Evaluation of spray-drying´s operable condition for obtaining orange juice powder: effects on physicochemical properties

Figures & data

Table 1. Experimental design used to obtain orange juice powder with spray drying.

Tabla 1. Diseño experimental usado para obtener jugo de naranja en polvo con secado por aspersión

Treatment	Inlet air temperature (°C)	Feed flow (mL/min)	Maltodextrin concentration (% w/w)
1	120	10	3
2	120	12	7
3	120	14	5
4	140	10	7
5	140	12	5
6	140	14	3
7	160	10	5
8	160	12	3
9	160	14	7

Table 2. Physicochemical characterization of natural orange juice.

Tabla 2. Caracterización fisicoquímica de jugo de naranja natural

Parameter	Natural juice
Moisture content (%)	89.89 ± 1.23
Ashes	2.50 ± 0.16
Total soluble solids (°Brix)	14.70 ± 0.98
pH	3.57 ± 0.01
Titulable acidity (g/L citric acid)	0.86 ± 0.05
Sweetness index	17.17 ± 0.38
Astringency index	0.06 ± 0.01
Color
L*	34.82 ± 0.97
a*	4.61 ± 0.28
b*	58.08 ± 1.19
C*	58.26 ± 1.17
H*	85.46 ± 0.37

Table 3. Effects of main variables of spray-drying on orange juice powder.

Tabla 3. Efectos de las principales variables del secado por aspersión sobre el jugo de naranja en polvo

	Inlet air temperatura (°C)	Feed flux (mL/min)	Maltodextrin concentration (% w/w)
Yield (%)	NS	NS	*
Apparent density (g/cm^3)	NS	*	NS
Moisture content (%)	**	NS	*
Total polyphenol content (mg/L)	*	NS	NS
Luminosity (L*)	NS	NS	NS
Croma (C*)	NS	NS	NS
Hue° (H*)	NS	NS	NS

*p ≤ 0.05 **p ≤ 0.01 NS: No significant

Figure 1. Effect of feed rate at 10 mL/min (□), 12 mL/min (∆) and 14 mL/min (◊) and inlet air temperature on water content (a) and apparent density (b) of orange juice powder.

Figura 1. Efecto del flujo de alimentación a 10 mL/min (□), 12 mL/min (∆) and 14 mL/min (◊) y temperatura de entrada del aire sobre el contenido de humedad (a) y densidad aparente (b) del jugo de naranja en polvo

Figure 2. Effect of spray drying conditions on the main physicochemical parameters of orange juice powder at different maltodextrin concentration (% w/w): 3 (□), 5 (■) and 7 (■). ^a,b,cDifferent letters indicate significant differences (p ≤ 0.05) in maltodextrin concentrations. ^A,B,CDifferent letters indicate significant differences (p ≤ 0.05) in maltodextrin concentration regardless of feed flow and inlet air temperature.

Figura 2. Efecto de las condiciones del secado por aspersión sobre los parámetros fisicoquímicos del jugo de naranja en polvo a diferentes concentraciones de maltodextrina (% m/m): 3 (□), 5 (■) y 7 (■). ^a,b,cLetras distintas muestran diferencias significativas (p ≤ 0.05) en las concentraciones de maltodextrina. ^A,B,CLetras distintas muestran diferencias significativas (p ≤ 0.05) en las concentraciones de maltodextrina independientemente del flujo de alimentación y temperatura de entrada del aire

Figure 3. Color attributes of orange juice powder obtained with spray-drying with different maltodextrin concentration (% w/w): 3 (□), 5 (■) y 7 (■). ^a,b,cDifferent letters indicate significant differences (p ≤ 0.05) in maltodextrin concentrations. ^A,B,CDifferent letters indicate significant differences (p ≤ 0.05) in maltodextrin concentration regardless of feed flow and inlet air temperature.

Figura 3. Atributos de color del jugo de naranja en polvo obtenido con secado por aspersión con diferentes concentración de maltodextrina (% p/p): 3 (□), 5 (■) y 7 (■). ^a,b,cLetras distintas muestran diferencias significativas (p ≤ 0.05) en las concentraciones de maltodextrina. ^A,B,CLetras distintas muestran diferencias significativas (p ≤ 0.05) en las concentraciones de maltodextrina independientemente del flujo de alimentación y temperatura de entrada del aire

Table 4. Physicochemical properties of orange juice powder using spray drying at 160°C air inlet temperature, 14 mL/min feed flow and 7% w/w maltodextrin concentration.

Tabla 4. Propiedades fisicoquímicas del jugo de naranja en polvo utilizando secado por aspersión a 160°C temperatura de entrada del aire, 14 mL/min flujo de alimentación y 7% p/p concentración de maltodextrina

Variables	Results
Yield (%)	63.68
Moisture content (%)	2.40 ± 0.14
Apparent density (g/cm^3)	0.50 ± 0.01
Total phenolic content (mg/L)	573.83 ± 6.26
Color attributes
L*	86.22 ± 0.32
a*	4.49 ± 0.51
b*	26.69 ± 1.13
C*	27.07 ± 1.20
H*	80.46 ± 0.66

Figure 4. SEM images of orange juice powdered particles at different magnifications at a) 30 µm and b) 5 µm.

Figura 4. Imágenes de MEB de partículas de jugo de naranja en polvo a diferentes ampliaciones a) 30 µm y b) 5 µm