Thermal condition of mate (Ilex paraguariensis) processing / Análise das condições térmicas do processamento da erva-mate

ABSTRACT: The Ilex paraguariensis is a species native to Brazil, Paraguay and Argentine, valued by its positive effects on human health. Mate processing consists of the following stages: pre-drying (rapid drying at high temperature, known as sapeco operation), drying, and milling. In order to verify the current process and to propose future improvements to the mate processing, thermal and mass balance analysis were applied to industrial mate processing units. Results showed that the consumption of energy in sapeco and drying operations exceeds the calorific input necessary for these operations. These results verify the need for a change in the management of temperatures in the sapeco and drying stages of mate processing in order to optimize the consumption of energy, resulting in lower costs, with positive effects on the quality of the mate products.

RESUMO: A Ilex paraguariensis é uma espécie nativa do Brasil, Paraguai e Argentina, valorizada por seus efeitos positivos na saúde humana. O processamento do mate consiste nas seguintes etapas: pré-secagem (secagem rápida em alta temperatura, conhecida como operação de sapeco), secagem e moagem. A fim de verificar o atual processo e propor melhorias futuras no processamento de mate, foram aplicadas análises térmicas e de balanço de massa em unidades industriais de processamento de mate. Os resultados mostraram que o consumo de energia nas operações de sapeco e secagem supera o aporte calorífico necessário para essas operações. Esses resultados comprovam a necessidade de uma mudança no gerenciamento das temperaturas nas etapas de sapeco e secagem do processamento da erva-mate, a fim de otimizar o consumo de energia, resultando em menores custos, com efeitos positivos na qualidade dos produtos da erva-mate.

Thermal condition of mate (Ilex paraguariensis) processing / Análise das condições térmicas do processamento da erva-mate

The Ilex paraguariensis is a species native to Brazil, Paraguay and Argentine, valued by its positive effects on human health. Mate processing consists of the following stages: pre-drying (rapid drying at high temperature, known as sapeco operation), drying, and milling. In order to verify the current process and to propose future improvements to the mate processing, thermal and mass balance analysis were applied to industrial mate processing units. Results showed that the consumption of energy in sapeco and drying operations exceeds the calorific input necessary for these operations. These results verify the need for a change in the management of temperatures in the sapeco and drying stages of mate processing in order to optimize the consumption of energy, resulting in lower costs, with positive effects on the quality of the mate products.

A Ilex paraguariensis é uma espécie nativa do Brasil, Paraguai e Argentina, valorizada por seus efeitos positivos na saúde humana. O processamento do mate consiste nas seguintes etapas: pré-secagem (secagem rápida em alta temperatura, conhecida como operação de sapeco), secagem e moagem. A fim de verificar o atual processo e propor melhorias futuras no processamento de mate, foram aplicadas análises térmicas e de balanço de massa em unidades industriais de processamento de mate. Os resultados mostraram que o consumo de energia nas operações de sapeco e secagem supera o aporte calorífico necessário para essas operações. Esses resultados comprovam a necessidade de uma mudança no gerenciamento das temperaturas nas etapas de sapeco e secagem do processamento da erva-mate, a fim de otimizar o consumo de energia, resultando em menores custos, com efeitos positivos na qualidade dos produtos da erva-mate.

Efeitos da modificação por ácidos orgânicos e do processo de secagem sobre as propriedades de expansão do amido de mandioca / Effects of modification by organic acids and the drying process on the expansion properties of cassava starch

O amido fermentado de mandioca, polvilho azedo, possui ampla aplicação em produtos de panificação, devido à propriedade de expansão, sem fermento e sem glúten, o que alavancou a comercialização dos amidos substituintes modificados por ácido. O polvilho azedo é fermentado e seco ao sol, com a geração de ácidos: acético, butírico, lático e propiônico, enquanto os amidos modificados por ácido não são fermentados. Neste trabalho foi produzido o polvilho azedo, seco ao sol e em estufa e amidos modificados pelos ácidos prevalentes na fermentação, secos em UVC. Todos os amidos foram comparados, quanto aos ácidos orgânicos, dos amidos secos em diferentes condições e apenas fermentados, sem secagem, bem com quanto às características físico-químicas e reológicas. Ficou comprovado que a secagem solar favorece um produto mais ácido e de maior expansão. O maior volume específico foi observado para a amostra fermentada seca ao sol, seguida das modificadas por ácido lático 0,5 % e ácido acético 0,5 % e ácido lático 1 %. A baixa expansão da amostra fermentada e seca em estufa (E) mostrou que apenas a presença dos ácidos orgânicos não é suficiente para expansão e que a radiação UV (artificial ou solar) influencia diretamente nessa característica.

The fermented cassava starch, polvilho azedo, has wide application in bakery products, due to expansion property without yeast and gluten, which leveraged the marketing of starches modified by acid. The cassava starch is fermented and sun dried, with the generation of acids: acetic, butyric, lactic and propionic, while starches modified by acid are not fermented. In this work was produced cassava starch, dried in the sun and under oven, and modified by the acids of cassava starch fermentation, dried in UVC. All starches were compared, as the organic acids, dry starches in different conditions and only fermented without drying, as well as with the physicochemical and rheological characteristics. It was proven that solar drying favors a more acidic product and expansion property. The higher specific volume was observed for the sample fermented sun dried, followed by modified by 0.5 % lactic acid and 0.5 % acetic acid and lactic acid 1 %. The low expansion of the fermented sample and dried in an oven showed that only organic acids is not sufficient for expansion and that UV radiation (solar or artificial) directly influences this characteristic.

Efeitos da modificação por ácidos orgânicos e do processo de secagem sobre as propriedades de expansão do amido de mandioca / Effects of modification by organic acids and the drying process on the expansion properties of cassava starch

O amido fermentado de mandioca, polvilho azedo, possui ampla aplicação em produtos de panificação, devido à propriedade de expansão, sem fermento e sem glúten, o que alavancou a comercialização dos amidos substituintes modificados por ácido. O polvilho azedo é fermentado e seco ao sol, com a geração de ácidos: acético, butírico, lático e propiônico, enquanto os amidos modificados por ácido não são fermentados. Neste trabalho foi produzido o polvilho azedo, seco ao sol e em estufa e amidos modificados pelos ácidos prevalentes na fermentação, secos em UVC. Todos os amidos foram comparados, quanto aos ácidos orgânicos, dos amidos secos em diferentes condições e apenas fermentados, sem secagem, bem com quanto às características físico-químicas e reológicas. Ficou comprovado que a secagem solar favorece um produto mais ácido e de maior expansão. O maior volume específico foi observado para a amostra fermentada seca ao sol, seguida das modificadas por ácido lático 0,5 % e ácido acético 0,5 % e ácido lático 1 %. A baixa expansão da amostra fermentada e seca em estufa (E) mostrou que apenas a presença dos ácidos orgânicos não é suficiente para expansão e que a radiação UV (artificial ou solar) influencia diretamente nessa característica.(AU)

The fermented cassava starch, polvilho azedo, has wide application in bakery products, due to expansion property without yeast and gluten, which leveraged the marketing of starches modified by acid. The cassava starch is fermented and sun dried, with the generation of acids: acetic, butyric, lactic and propionic, while starches modified by acid are not fermented. In this work was produced cassava starch, dried in the sun and under oven, and modified by the acids of cassava starch fermentation, dried in UVC. All starches were compared, as the organic acids, dry starches in different conditions and only fermented without drying, as well as with the physicochemical and rheological characteristics. It was proven that solar drying favors a more acidic product and expansion property. The higher specific volume was observed for the sample fermented sun dried, followed by modified by 0.5 % lactic acid and 0.5 % acetic acid and lactic acid 1 %. The low expansion of the fermented sample and dried in an oven showed that only organic acids is not sufficient for expansion and that UV radiation (solar or artificial) directly influences this characteristic.(AU)

Characteristics of cassava starch fermentation wastewater based on structural degradation of starch granules / Características das águas residuais da fermentação do amido de mandioca com base na degradação estrutural dos grânulos de amido

Sour cassava starch is a naturally modified starch produced by fermentation and sun drying, achieving the property of expansion upon baking. Sour cassava starch' bakery products can be prepared without the addition of yeast and it is gluten free. The fermentation process associated with this product has been well studied, but the wastewater, with high acidity and richness in other organic compounds derived from starch degradation, requires further investigation. In this study, the structure of solids present in this residue was studied, seeking to future applications for new materials. The solids of the wastewater were spray dried with maltodextrin (MD) with dextrose equivalent (DE) of 5 and 15 and the structure of the powder was evaluated by scanning electron microscopy. A regular structure with a network arrangement was observed for the dried material with MD of 5 DE, in contrast to the original and fermented starches structure, which suggests a regular organization of this new material, to be studied in future applications.(AU)

O polvilho azedo é um amido naturalmente modificado, produzido por fermentação e seco ao sol, atingindo a propriedade de expansão. Produtos de panificação a partir do polvilho azedo podem ser preparados sem a adição de leveduras e são livres de glúten. O processo fermentativo tem sido exaustivamente estudado, mas as águas residuais com elevada acidez e ricas em compostos orgânicos derivados da degradação do amido, requerem futuros trabalhos. Neste estudo, a estrutura dos sólidos presentes nesse efluente foi estudada vislumbrando futuras aplicações para estes novos materiais. Os sólidos contidos na água residual foram secos em spray dryer com maltodextrina (MD), com equivalente de dextrose (DE) de 5 e 15. A estrutura das partículas foi observada por microscopia eletrônica de varredura. Uma estrutura regular com arranjo em rede foi observada para o material seco com MD DE 5, em características que diferem das estruturas do amido nativo e do amido fermentado, o que sugere uma nova e regular organização estrutural com futuras aplicações a serem determinadas.(AU)

Antioxidant properties, quantification and stability of betalains from pitaya (Hylocereus undatus) peel / Propriedades antioxidantes, quantificação e estabilidade das betalaínas da casca da pitaya (Hylocereus undatus)

Pitaya peel can be used as a raw material for betalains extraction. The aim of this research was to quantify phenolic compounds, antioxidant activity and betalains on pitaya peel. Furthermore, evaluate the betalains stability against various pH conditions and exposure time of heating. The results showed that pitaya peel contains phenolic compounds and presented antioxidant activity. Moreover it showed high concentration of betalains (101.04mg equivalent to betanin. 100g-1) which were stable over a wide pH range (3.2 - 7.0) and were resistant to heating (100oC) up to 10 minutes at pH range from 3.7 to 5.5. Therefore, pitaya peel is a promising source of betalains which can be applied as a natural colorant for food.(AU)

A casca da pitaya pode ser utilizada como matéria prima para a extração de betalaínas. O objetivo deste trabalho foi quantificar os compostos fenólicos, atividade antioxidante e as betalaínas presentes na casca da pitaya. Além disso, foi avaliada a estabilidade das betalaínas em diferentes condições de pH e tempo de exposição ao aquecimento. Os resultados mostraram que a casca da pitaya contém compostos fenólicos e apresenta atividade antioxidante. Além disso, a casca da pitaya apresenta alta concentração de betalaínas (101,04mg equivalente a betanina. 100g-1) as quais apresentaram-se estáveis em uma ampla faixa de pH (3,2 - 7,0) e resistentes ao aquecimento (100oC) por até 10 minutos em uma faixa de pH de 3,7 a 5,5. Portanto, a casca da pitaya é uma fonte promissora de betalaínas as quais podem ser aplicadas como corante natural para alimentos.(AU)

Rapid analysis for predicting the expansion of the polvilho azedo

Sour cassava starch (polvilho azedo) is a chemically and enzymatically modified starch. It is used to prepare the traditional baked goods. Because of its satisfactory expansion property, a light and alveolar structure is produced in baked food prepared with sour cassava starch, without adding any chemical or biological ferment. This study reports some easy and simple procedures for pre-estimating sour cassava starch expansion property.The correlation between the native cassava starches and the laboratory-produced sour cassava starch was analyzed. An investigation among the local bakers was carried out for inquiring into the polvilho azedo choice,and it disclosed some product brands. The polvilho azedo samples from these brands were also evaluated. Acid factor, pH, specific volume, swelling power and intrinsic viscosity characteristics were directly correlated with expansion property. The procedures for determining acid factor, pH and weight loss are easy and accessible methodologies which might be carried out at small industries and bakeries.(AU)