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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-09102020-121604
Documento
Autor
Nome completo
Jaqueline Souza Guedes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2020
Orientador
Banca examinadora
Augusto, Pedro Esteves Duarte (Presidente)
Correa, Jefferson Luiz Gomes
Porto, Bruna Castro
Título em inglês
Ethanol as a pre-treatment of starchy foods drying: effect on potato drying kinetics and starch properties
Palavras-chave em inglês
Drying
Ethanol
Food engineering
Starch
Resumo em inglês
Starch is an important ingredient for different industries, being commercially obtained from cereals, tubers, and roots. Roots and tubers have a high moisture content. Drying can be used to reduce it and extend the shelf life of these products. However, this method takes a long time, which can negatively impact the nutritional and physical properties of the final product. Consequently, alternatives are necessary to improve the drying process, but without impacting the quality of the final product - in this case, starch. Among different possibilities, the use of ethanol as a pre-treatment for drying has emerged as a simple and effective method to reduce drying time. The present study proposed the convective drying of potatoes as a way of reducing post-harvest losses focusing on obtaining its starch, as well as applying ethanol as a pre-treatment for drying. Potato slices were pre-treated by immersion in ethanol for 15 and 30 min. Convective drying was carried out using air at 40°C and 1 m/s. The potato microstructure was evaluated by scanning electron microscopy before and after pre-treatment with ethanol, as well as in the dry product. After drying, the slices were rehydrated, and their starch was extracted and characterized. The starches obtained before and after each treatment (ethanol and drying) were evaluated in relation to their granular and molecular structure, pasting and gel properties. The potato drying kinetics was described by the Page Model, showing a super-diffusive behavior. The pre-treatment with ethanol reduced the drying time up to 55%, and its effect was discussed in relation to the observed structural changes and physical mechanisms (such as the Marangoni Effect and changes in vapor pressure). Rehydration evidenced no crusting formation during drying. The pre-treatment with ethanol increased the initial water absorption rate by 25%, although it did not affect the equilibrium moisture. The pre-treatment with ethanol did not affect neither the morphology of the starch granules nor the size distribution of the molecules. However, drying resulted in slight imperfections on the surfaces of starch granules. In addition, drying affected some parameters of pasting properties and the results indicate the obtained gels tend to be stronger. The results obtained are interesting not only for describing the advantages of the ethanol pre-treatment in drying food products, but also for proposing a simple technology for potatoes preservation, allowing the extraction of its starch.
Título em português
Etanol como pré-tratamento da secagem de alimentos ricos em amido: efeito na cinética de secagem de batata e nas propriedades do amido
Palavras-chave em português
Amido
Engenharia de alimentos
Etanol
Secagem
Resumo em português
O amido é um ingrediente importante para diversas indústrias, sendo obtido comercialmente a partir de cereais, tubérculos e raízes. As raízes e os tubérculos apresentam um alto teor de umidade, e a secagem pode ser utilizada para reduzi-la e estender a vida útil desses produtos. Porém, esse método consome muito tempo, o que pode impactar negativamente nas propriedades nutricionais e físicas do produto final. Dessa forma, alternativas são necessárias para melhorar o processo de secagem, mas sem impactar a qualidade do produto final - no caso, o amido. Dentre as diversas possibilidades, o uso de etanol como pré-tratamento para a secagem tem se mostrado um método simples e eficaz para reduzir o tempo de secagem. O presente estudo propôs a secagem convectiva da batata como forma de reduzir as perdas pós-colheita com foco na obtenção do seu amido, bem como a aplicação do etanol como pré-tratamento para a secagem. As fatias de batatas foram pré-tratadas por imersão em etanol por 15 e 30 min. A secagem por convecção foi realizada com ar a 40°C e 1 m/s. A microestrutura da batata foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura antes e após o pré-tratamento com etanol, bem como no produto seco. Após a secagem, as fatias foram reidratadas e o amido extraído e caracterizado. Os amidos obtidos antes e após cada tratamento (etanol e secagem) foram avaliados em relação à sua estrutura granular e molecular, propriedades de pasta e gel. A cinética de secagem da batata foi descrita pelo Modelo de Page, apresentando um comportamento superdifusivo. O pré-tratamento com etanol reduziu o tempo de secagem em até 55%, e seu efeito foi discutido em relação às mudanças estruturais e mecanismos físicos observados (como o Efeito Marangoni e mudanças na pressão de vapor). A reidratação não evidenciou formação de crostas durante a secagem. O pré-tratamento com etanol não afetou a morfologia dos grânulos de amido e nem a distribuição do tamanho das moléculas. No entanto, a secagem resultou em pequenas imperfeições nas superfícies dos grânulos de amido. Além disso, a secagem afetou alguns parâmetros das propriedades de pasta e os resultados indicam que os géis obtidos tendem a ser mais fortes. Os resultados obtidos são interessantes não apenas por descrever as vantagens do pré-tratamento do etanol na secagem de produtos alimentícios, mas também por propor uma tecnologia simples para conservação de batatas, permitindo a posterior extração de seu amido.
 
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Data de Publicação
2020-10-13
 
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