Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2148.pdf: 4360749 bytes, checksum: 8dd8b64ea4fce9c3ee1c5afab3f1167a (MD5) Previous issue date: 2008-08-21 / Universidade Federal de Minas Gerais / The national and international markets of processed fruits have continually grown due to the improved quality of the marketed product, the convenience of ready-to-serve products and because the availability of seasonal commodities has been extended by the processing which acts as a preservation technique. Besides aggregating commercial value to the fruit, drying reduces the wastes and the posharvest losses. Freezing-drying is the best drying method for heat sensitive materials and for obtaining a high quality dried product. Consequently, it has mainly been employed in the dehydration of materials with high commercial value such as tropical fruits. In order to contribute with the studies on lyophilization, the objective of this research was to analyse the freeze-drying of five tropical fruits, namely pineapple, acerola, guava, papaya and mango. For this, specific studies were carried out involving the determination of both the freezing and sublimation fronts, the analysis of the freeze-drying kinetics, the determination of structural properties (true and apparent densities and porosity) as a function of moisture content as well as of thermal properties (specific heat, thermal diffusivity and thermal conductivity) of the freeze-dried and fresh fruits. The influence of the process on the product quality was also evaluated through the determination of glass transition temperature, the vitamin C, total carotenoids, calcium and phosphorus contents and rehydration characteristics of the freeze-dried fruits. Total content of carotenoids was related to the values of chromatic parameters (L*, a*, and b*). Sorption isotherms of freeze-dried acerola using three freezing techniques (freezer, liquid nitrogen and nitrogen vapor) were determined. Empirical e semi-empirical equations were evaluated to describe to describe freeze-drying and rehydration kinetics. From indices that take into account the quantity of water absorbed and the losses of solutes it was possible to fully characterize the rehydration process of the freeze-dried fruits. Their water uptake capacity was affected not only by injuries during moisture removal but also by structural collapse induced by the rehydration process itself, which was explained using the glass transition concept. The shrinkage magnitude and the thermal behaviour of freeze-dried fruits were also affected by the glass transition phenomenon. Finally, freeze-drying and convective drying were compared in terms of product quality attributes, such as shrinkage, vitamin C retention and rehydration characteristics. Freeze-dried fruits were characterized by highly porous structures, high water uptake rates and elevated preservation of nutrients. The improved quality of the product is one of the main reasons that can contribute for increasing the demand for freeze-dried fruits in the food industry. / A venda de frutas processadas no mercado nacional e internacional vem aumentando devido à melhoria na qualidade dos produtos ofertados, da facilidade para adquirir produtos prontos para o consumo e o fato de ampliar a preservação e a disponibilidade de commodities sazonais. Além do valor comercial agregado às frutas, a secagem reduz o desperdício e as perdas pós-colheita. A liofilização é o melhor método de secagem para materiais termosensíveis e para a obtenção de produtos desidratados com elevada qualidade. Consequentemente, ela tem sido empregada, principalmente, na desidratação de materiais com elevado custo comercial como as frutas tropicais. Visando contribuir com os estudos sobre o processo de liofilização este trabalho tem como objetivo analisar a liofilização de cinco frutas tropicais: abacaxi, acerola, goiaba, mamão papaya e manga. Para tanto foram realizados estudos específicos envolvendo: a determinação da frente de congelamento criogenico, bem como, da frente de sublimação, a determinação da cinética de liofilização, a determinação das propriedades estruturais (densidade aparente, densidade real e porosidade) em função do teor de umidade durante a liofilização e a determinação das propriedades térmicas (calor específico, difusividade térmica e condutividade térmica) das frutas in natura e liofilizadas. A influência do processo sobre a qualidade do produto também foi avaliada através da determinação da temperatura de transição vítrea, dos teores de vitamina C, carotenóides totais, cálcio e fósforo e das características de rehidratação das frutas tropicais liofilizadas. O teor de carotenóides totais foi relacionado com os valores dos parâmetros colorimétricos (L*, a* e b*). As isotermas de sorção da acerola liofilizada foram determinadas utilizando três métodos de congelamento: freezer, nitrogênio líquido e vapor de nitrogênio. Modelos empíricos e semi-empíricos existentes na literatura foram utilizados para descrever a cinética de liofilização e rehidratação. A partir de índices que levam em conta a capacidade de absorção de água e perda de solutos foi possível caracterizar o processo de rehidratação das frutas liofilizadas. A capacidade de rehidratação foi afetada não somente por injúrias ocorridas durante a remoção de umidade, mas também por colapso estrutural induzido pelo processo de rehidratação, que foi explicado utilizando o conceito de transição vítrea. A magnitude do encolhimento das frutas liofilizadas, assim como o comportamento de suas propriedades térmicas também foram influenciadas pelo fenômeno de transição vítrea. Finalmente, a liofilização foi comparada com a secagem convectiva em termos de parâmetros de qualidade do produto como, encolhimento, retenção de vitamina C e características de rehidratação. As frutas liofilizadas foram caracterizadas por estruturas altamente porosas, altas taxas de rehidratação e elevada preservação de nutrientes. A elevada qualidade do produto é um dos principais fatores que podem contribuir para o aumento da demanda por frutas liofilizadas na indústria de alimentos.