Otimização da desidratação osmótica e secagem do Yacon (Polymnia sonchifolia)

Abstract

Resumo: O yacon (Polymnia sonchifolia) é uma raíz tuberosa com propriedades funcionais devido aos carboidratos de reserva que o compõem, especificamente, as cadeias de frutooligossacarídeos (FOS). Devido ao seu elevado teor de água, em média 90%, o yacon é suscetível a uma rápida degradação e a uma vida útil de aproximadamente sete dias. Uma alternativa para manter o yacon próprio para consumo por maior período, conservando suas propriedades, é realizar a sua desidratação. Visando a obtenção de um produto com máxima perda de água e mínima incorporação de sólidos, este trabalho teve como objetivo a otimização do processo de desidratação osmótica de yacon, utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta (SR). Foram analisados os parâmetros perda de umidade (PU), incorporação de sólidos (IS) e atividade de água (Aw) das fatias de yacon durante o processo de desidratação osmótica, tendo como variáveis independentes a temperatura de desidratação (30-50°C), a concentração da solução de frutose (40-68%p/p) e a utilização de revestimento com cobertura comestível de alginato de sódio. Foram construídos modelos matemáticos de primeira ordem descrevendo o efeito das variáveis independentes do processo. Aplicando a SR, as condições ótimas de desidratação foram: revestimento com alginato de sódio, em solução a 68°Brix e temperatura de 30° C por 60 minutos. Em relação à perda de água, a concentração de frutose foi o fator mais significante; e para a incorporação de sólidos o revestimento, seguido da temperatura e concentração. A atividade de água final do produto foi afetada pela temperatura, pela concentração da solução e pela presença da cobertura. Além disso, o modelo para atividade de água foi o único que apresentou efeito significativo da interação entre o revestimento e a concentração da solução desidratante. No processo de secagem, o aumento da temperatura do ar da estufa reduziu o tempo desta etapa e a Aw final do produto. Em relação aos modelos que descrevem as isotermas, o modelo de Oswin apresentou o melhor ajuste para o yacon desidratado e seco.

Abstract: Yacon (Polymnia sonchifolia) is a tuberous root with functional properties because of his reserved carbohydrates, specifically, the fructooligosaccharides (FOS) chains. The yacon contain approximately 90% of water, it promotes his quickly degradation and the shelf life is around of seven days. An alternative to keep the yacon fit for a longer period and retaining his properties is the dehydration. With the intent to obtaining a product with high moisture loss and minimized solid incorporation, this study aimed to optimize the osmotic dehydration of yacon process applying the response surface methodology (RSM). Samples were analyzed for moisture loss (ML), solid incorporation (SI) and water activity (Aw) of the yacon slices during the process, the independent variables were the dehydration temperature (30-50ºC), the concentration of the fructose osmotic solution (40-68%p/p) and the use of sodium alginate cover. Mathematical models of first order were developed describing the effect of the independent variables of the process. Applying RSM, the best conditions for dehydration were: cover with sodium alginate, 68ºBrix solution and 30ºC for 60 minutes. For the ML, the fructose concentration was the most significant factor; and for the solid incorporation the cover, followed by the temperature and concentration. The final Aw of the product was affect by temperature, solution concentration and the presence of the cover. Moreover, the model for Aw was the only with significant effect of the interaction between the cover and the solution concentration. The increase of the stove air temperature reduced the drying time and the final Aw of the product. Finally the models that describe the isotherms, the Oswin model produced the best fit for yacon dehydrated and dry.