Optimization of nutrient retention in whole flours extruded from cowpea biofortified grain

Resumo

Abstract Whole flour of cowpea grains of the cultivar BRS Tumucumaque biofortified in iron and zinc were processed in a co-rotating twin-screw extruder Clextral HT 25. A central rotational composite design 23, combining temperature (from 86.4 to 153.6 °C), screw rotation speed (from 163.6 to 836.4 rpm) and moisture content (from 16.6% to 23.4%), was used to assess the effects on flour constituents. The three variables significantly affected (p < 0.05) the levels of protein and copper in the extrudates. The reactions of the extrusion process caused a decrease in the levels of proteins and an increase in the levels of copper, zinc and potassium, and these amounts were accentuated as the values of the process variables approached those of the central point region. Extreme conditions at high rotational screw speeds combined with low moisture content reduced the magnesium content, at the opposite end of the values for these two variables, the intensity of the reduction was lower. In the analysis of global desirability, it was found that the extrusion condition at 112.6 °C, 587.4 rpm and 23.4% moisture provided the highest nutrient retention. The levels of iron and zinc remained above 60 and 40 mg kg-1, respectively, in extruded products. Resumo Farinha integral de grãos de feijão-caupi da cultivar BRS Tumucumaque biofortificados em ferro e zinco foi processada em extrusor de rosca dupla corrotativo Clextral HT 25. Um delineamento composto central rotacional 23, combinando as variáveis independentes: temperatura (86,4 a 153,6 °C), velocidade de rotação do parafuso (163,6 a 836,4 rpm) e teor de umidade (16,6% a 23,4%), foi utilizado para avaliar os efeitos sobre os constituintes da farinha. As três variáveis afetaram significativamente (p < 0,05) os teores de proteína e cobre dos extrusados. As reações do processo de extrusão provocaram diminuição nos teores de proteínas e aumento nos teores de cobre, zinco e potássio, e essas quantidades se acentuaram à medida que os valores das variáveis de processo se aproximaram aos da região do ponto central. Condições extremas de altas velocidades de rotação das roscas combinadas com baixos teores de umidade reduziram o teor de magnésio, enquanto que, no extremo inverso de valores para essas duas variáveis, a intensidade da redução foi menor. Na análise de desejabilidade global, verificou-se que a condição de extrusão a 112,6 °C, 587,4 rpm e 23,4% de umidade proporcionou a maior retenção de nutrientes. Os teores de ferro e zinco permaneceram acima de 60 e 40 mg kg-1, respectivamente, nos produtos extrusados.


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Assunto

Vigna unguiculata, Extrusão, Metodologia de superfície de resposta, Composição química, Elementos minerais, Farinha instantânea, Vigna unguiculata, Extrusion, Response surface methodology, Chemical composition, Mineral elements, Instant flour

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