CINÉTICA DE SECAGEM DE POLPA DE ABRICÓ (Mammea americana L.) POR REFRACTANCE WINDOW

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Alimentos

Autores

Rodrigues de Abreu, E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; dos Santos Nascimento, C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; de Jesus Lopes Santos, S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Albuquerque da Silva, D. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Estevam Marques, A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; da Cruz Rodrigues, A.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Meller da Silva, L.H. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ)

Resumo

A secagem em Refractance Window é uma técnica para agregar valor aos frutos e prolongar a vida de prateleira. A aplicação de modelos matemáticos permite prever o comportamento dos fenômenos que ocorrem durante o processo, o que causa redução no custo operacional. O abricó (Mammea americana L.) é apreciado por sua coloração, propriedades antioxidantes e suas características de sabor e aroma, possui um alto teor de umidade, o que o torna um fruto perecível. O objetivo deste trabalho foi avaliar as variáveis da cinética de secagem de abricó desidratado por RW. A secagem de abricó foi realizada na temperatura de 70 °C. Os dados obtidos foram calculados em 9 modelos matemáticos. Com variação de 99,46% no coeficiente de determinação (R2), o melhor ajuste foi observado para o modelo de Page.

Palavras chaves

Refractance Window; Mammea americana L.; Cinética de Secagem

Introdução

O abricó (Mammea americana L.) é um fruto nativo das Índias Ocidentais e do norte da América do Sul. É encontrado em toda Amazônia e em algumas outras regiões, em especial no estado do Pará, sendo, por isso, também chamado de abricó-do-Pará (BRAGA et al., 2010). A polpa do fruto caracteriza-se por ser brilhante, compacta, firme, fibrosa, de coloração amarelo intenso, de um agradável sabor e aroma perfumado. O abricó pode ser consumido in natura e também na forma de conservas, doces e pastas (BRAGA et al, 2010). O Mammea americana L é ainda considerado uma fruta silvestre, com escassas informações sobre a produção, comercialização e composição. Possui apreciáveis teores de açúcares, fibras e compostos antioxidantes como os carotenoides. O abricó possui umidade superior a 85%, indicativo de alta perecibilidade do fruto. Neste caso, métodos de secagem são viáveis para minimizar este impacto sobre a vida de prateleira do fruto, visando dar maior disponibilidade do fruto e desenvolvimento de novos produtos (VASCONCELOS, 2015; BERNAERT, DROOGENBROECK, DE RUYCK, 2018). O processo de secagem por um dos processos comerciais mais usados na conservação de produtos frutícolas, sem que eles percam suas propriedades biológicas e nutritivas. A redução do teor de umidade do produto, e consequentemente, de sua atividade de água, tem por objetivo evitar o desenvolvimento de micro-organismos e de reações químicas indesejáveis que podem deteriorar o produto tornando-o impróprio para o consumo (MADAMBA, 2008). Um equipamento favorável a secagem de materiais vegetais em pedaços, pastas e soluções é o Refractance Window (RW). O processo de secagem por RW que utiliza energia térmica a partir da água quente, em temperaturas muito próximas da ebulição, para secar uma fina camada de material através da condução, convecção e radiação infravermelha (OCHOA- MARTÍNEZ, 2012). Tem como vantagem manter a integridade de alimentos e ingredientes em sua qualidade sensorial e nutricional. É um método potencial alternativo à liofilização, spray dryer e tambor de secagem para a produção de flakes e pós (EVRANUS, 2011). Para a execução do processo de secagem, é necessário a preparação da amostra. No caso do abricó, esta secagem pode ocorrer com o fruto em pedaços ou em pasta. Outro fato a ser considerado para a secagem são as condições de equipamento, tempo de secagem, composição da amostra, temperatura, se preocupando com a melhor condição para manter características inerentes ao vegetal. Uma ferramenta que auxilia neste processo é a cinética de secagem, que sugere que a temperatura e a velocidade do ar de secagem são variáveis mais importantes do processo. Associados aos dados de cinética há os modelos matemáticos, os quais são usados com o intuito de estimar o tempo de secagem dos produtos e também para obter as curvas de secagem que representam a operação (SANJINEZ-ARGANDOÑA et al., 2011). Diante do exposto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar as variáveis da cinética de secagem de abricó desidratado por Refractance Window.

Material e métodos

2.1 Matéria-prima Os frutos de abricó (Mammea americana L.) foram adquiridos no mercado tradicional da cidade de Belém (PA). Os frutos foram sanitizados, despolpados e preparados para secagem em Refractance Window na forma de pasta. Todas as análises foram realizadas em triplicata.O presente experimento foi desenvolvido no Laboratório de Medidas Físicas (LAMEFI) da Universidade Federal do Pará (UFPA), em Belém. Para a elaboração da pasta foi utilizado uma proporção 2/1 (polpa/água), onde após a devida pesagem foi feita a homogeneização da pasta em liquidificador (Britania/LQ Diamante Black). 2.2 Secagem por Refractance Window Para a secagem foi utilizada metodologia descrita por Costa et al. (2019), na temperatura de 70 °C. A pasta foi aplicada no equipamento com o auxílio de uma espátula. Após o processo de secagem, o produto desidratado foram embalados em sacos de polietileno revestido de alumínio, selados a vácuo, e armazenados em temperatura ambiente até realização das análises. 2.3 Cinética de secagem A cinética de secagem foi determinada pelo acompanhamento da perda de peso da amostra, em intervalos de tempo de 5 minutos. A amostra foi espalhada sobre o filme Mylar, e nos intervalos de tempo definidos, foram retirados amostras de três lugares distintos: porção inicial, central e final da área espalhada, transferidas para um cadinho identificado, para a determinação do teor de umidade, quantificado pelo método gravimétrico em estufa de circulação forçada de ar, à 105 °C, até peso constante, de acordo com o método oficial da AOAC nº 925.10 (1997). Com os dados experimentais, foram construídas as curvas de secagem e obtida a taxa de secagem. A cinética de secagem foi baseada nas perdas de massa das amostras da pasta de abricó e a razão de umidade (MR) definida de acordo com a Eq. (1): MR=(M(t)-Me)/(M0-Me) (1) Onde M(t), M0 e Me são o teor de umidade após o tempo de secagem t, teor de umidade inicial e conteúdo de umidade de equilíbrio, respectivamente. As amostras secas foram analisadas quanto ao teor de umidade, pelo método gravimétrico em estufa a 105°C até peso constante (AOAC, 1997/nº 925.10). Os modelos matemáticos (tabela 1) foram aplicados aos dados experimentais utilizando o software STATISTICA (StatSoft Inc., 2006, Tulsa, OK, USA), tendo como critério os valores de coeficiente de determinação (R2), qui-quadrado (X2) e raiz quadrada do erro quadrático médio (RMSE). As taxas de secagem foram obtidas a partir da inclinação da equação linear ajustada para a parte inicial das curvas de secagem (umidade versus tempo). As difusividades efetivas foram obtidas pela linearização da equação fornecida por Cranck (1975) em função do tempo e as taxas de secagem obtidas a partir da inclinação da equação linear ajustada para a parte inicial das curvas de secagem (umidade versus tempo). Os modelos de secagem se basearam em 9 modelos distintos que foram apresentados conforme seus valores nos resultados.

Resultado e discussão

A pasta foi espalhada uniformemente sobre o filme plástico do equipamento com auxílio de um espalhador. O tempo de secagem para o abricó em pasta na temperatura 700C foi aproximadamente 50 minutos, o que resultou em um produto desidratado na forma de filme. Os resultados da cinética de secagem para o abricó nas temperaturas de 70°C estão apresentados na Tabela 3. Os valores do coeficiente de determinação para todos os modelos testados (R2) foram superiores a 0,98 que indica uma representação satisfatória do processo de secagem. O modelo de Page foi o que apresentou os melhores ajustes para todas as temperaturas de 70°C (Figura 2), o qual alcançou os menores valores, da ordem de 1,52x10-3 para χ² e 3,52% para RMSE. Tabela 2. Valores dos parâmetros e dos coeficientes de determinação (R², χ² e RMSE) dos modelos estudados. O estudo da cinética de secagem da casca da manga (Tommy atkins), em três temperaturas (50, 60 e 70 °C), observada por Azoubel et al. (2008), mostrou que o aumento da temperatura favoreceu a transferência de massa, diminuindo o teor de água de equilíbrio dinâmico e o tempo de secagem. Estes pesquisadores verificaram que o modelo de Page representou adequadamente os dados experimentais da secagem. Outros autores como Ocoró-Zamora e Ayala-Aponte (2013), avaliaram os ajustes de dois modelos matemáticos de pasta de mamão papaya (Carica Papaya L.) com diferentes espessuras, por Refractance Window, e observaram que os modelos de Newton e Midilli se ajustaram satisfatoriamente aos dados experimentais, apresentando valores de R2>0,99 e erros quadráticos médios inferiores a 3,0%. Os modelos Page, Midilli, Henderson e Pabis modificado, Dois termos e Aproximação da difusão foram os que melhor representaram o fenômeno de secagem do feijão nas temperaturas de 35, 45 e 55 °C, tendo sido o modelo de Page selecionado para descrever a cinética de secagem do produto, de acordo com Corrêa et al. (2007). O comportamento de secagem pode apresentar taxas de secagem constante e/ou decrescente. Para produtos biológicos, o comportamento de secagem é, geralmente, decrescente. Esse comportamento é determinado pela migração interna de umidade (PARK; BIN; BROD, 2002; BENDLIN, 2003). Na Figura 8 estão plotados dos dados da taxa de secagem do abricó desidratado em RW a 70 °C. É possível observar comportamento da taxa de secagem decrescente. O que demonstra que a difusão é provavelmente o mecanismo físico que governa o movimento da água na pasta. Pena et al. (2008), na secagem da fibra residual do maracujá, e Azoubel et al. (2009), na secagem de caju com e sem pré- tratamento osmótico, observaram também taxas de secagem decrescentes. Para melhor visualização do comportamento da secagem, as taxas de secagem foram calculadas em função do conteúdo de umidade (Figura 1). Castoldi (2012), em estudo com a taxa de secagem da polpa de tomate, obteve comportamento semelhante ao do abricó, com comportamento decrescente. O mesmo comportamento foi apresentado por Nindo et al. (2003) na secagem de polpa de abóbora por Refractance Window. Castoldi (2012). Segundo Abonyi et al. (2001), a circulação contínua de água quente por baixo da pequena espessura do filme Mylar aliada a fina camada de polpa a ser desidratada facilitam o processo de secagem. Durante a secagem da polpa ocorre o resfriamento evaporativo, impedindo que a temperatura da mesma alcance a temperatura da água de aquecimento. O coeficiente de difusão é determinado através da Segunda Lei de Fick e descreve a transferência de massa e energia, com a migração de água do interior do sólido para a superfície através de movimentos moleculares aleatórios e são diretamente relacionadas às condições de secagem do produto (ARAÚJO et al., 2017; CASTOLDI, 2012). A difusão efetiva da pasta de abricó seca à 70°C, com espessura de espalhamento de 5 mm, foi de 2,09 x10-09 m2/s, dentro do descrito por Madamba (2003), nos quais os valores de difusividade para materiais alimentícios encontram-se na faixa de 10-11 a 10-9 m2/s. Valores encontrados por Costa (2015), variando entre 1,42 x 10-11 e 4,05 x 10- 11 m2/s da secagem à 70°C do blend de tucupi e pupunha, com espessura de espalhamento de 5 mm, apresentaram-se menores ao da secagem da pasta de Abricó.

Apresentação dos parâmetros para cada modelo cinético analisado.


Apresenta a taxa de secagem em função do conteúdo de umidade

Conclusões

A secagem de abricó por Refractance Window resultou em um filme comestível de coloração brilhante e viva, assim como a polpa do fruto. Os dados de cinética de secagem foram melhor ajustados pelo modelo de Page. A taxa de secagem obteve comportamento decrescente.

Agradecimentos

Os autores agradecem à UFPA, A Pró- Reitoria de Pesquisa e Pós-graduação (PROPESP/UFPA) e a CAPES.

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