Physicochemical and sensory characterization of an extruded product from blue maize meal and orange bagasse using the response surface methodology

Figures & data

Table 1. Experiment design, rotatable composite central, α = 1.682.

Tabla 1. Diseño de experimentos central compuesto rotable, α = 1.682.

Variable	Level
	−1.682	−1	0	+1	+1.682
Temperature (°C)	153.18	160	170	180	186.82
Moisture feed (g/kg)	146.4	160	180	200	213.6
Wasted orange (g/kg)	32.7	60	100	140	167.3

Table 2. Regression coefficients of the adjusted response surface models for the response variables of the extruded products of blue maize and orange bagasse.

Tabla 2. Coeficientes de regresión de los modelos ajustados de superficie de respuesta, para las variables de respuesta de los productos extrudidos de maíz azul y bagazo de naranja.

	Intercept	Linear terms			Interactions			Quadratic terms
Response	β0	β1	β2	β3	β12	β13	β23	β11	β22	β33	R^2
EI	−10.04	0.26	−1.11	0.29	4.09E–3	−2.52E–3	9.86E–3	9.32E–4	5.53E–3	−3.3E–3	0.80
BD	965.07	−12.77	17.48	−10.96	−0.19	0.09	−0.27	0.045	0.65	0.08	0.73
FP	−4641.74	88.04	−31.73	124.38	−3.50	−1.55	0.89	−0.35	17.98	0.11	0.72
WAI	−23.33	−0.33	0.93	0.064	−0.01	2.43E–3	−8.35E–3	1.47	0.03	−4.51E–3	0.76
WSI	−107.88	3.72	−22.58	−40.66	0.15	0.24	2.53	−0.02	−0.14	−0.04	0.71
SME	−2.54E5	2965.48	14,999.48	225.52	−172.67	−0.21	−7.54	−8.82	−11.86	−2.78	0.84

Bold numbers indicate significant parameter estimates (p < 0.05). Negative coefficients indicate a decrease in the value of the studied response, while positive coefficients indicate an increase.

Números en negritas indican estimaciones significativas de los parámetros (p < 0.05). Coeficientes negativos indican una disminución en el valor de la respuesta estudiada, mientras, coeficientes positivos indican un incremento en la respuesta.

Figure 1. Response surface graphs for expansion index and bulk density. (a) Die temperature and feed moisture effect on the expansion index at a concentration of 100 g/kg orange bagasse. (b) Effect of the orange bagasse–temperature interaction on the expansion index at a moisture feed of 160 g/kg. (c) Effect of the orange bagasse–moisture feed interaction on the expansion index at a die temperature of 170°C. (d) Die temperature and moisture feed effect on the bulk density at a concentration of 100 g/kg of orange bagasse. (e) Effect of the orange bagasse–die temperature interaction at a moisture feed of 160 g/kg on the bulk density. (f) Effect of the orange bagasse–moisture feed interaction at a die temperature of 170°C on the bulk density.

Figura 1. Gráficos de superficie de respuesta para el índice de expansión y la densidad aparente. (a) Efecto de temperatura y humedad sobre el índice de expansión a una concentración de 100 g/kg de bagazo de naranja. (b) Efecto de la interacción temperatura-bagazo de naranja sobre el índice de expansión a un contenido de humedad del 160 g/kg. (c) Efecto de la interacción humedad-bagazo de naranja sobre el índice de expansión a una temperatura de 170°C. (d) Efecto de temperatura del dado y humedad de alimentación sobre la densidad aparente a una concentración de 100 g/kg de bagazo de naranja. (e) Efecto de la interacción temperatura del dado-naranja bagazo a un contenido de humedad del 160 g/kg sobre la densidad aparente. (f) Efecto de la interacción humedad de alimentación-bagazo naranja a una temperatura de 170°C, sobre la densidad aparente.

Figure 2. Graph of response surface for the penetration force. (a) Die temperature and moisture feed effect, on the force penetration at a concentration of 100 g/kg orange bagasse. (b) Effect of the orange bagasse–die temperature interaction, on the force penetration at a moisture feed 160 g/kg.

Figura 2. Gráfico de superficie de respuesta para la fuerza de penetración. (a) Efecto de temperatura del dado y humedad de alimentación a una concentración de 100 g/kg de bagazo de naranja sobre la fuerza de penetración. (b) Efecto de la interacción bagazo naranja-temperatura del dado a un contenido de humedad del 160 g/kg sobre la fuerza de penetración.

Figure 3. Graph of response surface for the specific mechanical energy. (a) Effect of the temperature die and moisture feed at a concentration of 100 g/kg of orange bagasse. (b) Effect of the die temperature–orange bagasse interaction at a feed moisture of 160 g/kg. (c) Effect of the moisture feed-orange bagasse interaction at a temperature of 170°C.

Figura 3. Gráfico de superficie de respuesta para energía mecánica específica. (a) Efecto de la temperatura del dado y humedad de alimentación sobre el índice de expansión a una concentración de 100 g/kg de bagazo de naranja. (b) Efecto de la interacción temperatura del dado-bagazo naranja a un contenido de humedad de 160 g/kg. (c) Efecto de la interacción bagazo de naranja-humedad de alimentación sobre la energía mecánica específica a una temperatura de 170°C.

Figure 4. Graphs of response surface for the water absorption index and water solubility index. (a) Die temperature and moisture feed effect, on the water absorption index at a concentration of 100 g/kg of orange bagasse. (b) Effect of the die temperature–orange bagasse interaction, on the water absorption index at a moisture content of 160 g/kg. (c) Effect of die temperature–orange bagasse interaction, on the water solubility index, at a moisture content of 160 g/kg. (d) Effect of the interaction of moisture feed-orange bagasse on the water solubility index, at a temperature of 170°C.

Figura 4. Gráficos de superficie de respuesta para el índice de absorción de agua y el índice de solubilidad en agua. (a) Efecto de la temperatura de la matriz y la humedad de alimentación, sobre el índice de absorción de agua, a una concentración de 100 g/kg de bagazo de naranja. (b) Efecto de la interacción temperatura de la matriz-bagazo naranja, sobre el índice de absorción de agua con un contenido de humedad del 160 g/kg. (c) Efecto de la interacción temperatura de la matriz-bagazo naranja sobre el índice de solubilidad en agua, a un contenido de humedad del 160 g/kg. (d) Efecto de la interacción del bagazo de naranja y la humedad de alimentación sobre el índice de solubilidad en agua a una temperatura de 170°C.

Table 3. Scores obtained from the sensory analysis of three extruded products of blue maize with different content of orange bagasse.

Tabla 3. Calificaciones obtenidas del análisis sensorial de tres productos extruidos de maíz azul con diferente contenido de bagazo de naranja.

	Extrudates
	A	B	C
Color	5.30 ± 1.00^a	5.05 ± 0.24^a	3.75 ± 0.14^b
Texture	5.00 ± 0.75^a	5.50 ± 0.33^a	3.60 ± 0.08^b
Taste
Orange	3.00 ± 0.50^a	5.00 ± 0.15^b	7.00 ± 0.05^c
Biter	6.35 ± 0.85^a	4.16 ± 0.11^b	3.35 ± 0.53^c
Overall acceptability	5.45 ± 0.23^a	5.75 ± 0.30^a	3.65 ± 0.42^b

Extrudate A: 180°C, 160 g/kg of moisture feed and 60-g/kg orange bagasse; Extrudate B: 170°C, 146.4 g/kg of moisture feed and 100-g/kg orange bagasse; Extrudate C: 160°C, 160 g/kg of moisture feed and 140-g/kg orange bagasse. All samples were processed at a screw speed of 180 rpm. Values with different letter in the same parameter are significantly different (p ≤ 0.05).

Extruido A: 180°C, 160 g/kg de humedad de alimentación y 60 g/kg de bagazo de naranja; Extruido B: 170°C, 146.4 g/kg de humedad de alimentación y 100 g/kg de bagazo de naranja; Extruido C: 160°C, 160 g/kg de humedad de alimentación y 140 g/kg de bagazo de naranja. Todas las muestras fueron procesadas a una velocidad de tornillo de 180 rpm. Valores con diferentes letras en el mismo parámetro son significativamente diferentes (p ≤ 0.05).