Desidratação de suco de acerola verde por spray dryer com diferentes agentes carreadores

Abstract

A acerola é uma fruta tropical de alto valor nutritivo, sendo uma das mais importantes fontes naturais de vitamina C. O ácido ascórbico é estável na forma de pó, entretanto fatores ambientais, tais como temperatura, pH, oxigênio, luminosidade, íons metálicos, UV afetam a sua estabilidade. A técnica de encapsulação pode ser o método mais adequado para incrementar a estabilidade da vitamina C. A secagem por atomização (spray drying) é um processo que resulta em produtos com boa qualidade, no entanto, tais pós podem apresentar alguns problemas em suas propriedades e desafios para realizar esta operação, podendo grudar na parede da câmara do secador durante a secagem, levando a um baixo rendimento do produto e problemas operacionais. Uma alternativa utilizada para secar tais produtos tem sido a adição de aditivos de alta massa molecular ao produto antes de ser atomizado, a fim de aumentar sua temperatura de transição vítrea, melhorando assim o processo de secagem e maior proteção frente à vitamina C, bem como as propriedades físico-químicas do pó. Pra tanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da adição de diferentes agentes carreadores (Maltodextrina DE 5, Goma arábica, Amido modificado N-LOK, Promitor®, Nutriose® e Maltodextrina DE 2) sobre as características físico-químicas, e microscópicas do suco de acerola verde, desidratado por spray dryer. Dessa forma, foram realizadas as seguintes análises: Umidade, atividade de água, tamanho de partícula, solubilidade, tempo de dispersão, cor, teor de vitamina C e isotermas de sorção. Os pós de polpa de acerola, apresentaram uma média de umidade de 5,013 ± 0,114 g/100g, atividade de água 0,332 ± 0,009 e a média do tamanho de partícula foi de 23,725 ± 1,250 µm. Em relação à caracterização física, os pós tiveram um percentual médio de solubilidade de 87,561 ± 4,497%, o tempo médio de dispersão ficou em 241,2 ± 42,883 seg, densidade aparente média 558,0 ± 2,700 g/L. Os parâmetros de cor, pela escala CIELab, apresentou média do padrão L* de 90,143 ± 0,426. O valor médio de a* foi de 3,601 ± 0,156, já o valor médio do parâmetro b* foi de 23,508 ± 0,541. No aspecto de caracterização funcional, o teor médio de vitamina C foi de 18,526 ± 0,039%. Os resultados da análise de DSC revelou que a amostra usando goma arábica, apresentou a maior Tg, quando comparada aos outros tratamentos. As isotermas de sorção de umidade das amostras foram característica de produtos higroscópicos, revelando uma curva característica do tipo III, segundo a classificação de Brunauer. Além disso, a análise de modelagem usando o modelo GAB sugere que a amostra controle apresentou ligações mais fortes entre as moléculas e os sítios de ligação, obtendo o valor mais alto do parâmetro C, já para constante K, a amostra P, com adição de Maltodextrina, foi encontrado o maior valor. Ambas as amostras com maltodextrina apresentaram menor valor de umidade de equilíbrio na isoterma de sorção. Tendo como base, os parâmetros analisados as amostras com Maltodextrina e Goma arábica apresentaram desempenho superior.

Abstract: Acerola is a tropical fruit with high nutritional value and is one of the most important natural sources of vitamin C. Ascorbic acid is stable in powder form, but environmental factors such as temperature, pH, oxygen, light, metal ions and UV affect its stability. The encapsulation technique may be the most suitable method for increasing the stability of vitamin C. Spray drying is a process that results in good quality products, however, these powders can present some problems in their properties and challenges in carrying out this operation, as they can stick to the wall of the dryer chamber during drying, leading to low product yields and operational problems. An alternative used to dry such products has been to add high molecular mass additives to the product before it is atomized, in order to increase its glass transition temperature, thus improving the drying process and greater protection against vitamin C, as well as the powder's physical and chemical properties. The aim of this study was to evaluate the influence of the addition of different carrier agents (Maltodextrin DE 5, Gum Arabic, Modified Starch N-LOK, Promitor®, Nutriose® and Maltodextrin DE 2) on the physicochemical and microscopic characteristics of green acerola juice dehydrated by spray dryer. The following analyses were carried out: moisture, water activity, particle size, solubility, dispersion time, color, vitamin C content and sorption isotherms. The acerola pulp powders had an average moisture content of 5.013 ± 0.114 g/100g, water activity of 0.332 ± 0.009 and an average particle size of 23.725 ± 1.250 µm. In terms of physical characterization, the powders had an average solubility percentage of 87.561 ± 4.497%, the average dispersion time was 241.2 ± 42.883 sec, and the average apparent density was 558.0 ± 2.700 g/L. The color parameters, using the CIELab scale, showed an average L* standard of 90.143 ± 0.426. The average a* value was 3.601 ± 0.156, while the average b* value was 23.508 ± 0.541. In terms of functional characterization, the average vitamin C content was 18.526 ± 0.039%. The results of the DSC analysis showed that the sample using gum arabic had the highest Tg compared to the other treatments. The moisture sorption isotherms of the samples were characteristic of hygroscopic products, revealing a characteristic type III curve, according to Brunauer's classification. In addition, the modeling analysis using the GAB model suggests that the control sample showed stronger bonds between the molecules and the binding sites, obtaining the highest value for the C parameter, while for the K constant, the P sample, with the addition of maltodextrin, was found to have the highest value. Both samples with maltodextrin showed a lower equilibrium moisture value in the sorption isotherm. Based on the parameters analyzed, the samples with maltodextrin and gum arabic showed superior performance.