The influence of vacuum application and vegetable structure on the osmotic dehydration

Many studies have been conducted to better understand the mechanisms of mass transfer during the osmotic dehydration of food, and to evaluate the quality parameters of the osmodehydrated products and the mathematical modeling of the phenomena involved in this process. Osmotic dehydration is a pre-treatment that extends the shelf life of foods and aids in the development of products with aggregated value and differentiated characteristics. The use of vacuum during the first minutes of the osmotic dehydration (pulsed vacuum osmotic dehydration) enhances the transfer of moisture from product to the osmotic solution, and the transfer of solute to the food matrix. The material structure exercises great influence over the effect of osmodehydration on the characteristics of the final product and on the mass transfer kinetics. The present work was elaborated with the objective of studying the behavior of different vegetable slices (eggplant, carrot and beetroot) during osmotic processes, using different vacuum pressures and osmotic solutions. For all products, quality characteristics and dehydration kinetics, were evaluated, and mathematical model adjustments were conducted. The effect of the application of vacuum over optical, chemical, nutritional and structural parameters of foods was confirmed. The vegetable with greater porosity (eggplant and carrot) were more sensitive to vacuum. The mass transfer parameters (water loss, solid gain and consequent water activity reduction of the final product) were influenced by the type of agent employed as osmotic substance, as was the application of reduced pressure at the beginning of the process. The partial replacement of sodium chloride by other salts as osmotic agents was promising, with no significant changes in the characteristics of the osmodehydrated product, coupled with a decrease in the concentration of sodium chloride incorporated. According to the dehydration kinetics curves, the effective diffusivities of water and solutes were calculated by employing phenomenological mathematical models. In some conditions, a lack of adjustment of the above-mentioned models was observed. In conclusion, vacuum pulse osmotic dehydration affects the final characteristics of the product, and behavior during dehydration.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Muitos estudos têm sido realizados visando o melhor entendimento dos mecanismos de transferência de massa durante a desidratação osmótica de alimentos, bem como avaliação dos parâmetros de qualidade dos produtos desidratados osmoticamente e a modelagem matemática dos fenômenos envolvidos durante o processo. Consistindo de um pré-tratamento, a desidratação osmótica auxilia na extensão da vida útil de alimentos, além de proporcionar o desenvolvimentos de produtos com valor agregado e características diferenciadas. A utilização do vácuo durante os primeiros minutos de desidratação osmótica (desidratação osmótica com pulso de vácuo) intensifica a transferência de umidade do produto para a solução osmótica, bem como a transferência de soluto da solução para a matriz do alimento. A estrutura do material exerce grande influência sobre o efeito da desidratação osmótica nas características do produto final e na cinética de transferência de massa. O presente trabalho foi elaborado com o objetivo de estudar o comportamento de fatias de diferentes vegetais (berinjela, cenoura e beterraba) em processos osmóticos utilizando diferentes pressões de vácuo e soluções osmóticas. Para todos os produtos, foram avaliadas características de qualidade, cinética de desidratação e ajustes por modelos matemáticos. Foi confirmado o efeito da aplicação de vácuo nos parâmetros óticos, químicos, nutricionais e estruturais dos alimentos. Vegetais com maior porosidade (berinjela e cenoura) foram mais sensíveis à aplicação do vácuo. Os parâmetros de transferência de massa (perda de água, ganho de sólidos e consequente redução na atividade de água do produto final) foram influenciados pelo tipo de agente empregado como substância osmótica, bem como a aplicação de pressão reduzida no início do processo. A substituição parcial do cloreto de sódio por outros sais, como agentes osmóticos, mostrou-se promissora, sem alterações significativas nas características do produto osmodesidratado, acompanhado de uma redução na concentração de cloreto de sódio incorporado. Através das curvas de cinética de desidratação osmótica, as difusividades efetivas de água e solutos foram calculados de acordo com modelos matemáticos fenomenológicos. Em algumas condições, uma falta de ajuste de tais modelos foi observada. Concluiu-se que a desidratação osmótica com pulso de vácuo interfere nas características finais do produto, bem como na avaliação do comportamento durante a desidratação.