XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.
INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS DE PROCESSO NA ATIVIDADE DE
ÁGUA E UMIDADE DA CIRIGUELA (SPONDIAS PURPÚREA L.) EM
PÓ OBTIDA POR MEIO DA SECAGEM POR ATOMIZAÇÃO
Marcony Edson da Silva Júnior1, Bárbara Denize Mendes Morais2, Maria Inês Sucupira Maciel3.
Introdução
O Brasil possui vasta biodiversidade de frutas tropicais, especialmente as regiões Norte e Nordeste. O consumo
dessas frutas tem aumentado em decorrência da relação com a aquisição de benefícios a saúde. A cirigueleira (Spondias
purpúrea L.) é uma fruteira tropical pertencente à família Anacardiaceae. Planta originária do México e da América
Central, a cirigueleira adaptou-se de modo satisfatório às condições de alguns países da América do Sul como o Brasil,
destacando-se a região Nordeste, onde esta espécie produz frutos de excelente qualidade, os quais são consumidos in
natura ou utilizados para a preparação de bebidas fermentadas, vinho e bebidas frias, além de participar na preparação de
sorvetes, picolés e geleias (FREIRE et al., 2000). A ciriguela é uma fruta muito apreciada devido ao seu sabor e aroma
doce e exótico. Porém é altamente perecível e demanda pesquisas, uma das técnicas que vem sendo desenvolvida nos
últimos anos é a secagem por atomização que tem por finalidade transformar a polpa da fruta em forma de pó,
geralmente mantendo as propriedades físico-químicas das frutas e em alguns casos melhorando essas propriedades,
permitindo um armazenamento prolongado e uma maior estabilidade e longevidade do produto, de modo a ter uma maior
vida de prateleira, podendo o consumidor ter acesso a produtos da fruta durante todo ano, e não apenas no período de
safra. Através de uma solução, emulsão, suspensão ou pasta, é enorme a diversidade de produtos que se pode secar por
meio deste sistema nas indústrias Química e Alimentícia (ANSELMO et al., 2006).
A secagem por atomização, quando realizada em condições otimizadas, tem se mostrado um método eficiente na
obtenção de vários tipos de produtos alimentícios. A secagem de produtos ricos em açúcar, como sucos de fruta,
apresenta um grande potencial econômico, uma vez que resulta em produtos com volume muito reduzido, o que facilita
seu transporte e armazenamento, e maior vida de prateleira (TONON, 2009). De acordo com Ré (1998), as principais
razões para o uso da microencapsulação em alimentos são: proteger os alimentos contra condições ambientes adversas
(como luz, umidade, oxigênio, radiação UV), proteger componentes sensíveis dos alimentos contra outros ingredientes
durante a estocagem, proteger os alimentos contra perdas nutricionais ou até mesmo adicionar materiais nutritivos a eles,
incorporar mecanismos de liberação controlada às formulações, mascarar ou preservar flavors e aromas e, finalmente,
tornar o produto mais atrativo, promovendo uma maior flexibilidade e controle no desenvolvimento de produtos mais
saborosos e nutritivos, a fim de satisfazer as expectativas dos consumidores. Propriedades como umidade e atividade de
água são essenciais no que diz respeito à estabilidade e estocagem dos pós. Este trabalho teve como objetivo obter polpa
de ciriguela em pó, através do processo de secagem por atomização e estudar a influência da temperatura do ar de
secagem, da vazão mássica de alimentação da mistura e da concentração de agente carreador sobre a atividade de água e
umidade da polpa de ciriguela atomizada.
Material e métodos
Foram utilizados frutos de ciriguela (Spondias purpurea L.) comercializados no Centro de Abastecimento de
Pernambuco – CEASA, localizado na Cidade do Recife – PE. A pesquisa foi desenvolvida no Laboratório de Análises
físico – químicas de Alimentos e no Laboratório de Processamento de Alimentos, ambos do Departamento de Ciências
Domésticas - DCD, da Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE. Os frutos foram selecionados, lavados e
em seguida sanitizados com água clorada (50 ppm de cloro ativo). O despolpamento dos frutos foi realizado em
despolpadeira em aço inox (Bonina Compacta). A polpa foi embalada em sacos de polietileno de baixa densidade e
imediatamente congelada, sendo armazenada a –18ºC e descongelada de acordo com as quantidades necessárias para
cada ensaio.
O agente carreador utilizado foi a maltodextrina com dextrose equivalente (DE) 10 MOR-REX® 1910, da Corn
Products (Mogi-Guaçu, Brasil). Este material foi escolhido por apresentar um baixo custo e por ser comumente usado na
secagem de sucos de fruta por atomização. As variáveis independentes (Tabela 1) foram: temperatura do ar de secagem,
vazão mássica de alimentação da mistura e concentração de agente carreador. Os ensaios foram realizados de acordo
com o planejamento experimental 23 completo (Tabela 2). Para a secagem foi utilizado um secador por atomização
1
Marcony Edson da Silva Júnior é Aluno do Curso Bacharelado em Economia Doméstica, Departamento de Ciências Domésticas, Universidade
Federal Rural de Pernambuco. R. Dom Manoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife - PE, CEP 52171-900. E-mail:
[email protected].
2
Bárbara Denize Mendes de Morais é Aluna do Curso de Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Departamento de Ciências Domésticas,
Universidade Federal Rural de Pernambuco. R. Dom Manoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife – PE, CEP 52171-900. E-mail:
[email protected].
3
Maria Inês Sucupira Maciel é Professora Associada do Departamento de Ciências Domésticas, Universidade Federal Rural de Pernambuco. R.
Dom Manoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife - PE, CEP 52171-900.
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Mini-Spray-Dryer LM modelo MSD 1.0 (LABMAQ do Brasil LTDA). As respostas avaliadas no planejamento foram:
atividade de água (determinada em um higrômetro digital Aqualab 3TE - Decagon, Pullman, USA, a 25ºC), equipamento
tem por princípio a medida do ponto de orvalho da amostra acondicionada em cápsula plástica e levada a um banho
termostatizado e a umidade (determinador de umidade (MARTE - IDSO) – Piracicaba/SP).
Resultados e Discussão
De acordo com a Tabela 3 o teor de atividade de água dos pós de ciriguela variou entre 0,0592 a 0,3928 a 25°C.
Segundo Franco & Landgraf (2008) o valor da atividade de água considerado como limitante para a multiplicação de
microrganismos em um alimento é 0,60, a atividade de água para os pós obtidos no presente trabalho foram menores que
o valor limitante segundo as autoras, indicando estabilidade microbiológica dos pós obtidos por spray dryer. Valores
semelhantes foram obtidos por Tonon (2009) quando realizou a secagem de açaí por spray dryer utilizando
maltodextrina 10DE onde encontrou um teor de Aa de 0,229. Esta Atividade de água (Aa) assegura um produto seco
com elevada estabilidade. Os ensaios que apresentaram os menores valores de atividade de água foram os ensaios 2,6, 13
e 14. A vazão mássica foi a variável que mostrou maior influência sobre a atividade de água final das partículas, sendo
que a diminuição desta variável levou à redução da atividade de água do produto. O aumento desta variável faz com que
o tempo de contato entre o produto e o ar seja menor, tornando o processo de transferência de calor menos eficiente. A
temperatura do ar de secagem apresentou um efeito positivo sobre a atividade de água, ou seja, os ensaios realizados
com maiores temperaturas resultaram em partículas com menores índices de atividade de água. É desejável a Aa baixa,
pois praticamente todos os processos deteriorativos que ocorrem nos alimentos são influenciados pela concentração e
mobilidade da água em seu interior (WOLF, SPIESS e JUNG, 1985). A água é o constituinte presente em maior
quantidade nos alimentos, exercendo influência considerável na palatabilidade, digestibilidade, estrutura e manuseio do
material. Além de um componente básico em alimentos, e o seu controle pode ser crítico para garantir a segurança
microbiológica do tempo de prateleira ao consumo, ou ainda para otimizar um processo de produção. A atividade de
água, pH, temperatura e outros parâmetros têm grande impacto no crescimento de microrganismos, embora apenas aw e
pH sejam os de maior influência. Define-se como sendo a água disponível para o crescimento de fungos e bactérias que
pode levar à produção de toxinas ou participar de reações químicas ou bioquímicas, (como o escurecimento não
enzimático, conhecido como reações de Maillard) as quais podem alterar a textura, aroma, cor, sabor, valor nutricional
do produto e a sua estabilidade, ou seja, o tempo de prateleira (FELLOWS, 2000).
De acordo com a tabela 3, a umidade dos pós de ciriguela variou entre 0,76 a 6,01%, valores semelhantes aos
obtidos por Papadakis, Gardeli e Tzia (2006), em seu trabalho com secagem de suco de uva em spray dryer, utilizando
maltodextrinas de diferentes DE’s, em diferentes concentrações. Valores próximos ao encontrado por Silva Júnior et al.
(2012) 2,22% em pó de cajá, e ao encontrado por Tonon (2009) em pó de açaí (2,57%). Tonon (2009) estudando açaí
em pó encontrou a umidade para as partículas produzidas inferior a 4%, indicando uma disponibilidade muito pequena de
água para a ocorrência de reações químicas e crescimento microbiológico, bem como para a plasticização da matriz
sólida. O ensaio 13 (0,76%) apresentou a menor umidade, neste ensaio foi utilizado a maior temperatura de secagem de
190 ºC. A temperatura do ar foi a variável que mostrou maior influência sobre a umidade final das partículas, sendo que o
aumento desta variável levou à redução da umidade do produto. O uso de temperaturas mais altas implica em um maior
gradiente de temperaturas entre o produto atomizado e o ar de secagem, acarretando em uma maior transferência de
calor, e consequentemente, uma maior evaporação de água do produto, resultando em umidades mais baixas. A vazão
mássica da mistura apresentou um efeito positivo sobre a umidade, ou seja, os ensaios realizadas com maiores vazões
mássicas resultaram em partículas mais úmidas. O aumento desta variável faz com que o tempo de contato entre o
produto e o ar seja menor, tornando o processo de transferência de calor menos eficiente e resultando, assim, em uma
menor evaporação de água do produto.
Agradecimentos
Agradecemos ao CNPq pelo auxílio da bolsa de Iniciação Científica.
Referências
ANSELMO, G. C. S.; MATA, M. E. R. M. C.; ARRUDA, P. C.; SOUSA, M. C. Determinação da higroscopicidade do
cajá em pó por meio da secagem por Atomização. Revista de Biologia e Ciências da Terra. v. 6 n. 2, 2006.
FELLOWS, P. J.; Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e prática. 2°ed. – Porto Alegre: Artmed,
2006. Pág. 62 – 63.
FREIRE, F. C.O. Uso da manipueira no controle do oídio da cerigueleira: resultados preliminares. Fortaleza:
Embrapa Agroindústria Tropical, 2001, 4p. (Comunicado Técnico, 70).
PAPADAKIS, S.E.; GARDELI, C.; TZIA, C. Spray drying of raisin juice concentrate. Drying Technology, v.24, n.2,
2006.
RÉ, M.I. Microencapsulation by spray drying. Drying Technology, v.16, n.6, p.1195-1236, 1998.
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SILVA JÚNIOR, M. E.; SOUZA, M. M. B.; MOURA, N. P.; SILVA, J. A.; MACIEL, M. I. S. Secagem por
atomização do suco de cajá (Spondias mombim L): influência das variáveis de processo e sua qualidade. In: XII
JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2012 – UFRPE. Recife/PE.
TONON, Renata Valerian. Secagem por atomização do suco de açaí: influência das variáveis de processo,
qualidade e estabilidade do produto. Renata Valeriano Tonon. -- Campinas, SP: [s.n.], 2009.
WOLF, W.; SPIESS, W. E. L.; JUNG, G. Sorption isotherms and water activity of food material. New York,
Elsevier Science, 1985. 239p.
Tabela 1 - Variáveis independentes codificadas
Variável
Temperatura do ar de secagem (ºC)
Vazão mássica (h/l)
Agente carreador (%)
-α
90
0,2
10
-1
110
0,36
14
Tabela 2 - Planejamento experimental codificado da secagem em spray dryer
Ensaio
Vazão mássica (l/h)
Temperatura (C)
01
-1
-1
02
+1
-1
03
-1
+1
04
+1
+1
05
-1
-1
06
+1
-1
07
-1
+1
08
+1
+1
09
0
0
10
0
0
11
0
0
12
-α
0
13
+α
0
14
0
-α
15
0
+α
16
0
0
17
0
0
Tabela 3 – Resultados da Atividade de Água e Umidade em Ciriguela Atomizada
Ensaio
Atividade de
Umidade (%)
Água
01
0,14
2,68
02
0,08
1,69
03
0,39
6,01
04
0,25
2,97
05
0,11
2,22
06
0,05
1,00
07
0,31
4,41
08
0,21
2,07
09
0,14
2,99
10
0,10
2,02
11
0,13
2,79
12
0,24
4,60
13
0,07
0,76
14
0,08
1,49
15
0,32
3,99
16
0,12
2,60
17
0,11
2,03
0
140
0,60
20
+1
170
0,84
26
Agente carreador (%)
-1
-1
-1
-1
+1
+1
+1
+1
0
0
0
0
0
0
0
-α
+α
+α
190
1,0
30