas cristalizadas, possam ser obtidas. Durante o estudo da desidratação foi desenvolvido um novo modelo de coeficiente de transferência de massa de água, chamado de modelo CMC (Castro, Mattedi e Chaves), que une a termodinâmica dos processos irreversíveis e a lei de Fick em um único modelo. Também foi discutido, com base nas equações que levaram ao desenvolvimento do modelo CMC, que a simulação da desidratação osmótica só será confiável se o sinergismo entre o ganho de sólidos e a perda de água for incorporado ao modelo. Para simulação do processo da desidratação osmótica de frutas foram realizadas modificações no modelo desenvolvido por Toupin e Marcotte(1989) e posteriormente modificado por Marcotte et al. (1992). As modificações propostas nesse trabalho incluíram a utilização das equações obtidas durante o desenvolvimento do modelo CMC e a utilização de novos modelos descritos na literatura para o potencial químico da água em soluções de sacarose. As modificações incorporadas ao modelo, permitiram que a simulação atingisse satisfatoriamente o objetivo da desidratação osmótica, mostrando uma boa correlação entre os dados de bancada e os resultados da simulação. Para testar a planta piloto de desidratação osmótica foram utilizadas amostras de jaca. Os resultados foram comparados com os resultados da escala de bancada e da simulação.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9531_1.pdf: 647337 bytes, checksum: 3183c4e1b49c9aebadd42ea4c9c7df81 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Transferência de massa durante a desidratação osmótica e influenciada pelas variáveis, fato que motivou a realização desta pesquisa, para avaliar seus efeitos sobre as características do jenipapo obtido por diferentes tratamentos: A (cubo, sem cobertura, 70 °Brix, 70 °C e 4 horas) e B (quarto, com cobertura de alginato, 50 °Brix, 57 °C e 2 horas). As amostras foram desidratado s em soluções osm6ticas na relação 1:20, sob agitação, sendo em sequencia secados em estufa ventilada a 60 °C, por 3 horas. As características de qualidade foram avaliadas por meio de analises físicas e fisicoquímicas, microscópicas, microbiológicas, senso riais, e determinado s os seguintes parâmetros do processo: incorporação de sólidos (IS), perda de umidade (PU), variação de peso (VP) e índice de eficiência da desidratação (DEI). Os dados foram analisados pelo teste "t" de student, tabela de números mínimos de julgadores e Analise de Componente Principal (PCA). Os resultados evidenciaram que o tratamento B foi significativamente superior ao A, quanto a PU, VP, IS, bem como o DEI. Ao final da secagem, ambos os produtos alcançaram as condições compatíveis com a legislação para produtos de frutas desidratadas. Sensorialmente, os produtos diferiram significativamente no teste de diferença; contudo , a preferencia pelo produto A não foi significativa. A PCA demonstra correlação significativa entre as variáveis do processo e os atributos sensoriais

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baroni_AlessandraFaria_D.pdf: 9455161 bytes, checksum: cc46b0116a17743527067d6d21a95e42 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos