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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola
Área de Armazenamento e Processamento
Área de Armazenamento e ProcessamentoÁrea de Armazenamento e Processamento
Área de Armazenamento e Processamento
de Produtos Agrícolas
de Produtos Agrícolasde Produtos Agrícolas
de Produtos Agrícolas
CTRN
Dissertação Apresentada pela Área de Concentração em
Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
Secagem e liofilização de manga: características físico-
quimicas, nutricionais e sensoriais.
POR:
Nicole Gualberto Agra
ORIENTADORES :
Profa. Dra. Maria Elita Martins Duarte
Prof. Dr. Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata
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ii
Nicole Gualberto Agra
Secagem e liofilização de manga: características
físico-quimicas, nutricionais e sensoriais.
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-
Graduação em Engenharia Agrícola da
Universidade Federal de Campina Grande,
em cumprimento às exigências para
obtenção do grau de Mestre.
CAMPINA GRANDE-PB
Junho/2006
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3
Nicole Gualberto Agra
Secagem e liofilização de manga: características físico-
quimicas, nutricionais e sensoriais.
BANCA EXAMINADORA PARECER
________________________________ _________________
Profa. Dra. Maria Elita Martins Duarte
Orientador (UFCG)
________________________________ _________________
Prof. Dr. Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata
Orientador (UFCG)
_______________________________ _________________
Dr. Gabriel Francisco da Silva
Examinador Externo
Pesquisador/UFS - SE
________________________________ _________________
Prof. Dr. Francisco de Assis Santos e Silva
Examinador Interno (UFCG)
CAMPINA GRANDE
Junho / 2006
4
A Deus,
e a meus pais, Feliciano Agra e Iana Lúcia,
ao meu filho Samuel,
às minhas irmãs Nadine e Constance
grandes incentivadores, mestres no ensinamento da vida.
DEDICO
5
Agradeci
AgradeciAgradeci
Agradecimentos
mentosmentos
mentos
A Deus, por ter me proporcionado condições para conseguir alcançar meu ideal,
dando-me força para vencer tantos obstáculos.
Aos meus pais Feliciano Agra e Iana Lúcia, irmãs Nadine e Constance, cunhado
Luciano Albino, pelo incentivo e carinho. À minha irmã Nadine Agra, pela acolhida durante
este trabalho.
A todos os professores do curso que não mediram esforços para transmitir seus
conhecimentos, em especial à Prof.ª Maria Elita Duarte Braga, pela orientação, amizade,
atenção e dedicação.
Aos professores José Tarsísio, Tereza Maria, Artur Andrade, pela atenção, sugestões
e colaborações nas análises realizadas.
Às amigas e companheiras de trabalho Sânia Mara, Deyzi Gouveia, por toda a ajuda e
companheirismo durante o trabalho.
À amiga Luciana Marques por toda ajuda e conhecimentos passados no início do
trabalho.
A Cândido José Ferreira Neto, pela ajuda nas análises.
A Rivanilda, por toda atenção e ajuda durante todo o curso.
A todos aquele que contribuíram direta ou indiretamente na realização deste trabalho e
que pela falta de espaço, não puderam ser citados.
6
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS
vii
LISTA DE TABELAS
x
RESUMO
ABSTRACT
1-
INTRODUÇÃO
1
1.1
Objetivos geral ......................................................................................
2
1.1.1 Objetivos específicos .................................................................... 3
2-
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4
2.1-
Descrição botânica..................................................................................
4
2.2-
Matéria-prima......................................................................................... 5
2.3-
Variedades.............................................................................................. 7
2.4-
Composição da manga............................................................................
8
2.5-
Características físico-quimicas...............................................................
10
2.5.1-
o
Brix ........................................................................................ 10
2.5.2-
Vitaminas (Ácido ascórbico) ................................................... 10
2.5.3-
Açúcares redutores e não-redutores............................................ 11
2.5.4-
pH................................................................................................ 13
2.5.5-
Acidez titulável........................................................................... 13
2.5.6-
Teor de água................................................................................ 14
Minerais ......................................................................................
14
Sólidos totais............................................................................... 14
Cinzas ......................................................................................... 15
2.6-
Industrialização da manga ..................................................................... 15
2.7-
Métodos de conservação de alimentos....................................................
17
2.7.1-
Conservação pelo uso da radiação................................................
17
2.7.2-
Conservação pelo uso de aditivos................................................
19
2.7.3-
Conservação pelo uso do frio...................................................... 21
2.7.3.1-
Refrigeração ............................................................... 22
2.7.3.2-
Congelamento ............................................................ 26
2.7.4-
Conservação pelo uso do açúcar................................................. 35
2.7.5-
Conservação por fermentação..................................................... 35
2.7.6-
Conservação pelo uso do calor....................................................
37
2.7.7-
Secagem ..................................................................................... 42
2.8-
Teor de umidade de equilíbrio................................................................ 57
2.9-
Liofilização............................................................................................. 57
2.9.1-
Fundamentos físicos da liofilização ........................................... 59
7
2.9.2-
Velocidade da transferência de calor.......................................... 62
2.9.3-
Velocidade da transferência de massa.........................................
63
2.9.4-
O liofilizador............................................................................... 64
2.9.5-
Tipos deliofilizadores..................................................................
65
2.9.6-
Efeito da liofilização sobre os alimentos.....................................
66
2.9.7-
Vantagens e desvantagens do processo de liofilização .............. 68
2.9.8-
Parâmetros que influenciam o processo...................................... 70
2.10
Características sensoriais........................................................................ 71
2.10.1-
Aparência e cor............................................................................
72
2.10.2-
Sabor ...........................................................................................
73
2.10.3-
Aroma .........................................................................................
74
3-
MATERIAIS E MÉTODOS
75
3.1-
Matéria - prima....................................................................................... 76
3.2-
Congelamento ..................................................................................... 77
3.3-
Liofilização .............................................................................................
77
3.4-
Secagem convencional............................................................................
79
3.5-
Embalagem do produto final...................................................................
82
3.6-
Caracterização físico-química.................................................................
83
3.7-
Análise microbiológica .......................................................................... 84
3.8-
Análise sensorial..................................................................................... 86
3.9-
Análise estatística .................................................................................. 89
4-
RESULTADOS E DISCUSSÃO
90
4.1-
Caracterização físico-química................................................................. 90
4.2-
Análise microbiológica........................................................................... 102
4.3-
Cinética de congelamento.......................................................................
105
4.4-
Secagem ................................................................................................. 109
4.4.1-
Equação de Cavalcanati Mata..................................................... 109
4.4.2-
Equação de Page..........................................................................
110
4.4.3-
Equação de Thompson 112
4.5-
Análise sensorial..................................................................................... 113
5-
CONCLUSÕES
117
6-
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXO A
ANEXO B
ANEXO C
8
LISTA DE FIGURAS
FIGURA
PÁGINA
Figura 1 Esquema de refrigeração 24
Figura 2 Fluxo de água nas células através da menbrana celular, durante a
desidratação osmótica.
48
Figura 3 Fluxos das correntes de ar 54
Figura 4 Ponto triplo das substâncias 60
Figura 5 Representação do sistema de um liofilizador 60
Figura 6 Transferência de calor evapor durante a liofilização 61
Figura 7 Sistema de liofilização 65
Figura 8 Estrutura porosa dos alimentos liofilizados 67
Figura 9 Fluxograma dos processos da manga liofilizada e manga-passa 75
Figura 10 Corte da manga 77
Figura 11 Liofilizador usado neste trabalho 78
Figura 12 Bandeja de liofilização com a manga já congelada 78
Figura 13 Secador de bandeja Polidryer PD 25, para desidratação de frutas 80
Figura 14 Modelo de formulário utilizado para análise dos atributos
sensoriais da manga liofilizada
87
Figura 15 Modelo de formulário utilizado para análise dos atributos
sensoriais da manga - passa
88
Figura 16 Mapa da estabilidade em função da atividade de água 93
Figura 17 Placa de petri com contagem de bolores e leveduras da amostra da
manga liofilizada
104
Figura 18 Curva de congelamento dos quadros experimentais e calculados da
manga, obtidas por regressão não linear à temperatura de -24
o
C.
105
Figura 19 Curva de congelamento dos quadros experimentais e calculados da
manga, obtidas por regressão não linear à temperatura de -41
o
C.
106
Figura 20 Curva de congelamento dos quadros experimentais e calculados da 107
9
manga, obtidas por regressão não linear à temperatura de -100
o
C.
Figura 21 Curva de congelamento dos quadros experimentais e calculados da
manga, obtidas por regressão não linear à temperatura de -196
o
C.
108
Figura 22 Curva de secagem dos quadros experimentais e calculados da
manga, pela equação de Cavalcanti Mata, obtidas por regressão
não linear à temperatura de 55
o
C.
110
Figura 23 Curva de secagem dos quadros experimentais e calculados da
manga, pela equação de Page, obtidas por regressão não linear à
temperatura de 55
o
C.
111
Figura 24 Curva de secagem dos quadros experimentais e calculados da
manga, pela equação de Thompson, obtidas por regressão não
linear à temperatura de 55
o
C.
112
Figura 25 Manga liofilizada 114
Figura 26 Manga-passa 114
Figura 27 Perfil sensorial da manga liofilizada elaborada a partir da manga a
-24
o
C e da manga-passa obtida em secador de bandeja a 55
o
C.
115
Figura 28 Gráfico da intenção de compra das mangas liofilizada e passa. 116
10
LISTA DE TABELAS
TABELAS PÁGINA
Tabela 1 Comparação entre o congelamento por nitrogênio líquido e frio
mecânico (VICENT et al, 1994)
30
Tabela 2 Equações testadas para representar a secagem da manga à
temperatura de 55
o
C.
82
Tabela 3 Valores médios das características físico-quimicas da manga “in
natura”
90
Tabela 4 Valores médios das características físico-quimicas da manga
liofilizada
91
Tabela 5 Valores médios das características físico-quimicas da manga-
passa.
92
Tabela 6 Análise de variância das características físico-quimicas da manga 94
Tabela 7 Comparação entre os valores dos açúcares redutores da manga “in
natura”e após cada processamento.
95
Tabela 8 Comparação entre os valores dos açúcares não-redutores da
manga “in natura”e após cada processamento.
96
Tabela 9 Comparação entre os valores dos açúcares totais da manga “in
natura”e após cada processamento.
97
Tabela 10 Comparação entre os valores da acidez da manga “in natura”e
após cada processamento.
97
Tabela 11 Comparação entre os valores do teor de água da manga “in
natura”e após cada processamento.
98
Tabela 12 Comparação entre os valores do pH da manga “in natura”e após
cada processamento.
99
Tabela 13 Comparação entre os valores dos sólidos solúveis da manga “in
natura”e após cada processamento.
100
Tabela 14 Comparação entre os valores da atividade de água da manga “in
natura”e após cada processamento.
100
Tabela 15 Comparação entre os valores de cinzas da manga “in natura”e
após cada processamento.
101
Tabela 16 Valores médios das determinações microbiológicas da manga
liofilizada e manga-passa.
102
Tabela 17 Valores médios das determinações microbiológicas da manga
liofilizada e manga-passa após 8 meses de armazenamento
103
Tabela 18 Coeficiente de difusão e difusividade efetiva media da manga nos
três estágios de congelamento, quando a manga é submetida ao
congelamento a -24, -41, -100 e -196
o
C.
109
Tabela 19 Coeficiente da equação de Cavalcanti Mata,obtido por regressão
não linear em secagem da manga a 55
o
C.
110
Tabela 20 Coeficiente da equação de Page,obtido por regressão não linear
em secagem da manga a 55
o
C.
111
Tabela 21 Coeficiente da equação de Thompson,obtido por regressão não
linear em secagem da manga a 55
o
C.
113
Tabela 22 Média de 30 valores atribuídos pelos provadores para os atributos 113
11
sensoriais para a manga liofilizada e para manga-passa.
12
1 – INTRODUÇÃO
A manga (Mangiferaindica, L.) da familia Anacardiaceae é uma das frutas tropicais
mais procuradas no mundo, originária do Sul da Ásia, destaca-se pelo sabor e aroma
agradáveis, junto ao seu valor nutritivo, tais como vitaminas A, B e C, dentre outros. O
interesse por esta fruta não está somente na produção para o consumo in natura, mas também
para fins de industrialização em polpas, sucos, sorvetes, chicletes, compotas, geléias e
derivados (SIQUEIRA et al., 1988).
A manga é uma fruta de alto valor comercial em muitas regiões do mundo,
principalmente as tropicais. Segundo Pelegrine, citado por RIBEIRO (2004), a manga
brasileira, apesar da modesta atuação no mercado internacional de fruta in natura, tem recebido
incentivos empresariais com tecnologia de produção mais adequadas, devido à importância
econômica alcançada nos últimos anos, tanto no mercado interno quanto no externo.
Cortez, citado por RIBEIRO (2004), afirma que apesar da importância da fruticultura
para o país, existe uma grande necessidade de tecnologias pós-colheita capazes de minimizar as
perdas. Frutas que apresentam potencial para a exportação como caju, manga, mamão, abacaxi,
têm perdas pós-colheita que chegam a mais de 50 % de que é produzido.
O interesse pela cultura de manga atualmente, não está apenas voltado à produção de
frutas para consumo “in natura”, mas, sobretudo para fins de industrialização em polpas, sucos,
sorvetes, compotas, geléias e derivados (SIMÔES, 1997).
Segundo GURGEL et al. (1989) apesar da produção de manga ser muito grande no
Brasil, são poucos os trabalhos realizados com relação à industrialização deste fruto.
A desidratação é um dos métodos mais antigos na preservação de frutas, de modo geral,
é realizada por um processo que retira grande parte ou quase a totalidade de água livre da fruta,
tornando possivel limitar ou evitar o crescimento de microrganismos ou outras reações de
13
ordem química, facilitando o transporte e armazenamento a um custo relativamente baixo,
porém, pode provocar algumas perdas de vitaminas, sais minerais, de textura e modificação da
cor e odor.
A retirada da água livre da fruta pode ser realizada por meio de calor (secagem
convencional) ou do frio (liofilização), tendo como resultado, produtos bem diferentes, mas
ambos com um baixo teor de água, possibilitando uma vida de prateleira bem prolongada para
o produto.
Sendo um dos processos mais antigos conhecidos pelo homem, a secagem em muitos
casos não requer a ajuda do homem e apresenta várias vantagens, como conservação,
concentração dos nutrientes, baixo custo, dentre outros.
A secagem convencional é realizada pelo calor produzido artificialmente em
condições de temperatura, umidade e corrente de ar cuidadosamente controlados (GAVA,
1998).
Liofilização ou crio secagem (“freeze-drying”) é um processo de desidratação de
produtos em condições de pressão e temperatura tais que a água, previamente congelada, passa
do estado sólido diretamente para o estado gasoso, ou seja, ocorre uma sublimação
(GAVA,1998).
Este método de desidratação tem como objetivo preservar a qualidade do produto. Um
fator proeminente é a estrutura rígida proporcionada pelo congelamento da superfície do
material onde ocorre a sublimação (LIAPIS et al., 1985).
Algumas das vantagens de se utilizar a liofilização comparada ao processo
convencional de secagem é, além da aparência do produto, a maior conservação de seus
nutrientes, e como desvantagem, tem o custo, pois é um processo um pouco caro, comparando
ao convencional.
1.1. Objetivo geral
14
Diante desses fatos, esta pesquisa experimental teve como objetivo:
Comparar os produtos obtidos a partr da manga Haden, por dois processos de secagem:
liofilizaçao e secagem convencional.
1.1.1. Objetivos específicos:
Como parâmetros de comparação para os dois produtos obtidos (manga liofilizada e
manga –passa) foram realizadas as seguintes análises:
• Caracterisitcas fisico-quimicas;
• Características sensoriais, análise de intenção de compra e preferência;
• Análises microbiológicas.
foi realizado, ainda, a cinética de congelamento da manga em 4 temperaturas (-24, -41, -100 e -
196ºC).
15
2. REVISAO BIBLIOGRAFICA
Considera-se a manga entre as três mais importantes frutas tropicais do mundo, após a
banana, e o abacaxi. Seu fino aroma, sua atrativa coloração e seu valor nutritivo tornaram-na
favorita do homem desde épocas imemoriais (TODA FRUTA, 2004).
De fato, a mangueira é de suma importância às populações de todos os países tropicais
onde é cultivada, ocupando uma posição tão ou mais importante entre as fruteiras tropicais do
que as fruteiras de clima temperado (MEDINA et al., 1981).
A manga tem uma grande diversidade de usos, destacando-se dentre eles, o seu
consumo “in natura”, pode ser em estado verde, meio maduro ou completamente madura;
cozida e adoçada pode ser usada no preparo de doces, conservas, pastas e geléias; sozinha ou
acompanhada de outras frutas, no preparo de purês, néctares, refrescos e nevados (IBRAF,
2004)
Segundo MEDINA et al (1981), mangas verdes são usadas no preparo de “amchur”
(fatias secas ao sol), “chutney” (pasta condimentada), picles, confeito, geléias e conserva,
enquanto mangas maduras são utilizadas na elaboração de polpas, geléias, fatias para enlatados,
manga seca e flocos de cereais.
A manga tem propriedades medicinais como laxativa, diurética e revigorante.
2.1. Descrição botânica
A mangueira pertence ao Reino vegetal, Ramo Phanerogamae, Sub-Ramo
Angiosperme, Classe Dicotiledone, Ordem Sapindales, Família Ananardiace, Gênero
Mangifera e a espécie cultivada é a indica (MANICA, 1981).
16
A mangueira (Mangifera indica, L.), consiste de 64 gêneros, principalmente árvores e
arbustos, vegeta anualmente e estas são as responsáveis pela frutificação (SIMÃO, 1971).
Mallik citado por MANICA (1981), diz que flores não polinizadas produzem um quarto
de frutos em relação a flores polinizadas e concluem que um agente externo é necessário para
transferir o pólen.
De acordo com Silva citado por SÃO JOSÉ et al. (1996), o caule é tipo tronco,
lignificado, com uma casca rugosa bastante espessa, fissurada longitudinalmente, apresentando
coloração variando do cinza escuro ao preto.
As folhas apresentam forma e tamanhos variados, simples, penadas, lanceoladas,
oblongo-lanceadas, acuminadas, com base cuneada, margens lisa ou levemente onduladas. A
consistência é coreácea ou às vezes menbranáceas, coloração verde escuro nas folhas maduras
e arroxeadas ou bronzeadas nas folhas novas em desenvolvimento SÃO JOSÉ et al. (1996).
A mangueira apresenta-se com um tipo de fruto denominado drupa carnosa, achatado
lateralmente, com variações conforme o tipo do tamanho, forma, coloração, presença de fibras,
aroma e sabor. Sua massa varia entre 300 e 600g, sendo possível encontrar frutos de 100g
(AZEVEDO. 1999).
As formas mais comuns são: arredondadas, ovaladas, cordiforme e elíptica.
2.2. Matéria-prima
A propagação da mangueira se faz através do processo vegetativo, isto é, da enxertia
das variedades comerciais sobre portas-enxerto obtidos a partir de sementes
(ALBUQUERQUE et al, 1992).
17
De acordo com Bleinroth, citado por SILVA (1985), a manga é um fruto que apresenta
uma alta taxa de respiração durante o seu processo de maturação. A intensidade respiratória
varia de uma variedade para outra e está relacionada também com a temperatura ambiente.
O tempo que o fruto leva para amadurecer é determinado pelo estádio fisiológico pré-
climatérico, sendo as mudanças físicas, fisiológicas e bioquímicas iniciadas no estado
climatérico (CHAPLIN, 1984).
O climatérico é um estádio crítico e marcado pelo elevado pico de atividade respiratório
chamado pico de climatério. Os frutos neste período alcançam a sua plena maturidade e sendo
colhidos neste estágio, amadurecem satisfatoriamente com desenvolvimento normal da relação
açúcar/acidez e com seu sabor típico (MANICA, 1981).
Segundo BLEINROTH et al. (1976), com relação à obtenção de um rendimento
satisfatório no processo de manga, as variedades que apresentam semelhanças quanto ao
aspecto físico, são as mais indicadas. Mangas de variedades com fibras longas, inadequadas à
produção de compotas, podem ser utilizadas na fabricação de polpa, desde que tenham cor,
aroma e sabor apreciáveis, pois as fibras podem ser eliminadas mecanicamente.
De acordo com Azevedo, citado por GUIMARÃES (2000), os frutos da variedade
“Tommy Atkins” possuem características ímpares, trata-se de frutas de formato oval alongado,
de tamanho mediano a grande, variando de 12 a 13 cm de comprimento. Sua cor é basicamente
amarelo/alaranjado com manchas avermelhadas muito atraentes. A casca é grossa e resistente
ao transporte e manuseio. Sua polpa, de sabor suave e doce, compõe 80% do peso do fruto,
onde estão fibras finas e 15 % de sólidos solúveis.
Para Malo citado por MANICA (1981), a “Tommy Atkins” são as mangas de boa
produção, boa duração da casca e qualidade para a comercialização, com o inconveniente de ter
aumentado um pouco o teor de fibras. A “Tommy Atkins” é um cultivar monoembriônico, com
bom vigor. Fruto médio a grande, com 380 a 720g, de cor bonita, atrativa, com polpa de
18
excelente sabor, pouca fibra, casca espessa, com grande duração, de cor amarela a vermelho
brilhante.
O interesse pela cultura de manga atualmente, não está apenas voltado à produção de
frutas para consumo “in natura”, mas, sobretudo para fins de industrialização em polpas, sucos,
sorvetes, compotas, geléias e derivados (SIMÔES, 1997).
Os frutos destinados ao processamento de polpas são selecionados baseando-se na
obtenção da menor carga microbiana possível, bem como no atendimento às expectativas das
propriedades sensoriais de cor, sabor e aroma do produto (SIMÔES, 1997).
2.3. Variedades de manga
Desde remotos temos, a manga é conhecida e cultivada pelos povos da Índia e Malásia.
As variedades existentes são numerosíssimas, como é o caso de fruteiras e plantas antigas.
Há, no mundo, umas 500 variedades de mangueiras, produzindo mangas de muitos
tamanhos, formatos, cores e sabor. As menores pesam cerca de 150g, enquanto as maiores
alcançam ou ultrapassam 1 quilo. No Brasil, há dezenas de variedades (PIMENTEL,1983, ).
Serão citadas algumas dessas variedades:
• Bourbon
Fruto de tamanho médio, forma oblongo-alongada, formando quase um S, pesando 250
a 350g; casca grossa, lisa, de cor esverdeada; polpa muito sucosa, com fibras longas e moles;
cor amarela pálida.
• Carlota
Fruto pequeno de forma ovalada, pesando de 150 a 200g; casaca fina, de cor esverdeada
amarela. Descasca facilmente. Polpa de cor amarelo-pálida a amarelo-ouro, macia a firme,
muito doce, com agradável aroma, moderadamente sucosa, quase sem fibras.
19
• Espada
Fruto de tamanho médio, de forma oblongo-alongada, pesando 200 a 250g; casca
grossa, lisa, de cor verde-amarelada; polpa amarelo-ovo, muito fibrosa, dura, sabor doce
levemente terebentinoso, muito apreciado, tendo contra si as fibras grossas e ásperas.
• Extrema
Fruto médio a grande, de forma ovalada e achatada na base e no ápice, pesando de 250
a 400g; casca fina, lisa de cor amarela clara, com pontuações verdes; polpa de cor amarela
alaranjada muito intensa, sem fibras, de sabor agradável.
• Família
Fruto grande de forma oblongo-arredondada, pesando de 750 a 1.120g; casca com
lenticelas brancas, lisa, fina, verde-amarelada; polpa firme, levemente acidulada, aromática, de
bom sabor, com fibras moles, de cor amarela.
2.4. Composição da manga
Nutrição se refere ao processo de utilização dos alimentos pelo corpo. Inclui a
digestão de alimentos adequados; digestão dos alimentos para que o corpo possa utilizar os
nutrientes; absorção dos nutrientes na circulação sanguínea; uso dos nutrientes individualmente
pelas células e a egestão (eliminação) de resíduos não aproveitados (CAMARGO et al, 1986).
Segundo Escudero, citado por EVANGELISTA (1992), os nutrientes se definem:
“são substancias cuja ausência no regime ou diminuição abaixo do limite mínimo, produz no
fim de certo tempo, enfermidade carencial”.
São nutrientes os protídeos, glicídeos, lipídios, minerais, vitaminas, água, oxigênio e
fibra.
Segundo Singh citado por MAIA et al. (1998a), a manga tem uma excelente
composição, variando com os seguintes constituintes: água, carboidratos, ácidos, proteínas,
lipídios, minerais, pigmentos, taninos, vitaminas e substâncias voláteis que formam
20
coletivamente o “flavor”. No entanto, água e carboidratos constituem os principais
componentes, com exceção dos lipídios e proteínas, os demais constituintes contribuem
significativamente para o valor nutricional do fruto.
De acordo com SIQUIERA (1998), Rubens Descartes, um estudioso da manga,
examinou mais de mil análises feitas no mundo todo, e cita as seguintes composições químicas
da polpa:
Água 84,80 a 77,70 %
Sólidos totais 15,20 a 23,30 %
Proteínas 0,32 a 1,12 %
Matérias graxas 0,08 a 0,53 %
Açúcar invertido 1,72 a 6,40 %
Sacarose 6,34 a 16,40 %
Ácido (como cítrico) 0,27 a 1,50 %
Fibras 4,40 a 0,97 %
cinzas 0,25 a 0,53 %
A composição química da manga tem relação com as condições da cultura, variedade,
estádio de maturação, etc., variando muitas vezes com estas condições, mas, em geral, a fruta
fresca possui um alto teor de sólidos solúveis totais e o conteúdo de açúcar é alto, comparando
com o de outras frutas (MEDINA, 1981).
Segundo CHITARRA (1998), os compostos químicos responsáveis pelo sabor do fruto
são açúcares, ácidos orgânicos e compostos fenólicos.
Nas frutas frescas os sólidos totais são mais altos, os açúcares variam de acordo com a
variedade, mas em todas, a sacarose é o principal açúcar presente. Muitas variedades têm mais
proteínas que as frutas comuns, há bastante tanino. (RADOMILLE et al, 1991).
À medida que o fruto vai crescendo aumenta proporcionalmente o teor de amido, mas
quando ela completa o seu desenvolvimento fisiológico inicia-se a sua redução, com a
21
transformação em açucares. As percentagens de açucares e amido variam muito de uma
variedade para outra. Os açucares constituem a maior quantidade de soldos solúveis na manga
madura. No inicio da maturação, a maioria dos açucares é de redutores, mas as frutas
completamente maduras contêm mais açucares não-redutores (na forma de sacarose) do que
redutores (BRAVERMAN, 1980).
2.5. Características físico-quimicas
2.5.1. ºBrix
Segundo CARVALHO et al. (1990), o ºBrix á a percentagem, em gramas, de sólidos
que se encontram dissolvidos no suco ou na polpa. No caso de frutas, esses sólidos aquo-
solúveis são constituídos por: açucare (65 a 85% dos sólidos dissolvidos), ácidos orgânicos,
sais minerais, vitamina C e do complexo B dentre outras substâncias.
Segundo CARVALHO et al (1990), a determinação do brix pode ser feita por
aparelhos de leitura direta (refratômetro) ou indireta (densímetro de brix).
2.5.2. Vitaminas (Ácido ascórbico)
Vitaminas são compostos químicos de natureza orgânica que ocorrem e quantidades
mínimas nos alimentos e que são necessárias para a vida e o crescimento (CAMARGO et al,
1986).
As vitaminas são substâncias variadas, muitas delas já conhecidas em sua composição
química, as quais, introduzidas no organismo em pequenas quantidades, desempenham
importante papel na manutenção da saúde, no crescimento, na defesa contra infecções, na
nutrição (BALBACH, s/a.).
22
As vitaminas podem ser parcialmente ou totalmente destruídas, não só quimicamente
por reações por compostos oxidantes e redutores, mas ainda por contaminação enzimática, com
inevitáveis perdas de valor nutritivo do alimento, fato que pode ser diminuído, ou mesmo
evitado, por condições adequadas de processamento (BRASIL & GUIMARÃES, 1998).
A aceleração dos processos enzimáticos favorece a mudança de cor das frutas, a
transformação dos ácidos e do amido em açúcar favorece a formação de aldeídos e ésteres que
vão dar à fruta o aroma, mas vai favorecer também os processos oxidantes, sobretudo a
destruição do ácido ascórbico (LEDERER, 1991).
Gofur, citado por COELHO (2000), relata que seu estado inicial de desenvolvimento, a
manga apresenta um bom teor de ácido ascórbico, decrescendo rapidamente logo após a
constituição da fruta.
A manga é uma fruta rica em caroteno, que lhe dá a coloração amarela quando madura.
A quantidade de carotenóide aumenta progressivamente, sendo que o β-caroteno é encontrado
em maior proporção, 37% na fruta verde e 50% na fruta madura. O β-caroteno é o precursor da
vitamina A, encontrado em quantidade variável dependendo da variedade da manga, região
onde é cultivada, práticas culturais e estágio de maturação com que a fruta é colhida
(MEDINA, 1981).
A vitamina C é a que mais altera durante o armazenamento, pelo menos em temperatura
ambiente, pois sua degradação vai depender do tempo e da temperatura do armazenamento. A
oxidação da vitamina C faz-se tanto à custa do oxigênio do ar, quanto do oxigênio contido em
pequenas quantidades nas células.
Na manga, o ácido ascórbico apresenta resultados inversos ao da vitamina A, isto é,
tende a decrescer com a maturação da manga (MEDINA, 1981).
O conteúdo de vitamina C das frutas varia de acordo com as condições nas quais foram
cultivados e com as condições sob as quais foram armazenados (KRAUSE & MAHAN, 1991).
23
2.5.3. Açúcares redutores e não-redutores
Segundo Singh citado por SILVA (1985), na composição química da manga são
encontradas elevadas concentrações de carboidratos. De acordo com os seus constituintes e
funções, podem ser classificados em açucares simples, amido e celulose.
Os carboidratos, que também se acham em elevadas proporções na composição da
manga, são formados por amido, açucares, celulose, pectina e tanino (MEDINA, 1981).
Os hidratos de carbono, também chamados sacarídeos, glicídeos e carboidratos, são
substancias amiláceas em cuja composição entra carbono, hidrogênio e oxigênio (BALBACH,
s/a).
Quantitativamente, a mudança mais importante associada à maturação das frutas é a
degradação dos carboidratos poliméricos, frequentemente ocorre a quase total conversão do
amido em açúcares.
De acordo com SÃO JOSÉ et al. (1996), os valores referentes aos teores de açucares
redutores e totais crescem gradualmente, observando-se uma pequena queda durante a
maturação fisiológica, no entanto, os açucares não-redutores permanecem mais ou menos
constantes durante o amadurecimento da manga.
As percentagens de amido e açúcares variam muito de uma variedade para outra. Os
açucares constituem a maior quantidade de sólidos solúveis na manga madura. No início da
maturação, a maioria dos açucares é de redutores, mas as frutas completamente maduras
contêm mais açucares não-redutores (na forma de sacarose) do que redutores (MEDINA,
1981).
Kader citado por BLEINROTH (1988), afirma que as frutas tropicais possuem teores de
carboidratos variando entre 10 a 25% de seus pesos frescos, sendo que os principais são:
açúcares (sacarose, glicose e frutose) e os polissacarídeos (celulose, amido e pectina).
24
As frutas sofrem alterações metabólicas provocadas por transformações químicas,
provocando mudanças de sabor, em virtude do aumento de açucares pela transformação de
amido em glicose, frutose e sacarose (BRAVERMAN, 1985).
De acordo com CHITARRA & CHITARRA (1990), os principais açucares solúveis
presentes nos frutos são a glicose e frutose (açucares redutores) e a sacarose (açucares não-
redutores).
2.5.4. pH
Leitão citado por GUIMARÃES (2000), afirma que o pH é uma característica intrínseca
do alimento, de fundamental importância na limitação dos tipos microrganismos capazes de se
desenvolver e na maior ou menor facilidade de conservação.
A concentração de íons hidrogênio (pH) de um alimento é importante pela influencia
que exerce sobre tipos de microrganismos aptos à sua multiplicação e, portanto, sobre as
alterações que logicamente deveriam produzir (GAVA, 1998).
Para a industrialização de frutas é interessante que eu pH seja inferior a 4,3, pois
confere aos produtos industrializados maior resistências aos microrganismos patogênicos.
Durante a maturação dos frutos de manga, há um crescimento do seu pH (GAVA, 1998).
2.5.5. Acidez titulável
De acordo com Chitarra & Chitarra, citado por ARAÚJO (2000), a acidez é
usualmente calculada com base no principal ácido presente, expressando-se o resultado como
percentagem de acidez titulável e nunca da total, devido aos componentes ácidos voláteis que
não são detectados.
25
Os métodos que avaliam a acidez total resumem-se em titular a solução padronizada
de álcali a acidez do alimento, empregando a fenolftaleína como indicador do ponto final da
titulação (CARVALHO et al., 1990).
A determinação da acidez total em alimentos pode fornecer dados valiosos no
processamento e na conservação do alimento.
Segundo Soler, citado por GUIMARÃES (2000), o teor de acidez tende a aumentar
com o decorres do crescimento da fruta, até o seu completo desenvolvimento fisiológico,
quando então começa a decrescer, à medida que vai amadurecendo.
As mangas verdes, fisiologicamente desenvolvidas, de variedades para picles, contêm
os seguintes ácidos: málico e cítrico em maior quantidade e os demais, como oxálico,
succínico, oxalacético, dentre outros, em proporções muito pequenas (MEDINA, 1981).
A acidez total da fruta, que é expressa em ácido cítrico ou málico, demonstra que as
frutas verdes possuem uma acidez que varia de 0,67 até 3,36% e as maduras de 0,17 a 0,56%
(MEDINA, 1981).
2.5.6. Teor de água
Os frutos são alimentos que apresentam elevado teor de água, e por isso, estão
sujeitos a sofrerem inúmeras alterações, já que a água (solvente universal de todos os sistemas
biológicos) é o principal veículo para o processamento de alterações de natureza química e
bioquímica dos alimentos (BRASIL & GUIMARÃES, 1998).
2.5.7. Minerais
São substâncias inorgânicas. Nos alimentos e no corpo estão combinados na forma de
sais. Os macrominerais essenciais são: cálcio, fósforo, potássio, enxofre, cloro, sódio, magnésio
26
e ferro. As microminerais essenciais são: manganês, cobre, iodo, flúor, zinco, molibdênio,
selênio, cobalto e crômio (GUIMARÃES et al, 1986).
Os sais minerais acham-se presentes na manga em quantidades que variam de 0,26 a
1,16%, ou, em média, 0,49%. Os sais minerais são constituídos principalmente de cálcio,
magnésio, potássio, silício, fósforo e ferro. O cálcio constitui 0,1%, o potássio 0,06% e o ferro
0,3 mg/g de polpa (MEDINA, 1981).
2.5.8. Sólidos Totais
Segundo BOBBIO & BOBBIO (1992a), sólidos totais são todas as matérias secas do
produto, ou seja, o que sobra quando se tira a água do mesmo.
De acordo com Krishanamurthy et al, citado por BLEINROTH et al (1976), os teores
de sólidos totais da polpa da manga permanecem constantes em todos os estádios de
maturação.
2.5.9. Cinzas
As cinzas em alimentos se referem se ao resíduo inorgânico remanescente da queima
da matéria orgânica, sem resíduo de carvão. As cinzas são consideradas como medida geral de
qualidade e frequentemente são utilizadas como critério na identificação dos alimentos
(BOBBIO & BOBBIO 1992a).
A composição das cinzas não corresponde à quantidade de substâncias minerais
presente nos alimentos, devido às perdas por volatilização ou mesmo pe4la reação entre os
componentes.
De acordo com Seelig, citado por MEDINA( 1981), a manga contém em 100g de polpa:
81,7g de água, 66 unidades calóricas, 0,4g de matéria graxa, 16,8g de carboidratos, incluindo
0,9g de fibras 0,7g de proteína, 0,4g de cinzas, 10mg de cálcio, 13mg de fósforo, 0,4mg de
27
ferro, 7mg de sódio, 189 mg de potássio, 18mg de magnésio, 4.800 U.I. de vitamina A, 0,05
mg de tiamina, 0,05mg de riboflavina, 1,1 mg de niantina e 35 mg de vitamina C.
2.6. Industrialização da Manga
O processamento de um alimento tem por finalidade básica a conservação da qualidade
deste alimento, sendo importante lembrar que nenhum processo pode melhorar a qualidade de
um alimento, podendo, no máximo, manter suas características originais.
Segundo GURGEL et al. (1989) apesar da produção de manga ser muito grande no
Brasil, são poucos os trabalhos realizados com relação à industrialização deste fruto.
De acordo com SILVA (1985), a manga apresenta, em média, um rendimento de 55%
em seu processamento.
Além de minimizar os prejuízos com as perdas decorrentes da comercialização do
produto “in natura”, o processamento de frutas é uma atividade agroindustrial de relevante
importância na medida em que se agrega valor econômico a fruta (CABRAL & FURTADO,
1996).
O tamanho e a forma são de extrema importância no processamento de frutas, pois
facilitam os cortes, o descascamento e até o projeto de determinados equipamentos depende
desses parâmetros.
Segundo PIMENTEL (1983), o Brasil, bem como em outros paises, produzem grande
quantidade de manga, a qual é consumida a fruta fresca. As tentativas de processamento nem
sempre são bem sucedidas, por algumas razões: a matéria-prima não é uniforme; dificuldade de
transporte, amadurecimento e conservação antes do processamento; safra curta, não
justificando uma instalação industrial específica para manga.
28
A manga em calda é o mais importante produto que se pode obter de manga, portanto o
mais aceito no mercado internacional. Para a sua elaboração, faz-se necessário à escolha de
matérias-primas da mais alta qualidade (PIMENTEL, 1983)
Para CABRAL & FURTADO (1996), a polpa é o produto obtido pelo esmagamento da
parte comestível de fruta por processos tecnológicos adequados. O purê ou polpa de fruta é o
produto processado que via-de-regra, visa substituir “in natura” a fruta na sua falta.
O néctar de manga é um dos mais importantes provenientes de frutas tropicais. Seu
consumo e sua aceitação são consideráveis em todo o mundo, sendo a Índia o maior produtor
mundial (PIMETEL, 1985)
Segundo MAIA (1998d), o termo “néctar de frutas” é usado na indústria para designar a
mistura de suco e polpa de frutas misturados com açúcar, que pode conter colorante artificial,
aromatizante e ácido cítrico, para produzir um produto pronto para o consumo.
O suco de manga é outro produto de bastante aceitação. É classificado de acordo com
sua classificação como : suco integral, suco concentrado ou suco desidratado.
O produto obtido da polpa da manga à qual se fez adição de açúcar e ácido, com
posterior evaporação por aquecimento leva o nome de “mangada ou massa de manga”. É um
produto de venda limitada no Brasil, tendo como principais concorrentes a goiabada e a
marmelada.
As mangas verdes caídas das mangueiras são fatiadas e secadas ao sol. O “amchur”
como é chamado, é bastante usado na Índia, substituindo o tamarindo e preparações culinárias
(PIMETEL, 1985)
Segundo PIMETEL (1985), há ainda três importantes produtos oriundos da manga, para
os indianos. São ele os picles, o “chutney”e as conservas. Podem ser feitos de mangas recém-
cortadas ou de fatias conservadas com sal para posterior processamento desse produto.
29
O “chutney” é um produto pastoso ou semifluido preparado de vários ingredientes
como frutas e vegetais e condimentos diversos. Um bom “chutney” de manga deve ter paladar
aceitável e aroma e sabor agradáveis.
2.7. Métodos de conservação de alimentos
2.7.1. Conservação pelo uso da radiação
A utilização da conservação por radiação oferece um método de esterilização fria,
pelo qual, podem-se conservar os alimentos sem perder suas características naturais.
As radiações ionizantes usadas nos estudos de irradiação de alimentos são: gama, X,
beta e elétrons acelerados. Os raios gama e X são radiações eletromagnéticas de idêntica
natureza, porém, diferentes quanto à origem. Enquanto a radiação gama tem como origem um
núcleo estável, a X é originada de elétrons orbitais, que acelerados atingem uma placa metálica
gerando o raio X. Da mesma forma, a radiação beta é constituída de um fluxo de elétrons
provenientes e os elétrons acelerados são obtidos por captação e aceleração de elétrons orbitais
(CAMARGO et al, 1986).
A energia absorvida pelo alimento irradiado é medida em ergs. A unidade absorvida é
rad (Radiation Absorbed Dose), que equivalente a 100 ergs por grama de alimento.
Segundo CAMARGO et al (1986), os tratamentos utilizados na irradiação de
alimentos podem ser divididos em três classes principais:
• Radurização – usa doses pequenas (de 5 a 100 krad) a fim de impedir o brotamento
(batata, alho, cebola), retardar o período de maturação e deterioração de frutas e hortaliças,
controlar os insetos que infestam grãos (trigo, feijão, etc.), frutas e hortaliças.
• Radicidação ou radio pasteurização – usa doses intermediarias (100 a 1000 krad)
com o fim de pasteurizar sucos de frutas, retardar a deterioração de peixes, controlar a presença
de Salmonella.
30
• Radapasteurização – também chamada de esterilização comercial, com doses
elevadas (de 4,5 a 5,6 Mrad) na esterilização de carnes em geral.
Dentre estes, os tratamentos de batata e trigo já são usados comercialmente, e os
demais, são realizados apenas estudos.
Vantagens da radiação dos alimentos
• Os alimentos não são submetidos à ação do calor, portanto, suas características
organolépticas não se alteram;
• Permite o tratamento de alimentos envasados;
• Os alimentos podem ser conservados com pouca manipulação e sem aditivos
químicos.
Desvantagens da radiação dos alimentos
A maior desvantagem desse tipo de conservação é o alto custo, mas citaremos mais
algumas:
• Eventuais perdas do valor nutritivo;
• A possibilidade que alguns microrganismos desenvolvem resistência à radiação;
• A resistência do consumidor quanto ao consumo de alimentos irradiados, por medo
dos efeitos da radiação induzida.
As doses de irradiação empregadas, em pouca intensidade, não exercem efeito algum
sobre a digestibilidade das proteínas. Doses mais elevadas provocam a hidrólise dos grupos
sulfídricos e aminoácidos sulfurados das proteínas, o que provoca queda no aroma e sabor dos
alimentos. Os carboidratos também são hidrolisados e oxidados a compostos mais simples
(CAMARGO et al, 1986).
As vitaminas são geralmente, sensíveis às radiações ionizantes, nos alimentos, a
desnutrição destes nutrientes é da mesma ordem da desnutrição causada por processo térmico
BOBBIO ( BOBBIO & BOBBIO, 1992a).
31
Os carboidratos também sofrem efeitos com a irradiação. Esta produz quebras
moleculares no amido. As soluções de pectina são tão degradadas quanto os amidos.
As enzimas podem ser inativadas pelo efeito direto ou indireto das radiações
ionizantes. São mais resistentes aos efeitos das radiações nos substrato naturais que em
soluções puras (DESROSIER, 1981)
2.7.2. Conservação pelo uso de aditivos
A adição de produtos químicos aos alimentos não é um processo moderno de sua
conservação. Ainda na pré-história, o homem aprendeu a usar o sal para conservação de carnes
e condimentos para melhorar a palatabilidade de certos alimentos.
Hoje em dia, a indústria alimentícia tem-se beneficiado de novas substancias que são
adicionadas ao alimento para conservar, melhora a cor, o aroma, textura e, inclusive, torna-lo
mais nutritivo.
A FAO define aditivo de alimentos com “uma substância não nutritiva adicionada
intencionalmente ao alimento, geralmente em quantidades pequenas para melhorar a aparência,
sabor, textura e propriedades de armazenamento” (GAVA, 1998).
Vantagens do uso de aditivos
Segundo (DESROSIER 1981), o uso de aditivos tem as seguintes vantagens:
• Aumento do valor nutritivo;
• Aumentar sua conservação ou estabilidade, reduzindo perdas dos alimentos;
• Tornar o alimento mais atrativo ao consumidor;
• Fornecer condições essenciais ao processamento do alimento.
Já GAVA (1998) afirma que o uso de aditivos não é permitido nos seguintes casos:
32
• Se o mesmo possuir toxicidade real ou potencial;
• Quando interferir sensível e desfavoravelmente no valor nutritivo do alimento;
• Quando encobrir falhas no processamento e nas técnicas de manipulação de
alimento;
• Quando encobrir alterações na matéria-prima do produto já elaborado;
• Quando não satisfizer a legislação de aditivos de alimentos vigente.
Neste caso, vamos explorar apenas os conservantes, uma vez que se trata de métodos
de conservação de alimentos. No caso de frutas e hortaliças, esses métodos de conservação não
se aplica.
Conservantes
Os conservantes ou preservativos são utilizados nos alimentos, visando evitar a sua
deterioração, principalmente aquelas ocasionadas por microrganismos.
Segundo GAVA (1998), os conservantes permitidos pela legislação brasileira são os
seguintes:
• Acido benzóico;
• Ácido bórico;
• Ésteres do ácido p-hidroxibenzóico;
• Ácido sórbico;
• Dióxido de enxofre e derivados;
• Nitratos;
• Nitritos;
• Propionatos;
• Ácido deidroacético (deidroacetato de sódio)
Só podem ser usados em determinados produtos, sendo a quantidade máxima a ser
utilizada prescrita pela legislação vigente.
33
2.7.3. Conservação pelo uso do frio
As altas e baixas temperaturas, isto é, o calor e o frio, constituem a base de vários
processos de conservação de alimentos e produtos alimentícios, com o propósito de manter, o
mais alto grau de qualidade possível.
É de extrema importância entender, primeiramente, a diferença entre calor e frio, pois
estes se distinguem perfeitamente entre si. Segundo EVANGELISTA (1992), o calor se irradia
de um corpo para outro, ao passo que o frio não se desprende ou irradia, justamente porque não
é uma propriedade, e sim ausência de calor. Apoiado neste princípio, verificamos que os
processos de conservação por baixas temperaturas se realizam por extração de calor.
Sabemos que o alimento contém um número variável de bactérias, leveduras e mofos
que poderão provocar alterações, dependendo de condições adequadas de crescimento. Cada
microrganismo presente possui uma temperatura ótima de crescimento e uma temperatura
mínima, abaixo da qual não pode multiplicar-se. Na medida em que a temperatura vai
descendo, o ritmo de crescimento também diminui, sendo mínimo na temperatura de
crescimento mínimo. As temperaturas mais frias podem inibir o crescimento microbiano,
porém a atividade metabólica continua, ainda que lentamente, até certo limite. Portanto, o
decréscimo da temperatura dos alimentos produz efeitos nos microrganismos presentes. Sabe-
se que certos microrganismos conseguem crescer, mesmo que um ritmo bem lento, em
temperatura abaixo de 0º C. O congelamento, além de impedir que a maior parte da água
presente seja aproveitada devido à formação de gelo, aumentará a concentração das substâncias
dissolvidas na água e não congelada (EVANGELISTA, 1992).
Na refrigeração, a temperatura da câmara onde se encontra os produtos não é tão baixa,
e quase nunca inferior a 0º C, obtendo-se assim, uma conservação por dias ou semanas,
dependendo do produto.
No congelamento ocorre a formação de gelo, necessitando-se assim, de temperaturas
mais baixas (-10º a -40º C), obtendo-se a conservação por períodos de meses, ou até aos.
34
2.7.3.1.Refrigeração
A refrigeração é o processo mais delicado de preservação de alimentos. Traz
relativamente, poucos efeitos adversos sobre o sabor, textura, propriedades nutritivas e provoca
poucas alterações nos alimentos, desde que algumas regras sejam observadas e o tempo de
armazenamento não seja excessivo (CAMARGO et al, 1986).
O objetivo da refrigeração é manter a qualidade original do alimento até o ato de sua
ingestão, transporte, transformação industrial, ou submissão a outros processos de conservação
(EVANGELISTA, 1992)
O processo difere dos demais processos de frio pelos graus de temperatura utilizados,
que estão compreendidos entre -1º a 10º C, a escolha desta temperatura depende do tipo de
produto e do tempo e condições do armazenamento.
Segundo EVANGELISTA (1992), a refrigeração não tem ação esterilizante sobre
microrganismos e, por isso, não pode melhorar o alimento em condições precárias de sanidade;
consegue sim, retardar o prosseguimento das atividades contaminantes já instaladas e impedir,
nos casos previstos, o surgimento de novos agentes deteriorantes. Por sua importância, não é
demais reafirmar que a refrigeração produz uma bacteriostase, isto é, a inibição de germens,
sem, porém destruí-los.
No processo de refrigeração é de extrema importância, para e obter o resultado
desejado, a relação tempo x temperatura.
Métodos de refrigeração
A refrigeração pode ser de modo rápido ou contínuo, através dos seguintes métodos:
Refrigeração natural
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Dentro desses princípios, os locais de sombra, as noites fria, ambientes protegidos de
raios solares, a água com baixa temperatura, o gelo dos lagos, rios e mares, ou qualquer
cuidado, visando a conservação do produto, são agentes naturais de refrigeração; a utilização,
pois desses agentes, constitui a base da frigo-conservação natural de alimentos
(EVANGELISTA, 1992).
A refrigeração através de recursos naturais, empregados desde tempo remotos, tornou-
se obsoleta diante da implantação dos modernos recursos frigoríficos, mais capacitados para
dilatar o tempo de vida útil do produto e atender às solicitações do mercado de alimentos.
Refrigeração por gelo artificial
O gelo artificial é utilizado na refrigeração e pré-refrigeração de carnes de pescado,
bovina, suína e de frutas. O gelo utilizado para tal pode ser britado, em escamas, seco e/ou com
substâncias químicas ou antibióticas (CAMARGO et al, 1986).
O gelo britado é mais usado em alimentos que devem ser conservados por pouco tempo,
ou que passará por outro processo de conservação.
O gelo em escamas é mais aconselhado para alimentos de estrutura sensível. Enquanto
que o gelo seco é empregado com muito sucesso na refrigeração e congelamento de vários
alimentos, principalmente durante o transporte em caminhões isotérmicos.
Refrigeração por água refrigerada
A água refrigerada por gelo artificial ou por processo mecânico, é utilizada na
refrigeração e pré-refrigeração de vários alimentos.
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Refrigeração mecânica
A refrigeração mecânica tem por finalidade, produzir, transmitir e manter em uma
substância de espaço confinado (geladeira, câmara frigorífica, vitrine de exposição, etc.),
temperatura menor do que a da atmosfera circulante (EVANGELISTA, 1992).
Esse resfriamento ocorre pela redução de temperatura de substância ou espaço, pela
retirada de seu calor, que é transportado para outra substância ou espaço.
Representação esquemática de uma unidade de refrigeração
Figura 1 - Esquema de refrigeração.
Compressor
O papel mais importante do compressor é o de recobrar o refrigerante expandido, para
sua restauração, fornecendo à substância refrigerante, que foi perdido no evaporador.
37
Geralmente, é composto de uma bomba vertical ou horizontal, com uma transmissão
apropriada. O gás ao sair do evaporador, recebe uma forte compressão, sendo então levado ao
condensador.
Condensador
É formado geralmente por uma série de tubos de diâmetros diversos, unidos em curvas
e, às vezes, dotados exteriormente de hélices que garantem um mais perfeito aproveitamento
das superfícies de contato. O condensador é resfriado graças a uma corrente de água que se
distribui em forma de chuva, de cima para baixo, na parte externa. Nas pequenas instalações, o
resfriamento é feito pelo próprio ar atmosférico.
Evaporador
É formado geralmente por uma série de tubos (serpentinas) que se encontram no
interior da câmara que recebe o alimento. A substância refrigerante, sob forma líquida,
necessita de calor para passar ao estado gasoso. Calor este, roubado do ambiente e
consequentemente, o produto se resfriará. Sob a forma gasosa, o refrigerante volta ao
compressor, fechando o ciclo (GAVA, 1998).
Substâncias refrigerantes
As substâncias refrigerantes devem ter características como:
• Baixo ponto de ebulição;
• Não ser inflamável;
• Alto calor latente de vaporização;
• Não deve ser corrosiva;
• Não deve ser tóxica;
• Não deve exigir pressão elevadas para condensar;
• Baixo custo;
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Entre as substâncias, podemos citar:
• Dióxido de enxofre;
• Dióxido de carbono;
• Cloreto de metila;
• Amônia;
• Hidrocarbonetos fluorados;
• Nitrogênio líquido.
2.7.3.2. Congelamento
O congelamento é o tratamento de frio destinado aos alimentos que necessitam maior
período de conservação; este processo, pelo largo tempo de armazenamento que faculta ao
alimento, tem nítida primazia sobre os demais meios de conservação, de natureza química e
física. A vantagem de seu emprego consiste, principalmente, em conservar no alimento grande
parte de seus caracteres organolépticos e nutritivos e dificultar ações desfavoráveis de
microrganismos e enzimas (EVANGELISTA, 1992).
O congelamento é um método moderno de conservação, e provavelmente, um dos
métodos mais utilizados para frutas pelo fato dos alimentos permanecerem com a cor e o sabor
do produto fresco, permite o seu consumo nos períodos de entressafra, bem como possibilita ao
produtor uma alternativa na utilização das frutas sem mercado para comercialização “in natura”
ou que apresentem preços não compensadores (MATA &FREIRE JÚNIOR, 1995)
A temperatura usada é mais baixa do que na refrigeração e, por isso, se consegue inibir
o crescimento microbiano e retardar praticamente todo o processo metabólico. Quanto menor a
temperatura de armazenamento, mais lenta será a atividade enzimática, até um determinado
ponto, onde ocorre uma paralisação total.
39
Tipos de congelamento quanto à sua velocidade
Segundo a sua velocidade, a congelação de alimentos se realiza de modo lento ou
rápido.
Congelamento Lento
Basicamente, podemos diferenciar dois processos de congelamento: congelamento
lento, conseguido com sistemas tradicionais e congelamento muito rápido, conseguido com
gases criogênicos e, sobretudo com nitrogênio líquido, que é o gás criogênico por excelência
(VICENTE et al., 1994).
A velocidade de congelação vai depender do quociente entre a diferença de temperatura
do produto e do líquido refrigerante e fatores de resistência, tais como velocidade do ar,
tamanho do produto, geometria do sistema e composição do produto (GAVA,1998)
Podemos citar como características do congelamento lento:
• O processo dura de 3 a 12 horas;
• A temperatura vai diminuindo gradativamente, até chegar ao valor desejado (ponto
de equilíbrio com a câmara de congelamento);
• Há formação de cristais de gelo grandes, no interior das células, mas
principalmente, nos espaços intercelulares;
• Estes cristais afetam fisicamente as células, podendo causar reações indesejáveis,
uma vez que são formados em forma de cubos, muitas vezes, rompendo a parede celular.
Sabe-se que algumas espécies de bactérias crescem a temperaturas abaixo do ponto de
congelamento (psicrófilas), por exemplo, se tem comprovado que contaminação aérea
(Cladosporium) causa alterações e armazéns refrigerados a temperaturas pouco superiores a -
7ºC. Estes microrganismos podem ser encontrados em alimentos congelados, mas muitos
morrem durante o processo de congelamento ainda que possam sobreviver algumas células
vegetativas. Supondo-se que seja mantida uma temperatura de conservação de -18ºC, os
40
microrganismos sobreviventes permanecerão inertes, no entanto grandes flutuações de
temperatura ou o mantimento de uma temperatura de armazenamento demasiadamente alta
dentro do congelador, poderia causar o reinicio da atividade daqueles microrganismos,
resultando em deterioração do produto conservado (COX, 1987).
Em matéria de qualidade, o produto congelado será sempre a soma de suas condições
anteriores ao tratamento; por esta razão, não se pode esperar que a congelação possa encobrir
defeitos antigos, que se porão em evidência, no produto congelada (EVANGELISTA, 1992).
Congelamento Rápido
O congelamento rápido de produtos alimentícios se conhece na atualidade como
“ultracongelamento”, e se realiza em só alguns minutos. Quando o ultracongelamento é feito
por aplicação de gases criogênicos (nitrogênio líquido) principalmente a baixas temperaturas, o
processo se realiza de 1 a 15 minutos (VICENTE et al., 1994).
O congelamento rápido consiste em resfriar os alimentos a -40ºC, de maneira
extremamente rápida. Nessas condições, a água gela no centro das células como pequenas
bolinhas arredondadas, que não rasgam suas paredes (LEDERER, 1991).
São características do congelamento rápido:
O processo é rápido, dura no máximo, 120 minutos;
• O tempo de abaixamento de temperatura é brusco;
• Há produção, por isso, de cristais de gelo pequenos, principalmente no interior das
células.
Estudos mostram que sucos de frutas submetidos ao congelamento ultra-rápido, seguido
de armazenamento abaixo de -18ºC atingem quase um nível ideal de preservação. Quando
congelados, a maioria dos sucos de frutas retém seu aroma e sabor característicos próximo aos
das frutas frescas (MAIA et al., 1998b).
41
O congelamento rápido não pode ser aplicado à todas as frutas. Na realidade o frio não
desacelera igualmente todos os processos bioquímicos, o que pode causar inconvenientes,
como a alteração do perfume, da cor e da consistência do produto.
A rápida velocidade de congelamento conseguida por métodos criogênicos, produzem
artículos de grande qualidade com cristais de gelo muito pequenos, uma vez que as perdas por
desidratação são muito pequenas. As características de qualidade superior do alimento
submetido ao congelamento rapdo é devido, principalmente, a dimensão, número e localização
dos cristais de gelo (COX, 1987).
Um congelante criogênico normalmente se refere a um fluido cujo ponto de ebulição
está abaixo de congelação normal do alimento. Quando o alimento é emerso o fluido, tem lugar
uma evaporação de congelante sobre a superfície do alimento, melhorando, portanto o
coeficiente de película térmica (LEWIS, 1993). Entre os líquidos criogênicos se destacam o
dióxido de carbono e o nitrogênio; este último é o agente ideal para a execução do processo,
por ser inerte, de ponto de ebulição e destituído de toxidez (EVANGELISTA, 1998).
Segundo VICENTE et al.(1994), o ultracongelamento com nitrogênio líquido apresenta
uma série de vantagens, tais como: menor desidratação do alimento durante o processo de
congelamento: menores perdas de peso do produto ao proceder e sua descongelação (menor
retenção de água): melhores características organolépticas (cor, odor, sabor e textura), com a
cor e o odor mais parecidos ao que tinham o produto inicialmente; melhor qualidade
microbiológica (detenção do desenvolvimento microbiano e enzimático); detenção dos
processos de oxidação e rancificação provocados pelo oxigênio e pelo desenvolvimento
bacteriano.
A Tabela 1 apresenta outras vantagens do nitrogênio líquido, quando comparado com o
frio mecânico.
42
TABELA 1 - Comparação entre o congelamento por nitrogênio líquido e frio mecânico
(VICENTE et al., 1994).
Elemento de
comparação
Nitrogênio
Frio Mecânico
Vantagem para:
1. Perda de peso 0.1% 2,5 – 3,2 % N
2
= menos perda
2. Velocidade de
congelamento
1 a 15 minutos 20 a 180 minutos N
2
= congelamento
mais rápido
3. Fluido
refrigerante
N
2
(-196ºC) Ar (-22/-40ºC) N
2
= temperatura
mais baixa
4. Preço do túnel 1 4 – 6 N
2
= menor custo do
equipamento inicial
5. Manutenção 1% 4 – 6 % N
2
= menor custo de
manutenção
6. Gastos anuais
(fixo + variáveis)
Xptos/kg congelado 1,4 Xptos/kg N
2
= menos gastos
anuais
7. Qualidade
microbiológica
Detenção rápida do
crescimento bacteriano
Detenção mais
lenta
N
2
= melhor
qualidade
microbiológica
8. Qualidade física Sem exudado,
inertizado
Exudado, cor,
inertização por ar.
N
2
= melhor
qualidade física
Cinética de congelamento
Uma forma prática de conhecer a evolução de um processo de congelamento é através
da variação da temperatura do alimento em função do tempo durante o processo. Uma
representação gráfica desta dependência dá origem às denominadas curvas de congelamento.
Segundo o Instituto Internacional do frio, citado pó NEVES FILHO (1991), durante o
processo de congelamento, diferentes regiões do produto passarão através de vários estágios a
43
diferentes tempos. Considerando-se uma região ou um ponto do produto, três estágios de
alterações ou temperaturas poderão ser definidos.
Inicialmente, há o estagio de resfriamento, compreendendo o período decorrido entre o
início do processo como o produto a uma alta temperatura até que se atinja a temperatura na
referido região onde tem início a cristalização da água.
Em seguida, tem-se o estagio de congelamento, período no qual a temperatura sofre
variação, onde maior parte da água muda de fase, transformando-se em gelo.
Finalmente, tem-se o estagio de redução da temperatura na qual a maior parte da água já
foi convertida em gelo até atingir uma temperatura final, considerada como a temperatura em
qualquer parte do produto, inclusive seu centro térmico.
Bhowmik et al., citado por ARAÚJO (2000) afirma que a difusividade térmica é
necessária na determinação das curvas de temperatura de alimentos durante processos de
transferência de calor para a delimitação dos próprios procedimentos usados nestas operações.
Há duas formas gerais de se obter experimentalmente a difusividade térmica de um
produto (NEVES FILHO, 1991):
1. Calculando-se através da seguinte fórmula:
α = K.... (1)
ρ . C
p
onde:
K = condutividade
ρ = densidade
C
p
= calor específico
4
4
2. Medindo-a diretamente
Os materiais que têm uma difusividade térmica alta podem ser aquecidos ou resfriados
rapidamente, enquanto que substâncias com uma baixa difusividade térmica se4 aquecem ou
resfriam lentamente. Assim, a difusividade é uma propriedade importante quando se
consideram situações de transferência de calor em estado não estacionário (LEWIS, 1993).
Segundo Calvelo, citado por ARAÚJO (2000), o modelo matemático utilizado para
descrever o resfriamento cuja forma se assemelha a uma placa plana é:
(2)
De acordo com CRANK (1975), a solução da equação (1) para calcular a
transferência de calor em regime transiente da polpa, cuja forma se assemelha a uma placa
plana de espessura 2L, no instante F
0
= αt/L
2
(tempo adimensional denominado número de
Fourier) é dado por :
(3)
onde:
RT
TT
TT
=
−
−
∞
∞
0
(3 a)
111
1
cos.
.2
σσσ
σ
sen
sen
A
n
+
=
∂T = α ∂
2
T
∂t ∂x
2
( )
∑
∞
=
∞
∞
−=
−
−
=
1
0
2
0
exp.
n
nn
FA
TT
TT
RT
σ
45
t
L
a
F .
2
0
=
em que:
RT = Razão de temperatura, adimensional;
T = Temperatura em cada momento, ºC;
T
∞
= Temperatura no meio do congelamento, ºC;
T
0
= Temperatura inicial do ponto , ºC;
F
0
= Número de Fourier, adimensional;
A
n
= Constante que depende do produto;
σ
n
= Raiz transcendental;
α = Difusividade termica, mm
2
. s
-1
;
L = Espessura da amostra/ 2;
t = Tempo, s.
Métodos de Congelamento
Entre os métodos de conservação mais usados estão:
Congelamento por ar frio
Pode ser usado o ar sem movimento ou insuflado (forçado).
No método sem movimentação do ar os produtos ficam na câmara até a congelação. O
tempo necessário para isto depende da temperatura da câmara, da qualidade do alimento, da
temperatura inicial do alimento, e do tipo, tamanho e forma do produto (GAVA,1998).
Este método tem côo vantagem o baixo custo, mas é muito lento, pode levar horas,
podendo ser reduzido drasticamente pelo uso de ventiladores na câmara de congelamento.
46
Congelamento por contato direto
É usado quando o alimento a ser congelado é colocado em contato com uma placa
resfriada por uma substância refrigerante. Essas placas podem ser fixas ou moveis e a salmoura
refrigerante imóvel ou com movimento turbulento(GAVA,1998).
Congelamento por imersão
O congelamento por imersão poderá ser feita de duas maneiras: direta, quando o
alimento é posto em intimo contato com o meio refrigerante, ou indiretamente, quando o
produto é imerso em líquidos, protegido, porém por acondicionantes metálicos ou por
embalagens (KASAHARA, 1986).
O líquido refrigerante deve ser puro, não tóxico, ter ausência de odores e sabores,
dentre outros pré-requisitos. Líquidos com baixo pontos de congelação tem sido usados para
contatos com alimentos não congelados, como solução de cloreto de sódio, açúcar e glicerol
(GAVA,1998).
O congelamento por líquidos criogênicos (gases liquefeitos com ponto de ebulição
muito baixo) tem se desenvolvido bastante. Entre os líquidos está o nitrogênio, apesar do alto
custo, bastante usado por possuir um baixo ponto de ebulição, não é tóxico e é inerte para os
constituintes do alimento e tem uma congelação ultra - rápida. (1-3 minutos) (KASAHARA,
1986).
Influência do congelamento sobre o valor nutritivo dos alimentos
O processo de congelamento em si, não altera o valor nutritivo do alimento. Quanto
menor for a temperatura, melhor será a retenção das substâncias nutritivas. Porém, sempre é
47
dado ao alimento certo tratamento a fim de prepará-lo para a operação de congelamento.
Assim, a lavagem, corte, branqueamento, etc., são necessários ao produto a congelar. Nesse
processamento poderão ocorrer perdas de certos nutrientes, principalmente das vitaminas
(GAVA,1998).
Também há perdas de vitaminas as exporem os tecidos à atmosfera, como no caso da
vitamina C sua perda ocorre no corte da matéria-prima e exposição ao ar.
2.7.4. Conservação pelo uso do açúcar
O açúcar é um bom método de conservação de alimentos, não agindo sobre os
microrganismos, como qualquer conservador, mas sim, por mecanismos osmóticos.
A presença doa açúcar irá aumentar a pressão osmótica do meio, criando assim,
condições desfavoráveis ao crescimento e reprodução da maioria das espécies de bactérias,
leveduras e mofos. Consequentemente, irá ocorrer uma diminuição no valor da atividade de
água (a
a
) (GAVA,1998).
Mesmo nessas condições, existem microrganismos capazes de se desenvolverem. São
os chamados osmofílicos, que conseguem viver e condições de baixo teor de umidade, por isso
é importante que se os alimentos conservados com açúcar também recebam um tratamento
complementar, geralmente, o térmico.
As frutas são os alimentos que mais se enquadram na conservação pelo uso do açúcar.
Geléias, doce em massa, frutas cristalizadas, frutas glaceadas, frutas em conserva são bons
exemplos, mas ainda podemos citar leite condenado, doce de leite, melaço, mel, etc. São
produtos que poderão ser conservados sem a hermeticidade do recipiente, sem esquecer que o
fechamento hermético é sempre aconselhável (EVANGELISTA, 1992).
48
2.7.5. Conservação por fermentação
Fermentação é o processo bioquímico em que os microrganismos retiram do meio em
que vivem o material nutritivo de que necessitam, ao mesmo tempo em que, sob ação catalítica
de enzimas, produzem substâncias das quais se utiliza a indústria (EVANGELISTA,1992).
GAVA (1998), diz que sob o ponto de vista bioquímico, dá-se o nome de fermentação
às trocas ou decomposições químicas produzidas nas substâncias orgânicas mediante a
atividade de microrganismos.
As fermentações são controladas através da escolha dos microrganismos, dos
substratos, da temperatura e pH adequado.
Tipos de fermentação
Fermentação láctica
O ácido láctico, resultante da fermentação láctica, produz nos alimentos transformações
benéficas, como no leite, que em coalhada, iogurte, queijo e outras indesejáveis como as que
ocorrem em sucos de frutas, cervejas e vinhos, causando alterações pela presença de turvações
(GAVA, 1998).
Outros importantes produtos obtidos pela fermentação láctica são os de origem vegetal,
como picles, chucrutes e azeitonas.
Fermentação acética
49
A reação básica da fermentação acética é a oxidação do álcool para ácido acético, feitas
por certas bactérias chamadas bactérias acéticas.
Vinagre é um preparado com uso na alimentação feito à base de fermentação acética.
Segundo EVANGELISTA (1992), o suco de maça (sidra) e o vinho são considerados os
melhores produtos para a elaboração de vinagre.
Basicamente, temos dois processos de fabricação de vinagre: o método rápido ou
alemão e o método lento ou orleanês. Este último é usado na fabricação de vinagre de vinho
(uva) ou de outra fruta.O suco de fruta é fermentado alcoolicamente e depois aceticamente. O
método rápido é usado para a fabricação de vinagre de álcool, de qualidade inferior ao de
vinho, e que necessita ter, no mínimo, 6% de acidez para ser consumido, enquanto que o de uva
deverá ter, no mínimo, 4% de ácido acético. (GAVA, 1998)
Fermentação alcoólica
É um processo que resulta na transformação de açucares solúveis em etanol, como
produto principal (EVANGELISTA (1992).
Essa transformação da glicose (ou outro monossacarídeo) em duas moléculas de álcool
e gás carbônico é feita graças à presença de certas enzimas elaboradas por leveduras, que, além
disso, elaboram a invertase, responsável pela transformação da sacarose em uma molécula de
glicose e uma de frutose (GAVA,1998).
As leveduras não produzem amilase ou outras enzimas capazes de decompor açucares
complexos (amido, celulose, etc.). Então, é necessário transformar o amido em açucares
diretamente fermentáveis (pelas leveduras) chamando a esse processo de transformação de
sacarificação.
A fermentação alcoólica é usada na elaboração das bebidas alcoólicas, entre as quais
são fermentadas os vinhos e as cervejas e as fermento-destiladas são aguardente, rum, uísque,
vodca, etc (GAVA,1998).
50
2.7.6. Conservação pelo uso do calor
Os métodos de calor (temperaturas superiores a 21º C) visam a eliminação de
microrganismos, se não chegar a destruir todos deve destruir aqueles mais prejudiciais e
retardar ou prevenir o crescimento dos sobreviventes (EVANGELISTA,1992).
O simples ato de cozinhar, fritar ou outra forma de aquecimento empregada nos
alimentos antes de seu consumo; além de afetar a textura e palatabilidade, irá destruir grande
parte da flora microbiana e inativar sistemas enzimáticas (GAVA,1998).
A aplicação dos processos de conservação pelo calor está condicionada ao grau
adequado de temperatura e o tempo de exposição ao alimento, uma vez que exposto a calor
excessivo, o alimento sofrerá alterações de seu valor nutritivo e propriedades organolépticas
(EVANGELISTA,1998).
Dentre os processos de conservação pelo calor podemos citar alguns controlados,
realizados comercialmente, tais como pasteurização, esterilização, branqueamento, etc.
Pasteurização
A pasteurização, processo térmico criado por Pasteur, em 1864, tem por objetivo o
extermínio parcial da flora banal e a eliminação total da flora microbiana patogênica. A
temperatura empregada não ultrapassa os 100º C e pode ser obtida por água quente, vapor seco,
vapor, corrente elétrica e por radiação ionizante (EVANGELISTA,1992).
Em outras palavras, GAVA (1998), afirma que a pasteurização é um tratamento térmico
que elimina a grande maioria dos microrganismos existentes nos alimentos. É empregada
quando ao tratamentos térmicos prejudicam a qualidade do produto (leite, sucos); quando os
agentes microbianos de alterações não são muito termorresistentes, como as leveduras nos
sucos de frutas, e quando destruímos os agentes competitivos, permitindo uma fermentação
51
benéfica, que geralmente se realiza pela adição de um inoculo (fermento), como na elaboração
de queijos, etc.
A pasteurização pode ser lente (LTLT – “low temperatura, long time”) emprega um
temperatura baixa por um tempo maior (62º C durante 30 minutos) ou rápida (“HTST –” high
temperature, short time), ocorre a 72º por 15 segundos (GAVA,1998).
Esterilização
Consiste na destruição completa dos microrganismos. Para alcançá-la torna-se
necessário o uso de energéticos tratamentos que irão influir na qualidade do alimento. Em
alimentos apertizados (enlatados) nunca conseguimos uma esterilidade absoluta e, por isso, os
temos “comercialmente estéril”, ou “estéril” são comumente vistos (GAVA,1998).
Tindalização
O método é assim conhecido por sua vinculação ao físico inglês John Tindall.
Ocorre um aquecimento descontínuo, em recipiente fechado, no qual é alojado o
produto, sob temperatura de 60º a 90º C e varia de 3 a 12 repetições. Os aquecimentos são
intercalados com resfriamentos de 12 a 24 horas (GAVA,1998).
A vantagem do processo é que são mantidos os nutrientes e as propriedades
organolépticas do produto em proporções maiores que os outros processos.
Branqueamento
Também chamado de “blanching” é um tipo de pasteurização geralmente aplicado à
frutas e hortaliças com a principal finalidade de inativar enzimas, de curto tempo de aplicação,
com características de pré-tratamento, pois precede o início de outros processos de elaboração
industrial (EVANGELISTA,1992).
52
Geralmente, é empregado antes do congelamento de frutas e verduras.
Apertização
GAVA (1998) define o processo como o simples aquecimento do produto,
anteriormente preparado, em recipientes fechados, na ausência relativa de ar, até certa
temperatura e num tempo suficiente para a destruição dos microrganismos, porém sem alterar
de modo sensível o alimento.
Segundo EVANGELISTA (1992), o processamento térmico é influenciado pelos
seguintes fatores:
A. Qualidade e quantidade dos microrganismos a destruir.
A resistência do microrganismo ao calor é maior ou menor segundo sua espécie e forma
vegetativa ou esporulada; as exigências variam também de acordo com a população esporulada.
B. pH do produto
Em produtos com pH abaixo de 4,5, o tratamento térmico é realizado em temer aturas
de cocção, pois o meio ácido já é impróprio ao crescimento botulínico. E pH igual ou maior a
4,5, a destruição microbiana ocorre somente em temperaturas elevadas, sob pressão de vapor,
capaz de destruir o Clostridium botulinum, em formas vegetativas e esporuladas.
C. Velocidade da penetração do calor
Este fator é influenciado pela forma, tamanho, condutividade do material do recipiente,
tipo do alimento, composição da salmoura ou xarope e pré-cozimento.
D. Temperatura inicial
O pré-aquecimento do produto encurta o tempo de esterilização, principalmente dos não
condutores de calor.
53
E. Tempo do aquecimento e temperatura atingida
Quanto maior a temperatura ou mais longo o tempo de exposição do produto, mais
eficiente será o processo. Contudo, se tornaria um processo antieconômico como também
haveria alterações nas propriedades organolépticas e nutrientes do alimento.
F. Processo de aquecimento e movimentação giratória
A velocidade de penetração do calor no recipiente torna-se maior quando este é
submetido a movimentos giratórios durante o processo de aquecimento (rotação de 10 rpm),
diminuindo assim, o tempo de aquecimento.
O uso de recipientes que se fecham hermeticamente é condição indispensável para este
processo. A lata e o vidro são os mais utilizados.
Equipamentos utilizados no processo de apertização
Autoclave
É um recipiente fechado onde o produto é aquecido, geralmente pelo uso do vapor. As
autoclaves podem ser fixas ou rotativas, contínuas ou descontínuas e verticais ou horizontais e
trabalham a alta pressão. O tipo mais utilizado á a autoclave fixa e descontínua, podendo ser
vertical ou horizontal (GAVA,1998).
Sua finalidade é evitar o desenvolvimento microbiano, e, consequentemente, um certo
cozimento do produto. O vapor é usado na maioria delas, pois é um excelente meio de
transferência de calor, tem a temperatura facilmente controlada pelo controle da pressão e é
facilmente produzido.
Cozedor rotativo
Os cozedores rotativos (“spim-cookers”) contínuos podem trabalhar à pressão
atmosférica u sob pressão e por isso podem ser empregados no tratamento térmico de qualquer
54
alimento. Os tipos mais simples possuem um setor de cozimento e um de resfriamento, este
segundo também pode ser feito à pressão atmosférica ou sob pressão (GAVA,1998).
Esterilizador hidrostático
O esterilizador ou autoclave hidrostático (“hydrostatic cookeer”) é um sistema
contínuo, que consiste numa torre bastante alta que contém uma câmara de vapor; é capaz de
processar até 1000 latas por minuto (EVANGELISTA,1992).
Processamento asséptico
No processamento asséptico o produto é aquecido, resfriado e transportado sob
condições estéreis ao recipiente previamente esterilizados, sendo então hermeticamente
fechados. Usam-se temperaturas da ordem de 140º - 175º C durante 1 a 2 segundos
(GAVA,1998).
Esses processos são conhecidos como esterilização à temperatura ultra-alta (UHT –
“ultra high temperature”)
Influência da apertização na qualidade do alimento
A aplicação de calor suficiente para a destruição dos microrganismos ou inativação das
enzimas provocará alterações indesejáveis no alimento como alterações de cor, sabor, textura e
valor nutritivo.
As vitaminas são os nutrientes mais sensíveis e apresentam perda em alimentos
enlatados; perdas pequenas se os alimentos forem bem processados. As proteína poderão ser
desnaturadas, e os hidratos de carbono poderão participar de reações de escurecimento. De
maneira geral, altas temperaturas por tempo curto afetam menos as vitaminas do que os
tratamentos com baixas temperaturas por longos períodos.
55
2.7.7. Secagem
Secagem é a remoção, voluntária ou não, total ou parcial, de uma fase líquida ou
gasosa de qualquer material, envolvendo exclusivamente a transferência de calor e massa
(FIOREZE, 2004).
A redução de água livre do alimento eleva a pressão osmótica de seu meio e
consequentemente, a proliferação de microrganismos é contida; também nessa situação,
enzimas que provocam alterações perdem sua atividade (EVANGELISTA, 1992).
Sendo um dos processos mais antigos conhecidos pelo homem, a secagem em muitos
casos não requer a ajuda do homem e apresenta várias vantagens, tais como:
• Conserva o alimento;
• Pela evaporação da água, encontra-se no alimento maior concentração de nutrientes,
como é o caso do leite (maio teor protéico e cálcico), de carne (percentagem mais elevada de
proteína);
• Baixo custo em relação a outros métodos de secagem;
• Redução do peso;
A redução do peso (50 – 80%) não é feita só pela eliminação da água como também
pela retirada de partes não comestíveis (casca, semente, caroço, etc). o volume também será
reduzido, o que terá importância na embalagem, no transporte e no armazenamento dos
alimentos (EVANGELISTA,1992).
Alguns produtos ainda têm a possibilidade de voltarem ao seu aspecto natural, quando
se restituir a água, ou mudam muito pouco; conservam bastante intactas suas características
físicas e nutritivas.
A prática pós-colheita mais usual para preservação de produtos agrícolas é reduzir seu
teor de umidade até um nível seguro para o armazenamento. Baixo nível de umidade resulta em
56
decréscimo da taxa de respiração do produto, e inibição da atividade da microflora. Ambas as
fontes de deterioração da qualidade de produto (FIOREZE, 2004).
Contudo, se o teor de umidade for baixo, de modo que a pressão de vapor do ar na sua
superfície é mais baixa que a do ar ambiente, o produto ganhará umidade, tornando-o favorável
ao ataque de fungos. Assim, segundo FIOREZE (2004), secagem na terminologia de produtos
agrícolas, significa a remoção de umidade do mesmo até que um nível desejado seja alcançado,
de acordo com a destinação do produto. Isso não significa a remoção de toda umidade contida
nele.
É um processo contínuo e simultâneo de transferência de calor e massa. Para evaporar a
umidade é requerida certa energia, a umidade removida da superfície do produto vai para o
meio externo, usualmente, o ar (FIOREZE, 2004).
O processo mais utilizado de secagem é forçar o ar através de uma camada do material.
A relação entre temperatura e umidade do ar de secagem pode variar de acordo com uma série
de fatores com tamanho do produto a ser secado, forma, composição física e química, umidade
inicial e final (EVANGELISTA, 1998).
Em alguns sistemas o produto passa através do secador continuamente (secagem
contínua), enquanto em outros, o produto permanece estático durante o período de secagem
(secagem por bateladas); alguns secadores requerem uma camada espessa do produto, enquanto
outros usam uma camada delgada, uma função especificamente do fluxo de ar. Secadores
podem ainda ter o fluxo de ar em relação ao produto, em fluxo cruzado, contra corrente ou
correntes paralelas (FIOREZE, 2004).
O calor aplicado é aplicado no material por convecção (através do ar) ou por condução
(através do contato com uma substância quente). Esse calor vaporiza o líquido da superfície do
produto, ou próximo à superfície, e esse vapor é retirado pelo fluxo de ar.
57
Sendo retirada essa umidade da superfície, é criado um gradiente de concentração
internamente ao produto, causando um processo migratório de umidade de centro para a
superfície. Segundo FIOREZE (2004), os dois dos principais fatores que governam a secagem
são:
A. Retirada da umidade da superfície do produto.
A taxa de retirada da umidade da superfície é função tanto da área do produto em
exposição ao ar, como da capacidade do ar de retirar a água da superfície. Maior área
superficial significa maior área de troca de calor e massa com o fluxo de ar (em regime
turbulento), facilitando a remoção de água.
Obteremos um resultado melhor se ao r for aquecido, ou passar por um leito de
substância higroscópica, desumidificando o mesmo.
B. Migração de umidade do interior à superfície do produto.
Esse fator depende do tamanho da partícula, de sua estrutura interna e da força motriz
dessa migração, que é o gradiente de concentração. Quanto maior a partícula, maior a distância
a ser percorrida pelo calor, da superfície ao centro, e da umidade, do centro para a superfície do
produto para ser evaporado.
Processos de secagem são incluídos em uma das três categorias:
Produto em contato com o ar à pressão atmosférica.
O calor é transferido ao produto através do ar quente ou de superfícies quentes. O vapor
é removido pelo ar em convecção forçada ou para o ar, em convecção natural.
Secagem e desidratação são termos similares. Na literatura, secagem é quando o
processo envolve a transferência de calor do ambiente para o produto, a evaporação da água
líquida contida no produto, e sua retirada na forma de vapor , em convecção natural ou forçada.
Desidratação é um tempo que também descreve o processo de secagem, é mais amplo e mais
58
adequado para denominar o processo de retirada de água, sem necessariamente, a transferência
de calor e sem a evaporação da água liquida. (desidratação osmótica) (FIOREZE, 2004).
O sistema a ser utilizado vai depender de fatores como condições climáticas da região,
natureza da matéria-prima, exigência do mercado, custo da produção e mão-de-obra. Sendo a
principal delas as condições climáticas, devendo ser um clima seco, com baixo grau
higrométrico, pouca precipitação pluviométrica, grande quantidade de horas de sol, ventos
favoráveis e temperatura mais ou menos alta.
Secagem à vácuo
É um processo onde não é necessário o uso de alta temperatura, isto por que a
evaporação da água ocorre mais facilmente a baixas pressões.
A secagem à vácuo é um processo caro, uma vez que o equipamento, além da bomba
para conduzir o vácuo, necessita ter paredes bastante reforçadas para suportar o vácuo, o que
implica em um pequeno volume útil para colocar o produto. É utilizado para secar produtos que
não podem ser submetidos a altas temperaturas (GAVA, 1998).
Os secadores de transferência de calor por superfície sólida são equipamentos de
secagem que, geralmente trabalham a vácuo.
Secagem a frio
Conhecida como liofilização ou “freeze drying”. Nesse processo, a água interna do
produto é congelada, e através de uma diminuição da pressão externa ocorre uma sublimação
desta água, ou seja, a vaporização direta a partir do estado sólido. Trataremos da liofilização
mais detalhadamente a frente (FIOREZE, 2004).
59
Secagem natural
É ideal que a secagem natural seja realizada em regiões de clima seco, com boa
irradiação solar e um baixo nível de precipitações pluviométricas, de preferência com ventos na
época da secagem.
Segundo GAVA (1998), se obtém um melhor resultado dividindo o processo em duas
fases: a primeira iniciada ao sol e continuada até que as frutas tenham perdido de 50 a 70% de
umidade, e a segunda a sombra, para que os produtos não ressequem e não percam o sabor e
aroma naturais. Com a secagem completa ao sol, frequentemente os frutos escurecem.
Realizando a secagem quando a temperatura do ar é alta e a umidade relativa baixa, a
umidade que está na superfície do alimento se evapora a uma velocidade maior do que a
difusão do líquido no interior do alimento, a assim, formará uma camada endurecida que
depreciará bastante o produto seco (EVANGELISTA,1992).
A secagem à sombra se faz melhor em galpões, com ventiladores para movimentar o ar.
Esse ar deve passar preferencialmente por um dispositivo contendo algum desidratante como
cloreto de cálcio, oxido de cálcio ou ácido sulfúrico concentrado, que retém a umidade nela
contida.
Para a secagem ao sol, necessita-se de alguns requisitos especiais, deve ser cercado e
longe de ruas, caminhos e outros locais expostos à poeira. O chão deverá ser de cimento, pedra
ou outro material isolante, afim de evitara poeira e irradiar o calor. O piso de passagem entre os
tabuleiros deve ser borrifado com água ou impermeabilizado com óleo.
As frutas deverão ser preparadas em galpão coberto, onde abrigados do sol, os
manipuladores executaram as operações de seleção, limpeza, corte imersão e arrumação em
bandejas, que serão apoiadas em cavaletes.
60
A secagem natural deve ser realizada com certos cuidados, uma vez que mal realizada,
poderá prejudicar a coloração d produto e outra alterações organolépticas não desejadas.
Devem ser observadas principalmente temperatura e umidade relativa (GAVA, 1998).
O tempo necessário para realizar a secagem vai depender da variedade da fruta, de sua
porcentagem de água e da irradiação solar, dentre outros fatores. A umidade, que é cerca de
90% na fruta fresca, baixará para 20 – 25% na fruta seca.
Secagem artificial (desidratação)
É a secagem pelo calor produzido artificialmente em condições de temperatura,
umidade e corrente de ar cuidadosamente controlados (GAVA, 1998).
O nome desidratação só é aplicado ao método de secagem de alimentos baseado na
extração de água, por aquecimento, evaporação e sublimação, sob condições controladas
(EVANGELISTA, 1992).
Métodos de desidratação
• Por ar aquecido – calor por convecção;
• Por contato por superfície quente – calor por condução;
• Por calor de fonte radiante, de microondas e dielétrica;
• Por congelação, sublimação e calor sob pressão muita baixa.
Sob o aspecto econômico, o alimento desidratado tem um maior custo, porém, a
melhoria de sua qualidade compensa seu gasto pelo alto valor comercial. Outra vantagem de
desidratação é a de conferir ao produto melhor proteção contra a contaminação através de
poeiras e do ataque de insetos (EVANGELISTA,1992).
Existe uma grande diversidade de desidratadores, uns bastante usados e outros sem
grandes aplicações práticas. A escolha de um determinado tipo vai depender da natureza do
61
produto que será desidratado, pela forma que se deseja dar ao produto processado, pelo fator
econômico e pelas condições de operação.
Segundo GAVA (1998), podemos dividir os desidratadores em duas classes:
• Secadores adiabáticos – o calor é conduzido por meio de ar quente. Nesse grupo
incluímos o secador de cabine, secador de túnel, atomizador (“spray dryer”), leito fluidizado,
fornos secadores, “puff dryer” e “foom mat dryer”
• Transferência de calor por superfície sólida – geralmente nesse tipo trabalha-se com
vácuo.
Desidratação osmótica
Osmose é o processo no qual nas células vivas, animais ou vegetais, a água passa
através de membranas semipermeáveis, , de uma região de baixa concentração de sólidos
solúveis (solução hipotônica) para outra de concentração mais elevada (solução hipertônica). A
força que faz o líquido migrar da região de baixa concentração para de alta concentração é
chamada de “pressão osmótica” (FIOREZE, 2004).
Quando uma célula viva é colocada em água, moléculas de água tendem a entrar na
célula por um processo passivo de difusão, mas é possível, ao contrario disso, realizar a
migração de água do interior da célula para a solução, aumentando a concentração de sólidos
solúveis essa solução, através da adição de um soluto na mesma. Os solutos mais utilizados são
sal (cloreto de sódio, ou “sal de cozinha”), neste caso, denomina-se “salmoura”; ou açúcar
(sacarose ou “açúcar comum”) e a solução denomina-se “xarope” (GAVA, 1998).
Com o aumento a pressão osmótica pela adição de solutos na solução, a atividade de
água dessa solução fica menor que a atividade e água do produto e são estabelecidos três fluxos
de massa (FIOREZE, 2004).
62
Um fluxo principal de água ocorre de dentro para fora das células, através da membrana
celular, para os espaços intercelulares, e então para a solução osmótica, conforme esquema na
Figura 2.
Figura 2 - Fluxo de água nas células, através da membrana celular, durante
a desidratação osmótica.
Um segundo fluxo, de menor intensidade, em sentido oposto, é devido à migração dos
sólidos solúveis da solução, para o interior do produto.
E um terceiro fluxo, de intensidade muito menor que os dois anteriores, é a migração de
substâncias solúveis (ácidos orgânicos, minerais, vitaminas, etc.) naturais do alimento, para a
solução osmótica, junto com o fluxo de água.
Esse processo reduz a quantidade de água no alimento e incorpora outros sólidos, sem
necessidade de energia térmica para promover a transferência de massa, como ocorre em outros
processos de desidratação. O processo tem ainda como outras vantagens a inibição do
escurecimento enzimático, conservação da cor natural do produto sem adição do sulfito, alta
retenção de compostos voláteis durante uma posterior desidratação com ar quente.
Segundo FIOREZE (2004), o processo e o produto final são influenciados diretamente
por algumas variáveis, tais como o tipo de agente desidratante, o corte de produto, a
concentração da solução, a temperatura do processo, o tempo de imersão do produto na
solução, dentre outros.
63
• Agentes desidratantes
O tipo e a concentração da substância desidratante vai influenciar diretamente nos
valores nutritivos e nas propriedades organolépticas do produto final. Segundo FIOREZE,
(2004). A impressão é favorecida por solutos de baixo ponto molecular enquanto que a
desumidificação é favorecida por solutos de alto peso molecular.
O cloreto de sódio é um excelente agente osmótico, porém, limitado às hortaliças, em
função da impregnação; já a sacarose é considerada a melhor substância osmótica para frutas,
principalmente quando é utilizada a desidratação osmótica como pré-tratamento para a
secagem.
• Casca e corte do produto
O tipo da fruta influencia o processo osmótico, principalmente devido à permeabilidade
da casca e estrutura interna. Com referência ao tamanho, quanto maior o produto, mais difícil e
lento é a troca de massa entre o produto e a solução.
Alguns produtos têm a casca constituída de uma membrana praticamente impermeável.
Nesses casos, pode-se solucionar o problema com a remoção total da casca por tratamento
físico, químico (NaOH, HCl, etc.) ou para contornar o problema, fazer furos para permitir a
saída da água e entrada do agente osmótico.
Outra solução é cortar o produto em partes, o que facilita mais ainda o processo, apesar
de aumentar as perdas de sólidos do produto para a solução osmótica.
• Concentração da solução
Soluções muito concentradas podem causar efeitos indesejáveis no produto final, além
de haver uma impregnação nas camadas mais externas, dificultando a difusão para o interior.
64
Em uma fase inicial do processo, a retirada de água e impregnação do soluto é
diretamente proporcional à concentração da solução.
• Temperatura da solução
A taxa de desidratação osmótica é controlada pela diferença das pressões parciais, que é
diretamente relacionada com a temperatura. Quanto maior essa diferença, maior serão os fluxos
de massa entre o produto e a solução osmótica. Em outras palavras, quanto maior a
temperatura, mais fácil ocorre o processo osmótico, porém, como o cuidado de não cozinhar o
produto.
Mesmo que não ocorra o cozimento, o aumento da temperatura sempre causara o
amolecimento da polpa do produto, o que pode ser indesejado.
• Tempo de imersão
Quanto maior o tempo que o produto fica mergulhado na solução, mais efetivo será o
processo; aqui também tem que haver o cuidado de não ficar tempo demais, causando a
desintegração do mesmo (FIOREZE, 2004).
A desidratação ocorre mais intensamente nas duas primeiras horas, e daí vai tornando-
se progressivamente menor, até que o fluxo de água cessa, enquanto que o ganho de sólidos
continua, o que leva ao aumento de peso do produto nessa fase.
• Agitação
Quando o processo osmótico ocorre com a solução estática, a osmose se dá
exclusivamente por difusão molecular, o que torna o processo lento, uma vez que a solução
pode apresentar alta viscosidade. Se a solução for agitada, o processo osmótico é facilitado,
porém há um grande risco de desintegração do produto (FIOREZE, 2004).
65
Sendo por agitação, o processo se torna mais rápido por ocorrer uma constante
“renovação” da concentração de solutos em contato com o sólido.
Fases da secagem
Produtos biológicos com umidade inicial acima de 70 – 75%, base úmida, no início do
processo de secagem apresentam a superfície coberta por uma película de água, e nesta
situação a taxa de secagem (perda de umidade em função do tempo) é função de três
parâmetros externos do ar de secagem: velocidade, temperatura e umidade. Se as condições do
ar de secagem são fixas, a taxa de secagem será constante (FIOREZE, 2004).
Após um período a superfície do sólido atinge a temperatura de bulbo úmido, o fluxo de
ar permanece constante com esse vapor, enquanto existir a película de água na superfície.
Depois, vão aparecendo regiões não cobertas por essa película de água. Nesse ponto, a umidade
é denominada “Umidade crítica, M
c
” e o fator limitante da secagem é a movimentação da
umidade interna e a taxa de secagem passa a ser decrescente. A temperatura do produto começa
a subir e se eleva até muito próximo da temperatura de bulbo seco do fluxo de ar.
Até o M
c
, o produto corre grande risco de deterioração, é propício ao desenvolvimento
de fungos (mofos), pois apresenta alta umidade na superfície. Ao obter uma superfície mais
seca, o risco diminui.
Segundo FIOREZE (2004), são encontradas na literatura diversas teorias para tentar
explicar a migração de umidade do interior para a superfície do produto, dentre elas, temos:
a) A migração se dá por difusão de água na forma líquida, devido a uma diferença de
concentração, e a mudança de estado se dá próximo ou na superfície;
b) A migração se dá por difusão de vapor, devido a uma diferença de pressão, com a
mudança de estado de líquido para vapor ocorrendo dentro do produto;
c) A migração se dá por difusão de líquido e vapor simultaneamente, com a mudança
de estado ocorrendo na posição e em função do aumento de temperatura do produto.
66
d) A migração se dá por capilaridade, com o líquido escoando do interior para a
superfície através de minúsculos interstícios, devido a interação entre o líquido e o sólido.
e) A migração se dá por capilaridade no estado líquido, e devido ao gradiente de
concentração no estado de vapor.
A migração de água por difusão ser conseqüência da diferença de concentração é um
mecanismo lógico, o mesmo não é em função da capilaridade, que te seu efeito resultante das
forças resultantes das diferenças entre pressão hidrostática e os efeitos da tensão superficial
(FIOREZE, 2004).
Há ainda uma teoria, que o período de taxa decrescente de secagem seria dividido em
dois períodos. O primeiro começaria quando começasse a aparecer as regiões descobertas pela
película de água, e se prolongaria até não houvesse mais nenhuma coberta pela película na
superfície, então, começaria o segundo período de taxa decrescente.
Produtos com umidade inicial não muito alta, de modo a não formar a película de água
na sua superfície, têm o período de secagem constante insignificante, para ser levado em
consideração, e a difusão de líquidos é, provavelmente, o mecanismo controlador do processo
desde o início.
Secagem em camada delgada
Em outros processos de secagem, o produto é inteiramente envolvido pelo ar de
secagem em regime turbulento, como por exemplo, em secagem tipo leito fluidizado, secador
de tambor rotativo, secagem de camadas finas, dentre outra. Nesses processos, teoricamente,
toda a superfície de uma partícula isolada é área de troca de calor e massa, suficiente para troca
de calor por condução, ou troca de massa por difusão entre elas (FIOREZE, 2004).
A resistência interna à migração de umidade é um fator limitante da secagem na maioria
dos produtos biológicos. Para se dimensionar essa migração tem se usado a teoria da difusão de
líquido ou de equações empíricas.
67
• Difusão de líquido
Esta teoria diz que a migração da umidade se dá pela difusão de líquido, com a hipótese
de que a resistência à migração de umidade é distribuída uniformemente através do produto.
Segundo Crank citado em FIOREZE (2004), validando a lei de Fick, representada pela
equação:
∂
∂
∂
∂
=
∂
∂
r
M
D
rr
22
1
t
M
(4)
Considerando o coeficiente de difusão d independente da umidade, a equação acima
pode ser descrita:
∂
∂
+
∂
∂
=
∂
∂
r
M
r
c
r
M
D
2
2
t
M
(5)
Onde:
c = 0, para formato de uma placa
c = 1, para formato de um cilindro
c = 2, para formato de uma esfera
São também considerações importantes:
a) No tempo zero de secagem a umidade encontra-se uniformemente distribuída
internamente ao produto.
M (t = 0) = M
0
b) No tempo infinito o produto atinge a umidade de equilíbrio.
M (t = ∞) = M
e
c) No centro do produto, pela simetria, não há transferência de massa.
68
( )
00 ==r
t
M
δ
δ
A equação (5) pode ser integrada analiticamente para diversos formatos:
onde :
−
=
∑
∞
=
tD
R
i
i
MR
i
2
2
2
1
22
exp
16
π
π
(6)
e
e
MM
MM
MR
−
−
=
0
O mais utilizado para grãos, tem sido o formato de esfera, mesmo a maioria dos grãos
não sendo esferas perfeitas, durante s secagem a perda de água ocorrendo por todos os lados
viabiliza esta forma.
• Equações empíricas
São equações obtidas através de dados experimentais e a aplicação de um método
numérico como por exemplo, a regressão linear,para se obter as constantes que ajustam essas
equações aos dados experimentais (FIOREZE, 2004).
As equações empíricas mais divulgadas na secagem são para camadas delgadas,a
maioria similares a equação (6), utilizando-se somente o primeiro termo da seria, mudando a
constante de secagem.
Secagem em camadas espessas
69
Esta secagem difere da secagem de camada delgada no sentido que o ar de secagem vai
perdendo energia e recebendo vapor de água, à medida que vai passando através do produto
(FIOREZE, 2004).
O sistema de ventilação deve ser muito bem dimensionado, uma vez que será o
responsável por, acém de vencer a resistência, manter um fluxo suficiente para que a frente de
secagem atinja as ultimas camadas do produto, antes da sua deterioração.
Ao passar pelo leito do produto o ar quente vai sendo resfriado, podendo atingir a sua
temperatura de orvalho, condensando o vapor de água nas partículas do produto. Isso faria com
que a umidade retirada pelo ar quente das primeiras camadas se deposite nas camadas
superiores (EVANGELISTA, 1992).
Secagem contínua
Nesse sistema, a variação de temperatura do fluxo de ar e do produto está
esquematizada na figura abaixo, onde o produto e o fluxo de ar geralmente operam e correntes
paralelas ou correntes opostas, também denominadas contracorrentes.
(a) (b)
Figura 3 - Fluxos de ar (a)em correntes paralela, (b). em correntes opostas
O processo de secagem contínua oferece certas vantagens em relação ao descontínuo
abaixo estão relacionas algumas delas:
• Economia de espaço físico, pois o equipamento necessário é menor.
• O produto final apresenta maior uniformidade do teor de umidade.
• Menos mão-de-obra necessária para operar o secador.
70
Como desvantagem tem o alto custo inicial e maior custo de manutenção, devido ao
maior número de peças que compõe o equipamento.
Correntes paralelas
Os fluxos de produtos a ser seco e o ar de secagem entram no equipamento pela mesma
extremidade. A força motriz de transferência de calor (∆T) é alta o início do processo e vai
diminuindo conforme os fluxos passam através do secador. O fluido quente entra em contado
com o sólido ainda úmido.
Contracorrente
Os fluxos do ar e do produto a ser seco entram no secador por extremidades opostas. A
força motriz (∆T) não sofre grande variação nas diferentes posições do secador. O fluido
quente entra em contato com o sólido seco saindo do secador e a temperatura desse sólido se
aproxima da temperatura do fluido entrando.
Nesse processo a secagem é mais eficiente, mas o sólido seco pode ser prejudicado pela
alta temperatura que adquire já próximo à saída do secador.
2.8. Teor umidade de equilíbrio
O teor de umidade de equilíbrio (TUE) é definido como a quantidade de massa de água
que o produto contém quando é submetido à determinada condição controlada de temperatura e
umidade do ar. Portanto, para determinadas condições de secagem, dadas pela temperatura e
umidade relativa do ar, existe uma umidade de equilíbrio do produto. O diferencial entre
umidade inicial do produto a ser seco e umidade de equilíbrio (Uo-Ue) é definido como o
potencial de secagem. De outra forma, o produto só poderá ser seco até a umidade de equilíbrio
para as condições de temperatura e umidade relativa pré-estabelecidas (CAVALCANTI
MATA, 1977).
71
O TUE do grão é definido como a quantidade de água do material após a exposição a
um ambiente particular por um longo período de tempo. Alternativamente, o TUE pode ser
definido como o teor de água à que a pressão de vapor interna do produto está em equilíbrio
com a pressão de vapor do ambiente. O TUE depende das condições de temperatura e umidade
do ambiente assim como da espécie, variedade e maturidade do grão (BROOKER et al., 1992).
2.9. Liofilização
O método normalmente usado para conservação de alimentos é a desidratação através
do calor. Porém, o calor altera as características organolépticas e provoca perda no valor
nutritivo do alimento.
Entre os alimentos vegetais e animais que melhor se adaptam à liofilização, estão:
abacaxi, abacaxi, morango, banana (exceto variedade d’água ou nanica), suco de frutas, coco,
legumes diversos, cogumelo, alho, milho, cebola, ovo, peixe camarão, carnes, extrato de café
(GAVA, 1998).
Liofilização é um processo de separação por sublimação. A água ou a substância aquosa
é removida como vapor da substância congelada, ou seja, passa da fase sólida direto para a fase
vapor. Para isto faz-se necessário que a zona da temperatura de sublimação seja abaixo do
ponto triplo. O ponto triplo da água acontece a 639,95 Pa e 273,15 K. A água ou solução
aquosa existente no produto que se pretende sublimar deve estar na fase sólida; a maioria dos
liofilizadores trabalha com dez graus Celsius negativos ou a uma pressão absoluta de
aproximadamente 266,65 Pa (LIAPIS et al., 1985).
Este método de desidratação tem como objetivo preservar a qualidade do produto. Um
fator proeminente é a estrutura rígida proporcionada pelo congelamento da superfície do
material onde ocorre a sublimação. Esta rigidez é importante para prevenir colapsos da matriz
sólida após a secagem. O resultado é um poro que permite fácil reidratação quando se adiciona
água. Outro benefício da liofilização é a rápida transição de material hidratado para
desidratado, esta rápida transição minimiza várias reações de degradação que ocorrem durante
72
a secagem como a reação de Maillard, desnaturação de proteínas e reações enzimáticas
(LIAPIS et al., 1985).
Na liofilização, o alimento se conserva também por redução da sua atividade de água,
sendo que suas características organolépticas e seu valor nutritivo são menos afetados
(FELLOWS, 1994).
Segundo FIOREZE (2004), no processo de liofilização ou ‘freeze-drying”, a água
interna do produto é congelada, e através de uma diminuição da pressão externa, ocorre uma
sublimação desta água, isto é, a vaporização direta a partir do estado sólido.
Liofilização ou crio secagem (“freeze-drying”) é um processo de desidratação de
produtos em condições de pressão e temperatura tais que a água, previamente congelada, passa
do estado sólido diretamente para o estado gasoso, ou seja, ocorre uma sublimação
(GAVA,1998).
Segundo EVANGELISTA (1992), é um processo misto, em que se associam a
congelação e a desidratação; sua inclusão entre os processos de frio durante o período de
conservação e sim pelo abaixamento da temperatura em que ocorre.
Como esse processo é realizado à temperatura baixa e na ausência de ar atmosférico, as
propriedades químicas e organolépticas praticamente não são alteradas (GAVA,1998).
As baixas temperaturas envolvidas no processo ajudam a minimizar estas reações e a
reduzir taxas de transporte em que se perde o sabor e o aroma da espécie por volatilidade, a
textura dos alimentos liofilizados também é mantida inalterada. Outra vantagem do processo de
liofilização é o aumento da estabilidade do produto durante a estocagem, além de poder ser
armazenado e transportado à temperatura ambiente (FELLOWS, 1990).
73
Se corretamente processado e mantido sob condições adequadas, o produto pode ser
guardado por um período quase ilimitado de tempo enquanto mantém suas propriedades físico-
químicas, biológicas e sensoriais, estando disponível a qualquer momento para imediata
reconstituição (FELLOWS, 1990).
A liofilização é um possesso de alto custo, sendo assim, resulta e alimentos desidratados
de alto custo, por esse motivo é usada para alimentos de grande valor, de aroma e textura
delicados, como café, cogumelos, camarões, ervas aromáticas (FELLOWS,1994). Contudo, o
alto custo deste processo pode ser compensado pela não necessidade de manuseamento e
estocagem do produto em local refrigerado e também quando o produto tem um alto valor
agregado.
2.9.1. Fundamentos físicos da liofilização
Dependendo das condições de temperatura e pressão, qualquer substancia pode se
apresentar sob um dos três estados de agregação: sólido, liquido ou gasoso. Em determinadas
condições, podem coexistir duas fases. Ainda e condições fixas e características para cada
substância, podem coexistir três fases. Em um sistema de coordenadas cartesianas, a certa
temperatura e pressão (características que possibilitam a coexistência das três fases) podemos
ter o chamado “ponto triplo” (GAVA, 1998).
Figura 4 – Ponto triplo das substâncias.
74
À temperatura e pressão mais baixas que a característica do ponto triplo, a fase liquida
deixa de existir e a substancia passa diretamente do estado sólido para o gasoso e vice-versa,
dependendo das condições. O ponto triplo da água é definido por uma temperatura de
aproximadamente 0º C e pressão de 4,7 mmHg. O processo de liofilização deve ocorrer a
condições inferiores a essas (GAVA, 1998).
A primeira fase da liofilização é a congelação convencional do alimento. Se a pressão
de vapor de água do alimento se manter baixa e a água do congelada, quando o alimento se
esquenta, o gelo se sublima diretamente a vapor, sem fundir-se (FELLOWS, 1994).
Figura 5 – Representação do sistema de um liofilizador.
Mantendo a pressão no liofilizador abaixo da pressão de vapor na superfície do gelo
(através de uma bomba de vácuo) e condensando o vapor através de um condensador de
serpentina (à baixa temperatura) se consegue que a liofilização prossiga completamente. À
medida que a liofilização progride, o calor latente de sublimação atinge, por condução, o
interior do alimento e se transfere para a massa do alimento através de microondas. O vapor de
água sai do alimento através dos canais formados pela sublimação do gelo (FELLOWS, 1994).
Segundo FELLOWS (1994), a liofilização acontece e duas fases: a primeira, o produto
se sublima até um conteúdo de água até 15% (base úmida) e na segunda, ocorre a desidratação
75
evaporativa (desorção) da água não congelada, e o conteúdo de água se reduz a 2% (base
úmida). A desorção se consegue mantendo o liofilizador a baixa pressão e elevando a
temperatura até um valor próximo da temperatura ambiente.
Figura 6 – Transferência de calor e de vapor durante a liofilização: (a) transferência
de calor através da camada congelada; (b) transferência de calor desde as superfícies radiantes
através da camada seca; (c) calor gerado peças microondas no alimento. No gráfico, a evolução
da temperatura é demonstrada ( __ ) e do teor de água ao longo da linha A → B → C.
Devido às baixas pressões, a câmara de liofilização e o condensador devem apresentar,
preferencialmente, a forma esférica, ou cilíndrica com calotas esféricas. O tubo que une a
câmara ao condensador deve possuir dimensões grandes, devido ao enorme volume de vapor
d’água à baixa pressão que por ele flui. O sistema de aquecimento na câmara e o sistema de
refrigeração do condensador devem ser de grande capacidade e área para permitir ciclos curtos
(GAVA, 1998).
A temperatura é medida por pares termoelétricos ou termômetros de resistência,
colocados em diversos pontos da câmara de liofilização e do produto a liofilizar (GAVA,
1998).
2.9.2. Velocidade da Transferência de Calor
76
Segundo FELLOWS (1994), o calor pode ser transmitido por três mecanismos:
1) Transferência de Calor Através da Camada de Alimento Congelado. Ver Figura 6
(a).
A velocidade da transferência de calor depende da espessura e condutividae térmica da
camada de gelo. À medida que a desidratação progride, a espessura da camada de gelo diminui
e, em conseqüência, a velocidade da transferência de calor aumenta.
2) Transferência de Calor Através da Camada de Alimento Liofilizado
Ver Figura 6 (b).
Nesse caso, a velocidade da transferência de calor de sublimação depende da espessura
e área do alimento, da condutividade térmica da amada liofilizada e da diferença de
temperaturas na superfície do alimento e da fronteira do gelo.
Ao passo que a desidratação progride, essa camada aumenta sua espessura, e sua
resistência também aumenta.
3) Aquecimento por Microondas
Nesse sistema de aquecimento, o calor se degrada na própria franteira de gelo, pois a
velocidade de transferência de calor não depende da condutividade térmica do gelo, enm da
camada de alimento liofilizado, nem da sua espessura. É um sistema com maior dificuldade de
ser controlado. Ver Figura 6 (c).
2.9.3. Velocidade da Transferência de Massa
Quando o calor chega na frente de sublimação a pressão e a temperatura de vapor
aumentam.
77
Um grama de gelo dá lugar a 2m
3
de vapor a uma pressão de 67 Pa. Por esse motivo, na
liofilização comercial, é preciso eliminar muitos metros cúbico de vapor por segundo, que
deverão escapar pelos poros dos alimentos liofilizados (FELLOWS 1994).
Segundo FELLOWS (1994), os fatores que controlam a gradiente de pressão de vapor
são:
A. A pressão no interior da camada de liofilização
B. A temperatura do condensador de vapor
Tanto a pressão como a temperatura deverão ser as mais baixas possíveis.
Na prática, esses valores economicamente viáveis, são 13 Pa e 35º C, respectivamente.
C. A temperatura de gelo da frente de sublimação
Deve ser a mais elevada possível, no entanto, que resista ao descongelamento.
Na teoria, a temperatura do gelo devera elevar-se até um valor abaixo de seu ponto de
descongelamento. No entanto, essa temperatura devera ser acima de uma determinada
temperatura crítica que os solutos concentrados possam ter suficiente mobilidade, para permitir
sua migração pos ação das forças que atuam durante o processo. Quando isso acontece, a
estrutura do alimento se colapsa imediata e irreversivelmente, o que reduz a velocidade de
transferência de vapor, e consequentemente, a desidratação.
Na prática, portanto, existe uma máxima que o gelo deve se elevar, uma temperatura
mínima para o condensador e uma pressão mínima no liofilizador. Todas elas controlam a
velocidade de transferência de massa (FELLOWS 1994).
Durante a liofilização, o conteúdo de água cai, desde o seu valor inicial, na zona
congelada, a um valor inferior na camada liofilizada, que depende da pressão e vapor no
78
liofilizador. Quando o calor se transmite através da camada do alimento liofilizado, a relação
entre a pressão do liofilizador e a da superfície do gelo, é determinada pela seguinte fórmula:
P
i
= P
s
+
s
B
KD
λ
(Ө
s
- Ө
i
) (7)
Onde:
P
i
(Pa) = pressão parcial de vapor de água na frente de sublimação
P
s
(Pa) = pressão parcial de vapor de água na superfície
b (Kg/sm) = a condutividade térmica da camada liofilizada
λ(J/Kg) = a permeabilidade da camada liofilizada
λ(J/Kg) = calor latente de sublimação
Ө
s
(ºC) = temperatura na superfície do alimento
Ө
i
(ºC) = temperatura na frente de sublimação
2.9.4. O Liofilizador
O liofilizador consiste, essencialmente, em uma câmara a vácuo, com bandejas onde se
desloca o alimento a ser liofilizado e aquecedores para gerar o calor latente de sublimação. Para
o vapor, usa-se o condensador de serpentinas, dotado de um sistema automático de
descongelamento, para mantê-lo livre de gelo, mantendo assim sua capacidade de condensação.
Esse aspecto é de grande importância, uma vez que grande parte de energia consumida é
devido a refrigeração dos condensadores. E, portanto o rendimento de um liofilizador é
determinado pela eficácia do condensador (FELLOWS, 1994).
Eficácia = Temperatura de sublimação
Temperatura do refrigerante
no condensador
Os vapores no condensador são eliminados mediante bombas de vácuo.
79
2.9.5. Tipos de liofilizadores
A. Liofilizadores por Contato
Nesses liofilizadores, o alimento é colocado em bandejas com compartimentos,
colocado sobre placas aquecedoras.
Figura7 – Sistemas de liofilização: (a) transmissão do calor por condução através de
uma bandeja com compartimentos; (b) malha de metal expandido para a liofilização acelerada;
(c) aquecimento das bandejas por radiação.
Nesses casos, a liofilização é mais lenta, já que o calor se transmite por condução por
uma camada do alimento. Além disso, o contato entre o alimento a congelar e a superfície
aquecedora é desigual, o que reduz a velocidade de transferência de calor. Por outra parte, há
uma queda de pressão na massa de alimento, provocando uma diferença entre a velocidade de
liofilização na camada inferior e superior (FELLOWS, 1994).
80
B. Liofilizadores Acelerados
Nesse caso, entre o alimento e as placas aquecedoras existe uma malha metálica
(Figura- 7b) fazendo com que a transferência de calor seja mais rápida que com placas
continuas e que o vapor se solte da superfície do alimento com maior facilidade, o que reduz o
tempo da liofilização (FELLOWS, 1994).
C. Liofilizadores por Radiação
O alimento distribuído em bandejas, em camadas finas, e aquecem por radiação. É um
aquecimento mais uniforme que por condução, uma vez que as irregularidades da superfície do
alimento influenciam menos na transferência de calor. Também não ocorre a queda de pressão
na massa do alimento, pois as condições de liofilização se mantêm constantes. Não é preciso
grande contato entre o alimento e a superfície aquecedora, possibilitando o uso de bandejas
mais baratas e de fácil limpeza (FELLOWS, 1994). Ver Figura 7c.
D. Liofilizadores de Aquecimento Dielétrico e por Microondas
A liofilização por microondas é um processo difícil de controlar, uma vez que a perda
de água á maior que a de gelo, e se em algum ponto do alimento o gelo chegar fundir-se,
provocaria uma reação de sobre-aquecimento em cadeia (FELLOWS, 1994).
2.9.6. Efeito da Liofilização sobre os alimentos
Entre as alterações mais importantes sofridas pelo alimento devido à desidratação, estão
aquelas relacionadas com o valor nutritivo e propriedades organolépticas (GAVA, 1998).
O alimento seco perdeu um certo conteúdo de umidade e por isso, haverá um aumento
na concentração dos nutrientes por unidade de peso, comparando com o produto fresco.
81
Quando reconstituído ou reidratado, assemelha-se bastante ao produto natural, nunca
chegando a igualar-se por causa das perdas de certos constituintes (GAVA, 1998).
Já os alimentos liofilizados, corretamente envasados, se conservam por mais de 12
meses em modificações de eu valor nutritivo e em suas características organolépticas
(FELLOWS, 1994).
Isso é devido ao fato de que os componentes do aroma não se encontram nem na água
pura, nem nos cristais de gelo, portanto, durante a sublimação não são arrastados pelo vapor de
água e ficam, conseqüentemente, retidos na trama dos alimentos liofilizados.
Pela liofilização, consegue-se manter até 80% do aroma do alimento, o processo afeta
apenas a textura, mesmo assim, não causa contração nem endurece sua camada superficial
(FELLOWS, 1994).
A estrutura do produto permanece praticamente inalterada após a secagem, com seus
pequenos “túneis”, ou capilares, que antes eram cheios de água líquida agora, permanecem
vazios, porem intactos (FIOREZE, 2004).
A estrutura porosa dos alimentos liofilizados faz com que sua reidratação seja muito
rápida, pois seus capilares permanecem abertos, (Figura 8) tornando-os alimentos frágeis, bem
susceptíveis a donos mecânicos.
82
Figura 8 – Estrutura porosa dos alimentos liofilizados.
O efeito da liofilização sobre as proteínas e carboidratos é mínimo. No entanto, sua
estrutura porosa proporciona um bom acesso ao oxigênio, o que pode provocar alterações por
oxidação de seus lipídios. Para evitar, os alimentos liofilizados com um alto teor de gorduras,
devem ser envasados em atmosfera de gases inertes, tornando o processo ainda mais caro.
Quanto às vitaminas, FELLOWS (1994), afirma que a tiamina e o ácido ascórbico são
pouco afetados e as perdas nas demais são desprezíveis. Fator este, de grande diferença entre
uma desidratação qualquer e a liofilização.
Sem dúvida, em qualquer método de desidratação, os cuidados na preparação do
produto para a secagem têm bastante influencia na qualidade do produto final.
2.9.7. Vantagens e Desvantagens do Processo de Liofilização
Como todos os métodos de conservação, a liofilização tem suas vantagens e
desvantagens. EVANGELISTA (1992), as cita da seguinte forma:
Vantagens do processo de Liofilização
Ligadas à estrutura do produto
• Os alimentos de estrutura esponjosa,
depois de reconstituídos, representam
fielmente o produto original;
• As moléculas constituem “estrutura
sólida”, protegendo o produto contra
deformações e migrações de seus
componentes, durante a produção e
locomoção de vapor;
83
Ligadas á baixa temperatura de operação
• Grande redução: de perdas vitamínicas e
de constituintes voláteis; de desnaturação na
superfície do produto, de revestimento
impermeável, do qual resulta dessecação não
uniforme e conseqüente prejuízo da
reidrataçao.
Ligada à digestibilidade
• A capacidade digestiva se torna mais
elevada
Ligadas á reidrataçao
• A desidratação é extremamente fácil, as
condições são excelentes, tanto em
velocidade como em quantidade.
Ligadas a outros fatores
• Pela ausência de oxigênio, impede a ação
de microrganismos anaeróbicos;
• Pela eliminação da água, a ação enzimática
é inibida;
• Os produtos podem ser dessecados sem
suas embalagens de várias dimensões;
• Vários produtos, quando dessecados e bem
embalados, podem permanecer sem riscos,
durante algum tempo, em temperatura
ambiente;
• Os alimentos liofilizados caracterizam por
sua leveza e por não necessitarem de
refrigeração;
• O tempo de armazenamento é
84
significativamente aumentado.
Desvantagens do processo de Liofilização
Implicações econômicas
• A principal desvantagem é a do alto custo
do processo, que só é compensador ao tratar
de produtos caros, como café;
• A onerosidade resulta dos gastos
obrigatórios referentes ao preço dos
equipamentos, sua manutenção e tempo de
processamento exigido (cerca de 10 horas).
Perdas de peso e volume
• Mesmo sendo imediata a reconstituição, o
produto em comparação ao original perde
peso e volume.
Degradações oxidativas
• Sem a proteção de embalagem adequada
(vácuo ou atmosfera de gás inerte) o produto
seco, por sua maior superfície, tem à
degradação oxidativas.
Aceleração do processo
• As acelerações do processo normalmente,
influem sobre a qualidade de produtos de
origem protéica (pescado e outras carnes),
que se tornam fibrosos ou esponjosos.
2.9.8. Parâmetros que influenciam o processo de liofilização
O congelamento é a primeira etapa do processo de liofilização. O desempenho global da
liofilização depende significativamente deste estágio por causa da forma dos poros, da
distribuição do tamanho dos poros, da conecção entre as redes de poros da camada seca
85
formada pela sublimação da água ou da substância aquosa congelada durante a secagem
primária e da dependência do processo de liofilização com os cristais de gelo formados durante
o estágio de congelamento, tendo influência, também, na consistência do produto final, cor e
retenção do aroma (FELLOWS, 1994).
O método e a taxa de liofilização, bem como a forma da solução contida e a natureza do
produto, são críticos no processo de liofilização porque eles afetam a taxa de secagem e a
qualidade do produto.
Segundo ADAMIEC et al. (1995), um congelamento lento (10-100°C/min) é prejudicial
para as células porque propicia a formação de grandes cristais de gelo que após a sublimação
da água ou da substância aquosa podem causar prejuízos mecânicos à estrutura das células. O
congelamento ultraswift (1000°C/min) é resultado de uma queda brusca de pressão ou
temperatura. Em conseqüência, desta espécie de choque, pequenos cristais de gelo são
formados e distribuídos uniformemente sem afetar a estrutura das células. Este tipo de
congelamento não só facilita o processo tecnológico como intensifica a desidratação. O
congelamento ultraswift ou auto congelamento é indicado nos casos em que os materiais têm
baixa umidade. Para materiais com alta umidade faz-se, primeiramente, um congelamento
inicial.
2.10. Características sensoriais
Por meio da análise sensorial pode-se determinar a aceitabilidade e a qualidade dos
alimentos, constituindo-se ainda como uma poderosa ferramenta nas pesquisas para o
desenvolvimento de novos produtos. Como o auxílio dos órgãos humanos dos sentidos, as
sensações resultantes das interações destes órgãos com os alimentos são usadas para interferir e
analisar as diferentes características organolépticas dos alimentos (TEIXEIRA et al., 1987).
A avaliação sensorial de alimentos é função primária do homem, que desde a infância,
os aceita ou os rejeita de acordo com a sensação sentida ao experimentá-lo e ingeri-los. Então
se é desejado avaliar a qualidade sensorial de um alimento e dizer as sensações que o homem
86
terá ao ingeri-lo, nada mais óbvio do que perguntar a ele mesmo. A análise foi criada para que
o resultado deste tipo de questionamento fornecesse uma resposta precisa e reprodutível.
(CHAVES, 1993). Esse aspecto de qualidade, que incide diretamente na reação do consumidor,
é que denomina qualidade sensorial, e é o que leva às inovações, ao sucesso ou ao fracasso.
As avaliações sensoriais são feitas pela associação dos sentidos: paladar, olfato e tato. A
combinação das sensações e interações desses sentidos, servem como medida da qualidade na
mente do provador (CHITARRA & CHITARRA, 1990).
PORETTA (1996), afirma que por sua subjetividade, muitas vezes as análises sensoriais
são duramente criticadas, mas analisando objetivamente os dados é possível extrair validade e
conclusões reproduzíveis para cada dado. É interessante notar que pesquisas sensoriais
demonstram que especialistas (peritos) não são mais sensíveis que pessoas não especialistas.
A análise sensorial é hoje uma disciplina desenvolvida com seus métodos e aplicados
em industria de produtos de consumo de várias áreas. A competição entre as indústrias por
parcelas de mercado leva a uma necessidade de aperfeiçoamento da qualidade de seus
produtos. As técnicas de análises têm grande aplicação nesse processo (CHAVES &
SPROESSER, 1996).
2.10.1. Aparência e cor
A aparência é o fator de qualidade de maior importância do ponto de vista de
comercialização. É avaliada por diferentes atributos como grau de frescor, tamanho, forma, cor,
higiene, maturidade e ausência de defeitos (CHITARRA, 1998).
O consumo de um alimento, conhecido ou não do consumidor, depende em primeira
instancia da sua cor e do seu aspecto, pois quando um consumidor entra em contato com o
alimento, a cor e aparência são as duas primeiras sensações que o atingem, e é o que os levara à
aceitação, indiferença ou rejeição (BOBBIO & BOBBIO, 1992b).
87
A aparência de um alimento concorre grandemente para a sua aceitabilidade, razão pela
qual a cor talvez, seja a propriedade mais importante dos alimentos, tanto os naturais quanto os
processados. A cor dos alimentos resulta da presença de compostos coloridos já existentes no
produto (pigmentos naturais), ou da adição de corantes sintéticos (ALMEIDA, 1996).
Segundo CHITARRA & CHITARRA (1990), os produtos vegetais apresentam três
principais pigmentos, a clorofila, os carotenóides e as antocianinas, havendo em alguns casos
formação de antocianinas.
De acordo com FIGUEIREDO (1998), a clorofila é responsável pela cor verde,
abundante principalmente em frutos e nas folhas; a sua degradação é causada por vários
fatores, entre eles pode-se citar alterações de pH, atividade enzimática da clorofilase, oxidantes
e outros. Os carotenóides, geralmente são de cor amarela e laranja, podendo apresentar cor
vermelha. Antocianinas são pigmentos responsáveis pelas cores em tons de vermelho. As
antocianinas podem ocultar a clorofila e os carotenóides, devido a sua coloração acentuada.
A cor de um alimento pode variar consideravelmente de lugar para lugar e de estação
para estação, dependendo de numerosos fatores. Desse modo, ela pode servir não só como útil
critério de qualidade, mas também como indicador de vários tipos de mudanças deteriorativas
sofridas pelo produto (SILVA, 1973).
2.10.2. Sabor
De acordo com CHAVES & SPROESSER (1996), sabor é, em análise sensorial, a
experiência mista, mas unitária, de sensações gustativas, olfativas e táteis percebidas durante a
degustação. O sabor engloba as sensações de gosto, odor e táteis orais, podendo ser
influenciado pelos efeitos táteis, térmicos, dolorosos e sinestésicos.
O sabor e o aroma juntos são designados em conjunto como “flavor”, uma vez que se
correlacionam como atributo de qualidade único. O “flavor” na realidade é a realidade
88
percepção sutil e complexa da combinação sabor (doce, ácido, adstringente, amargo), odor
(substâncias voláteis) e textura (firmeza, maciez, granulosidade, etc) (CHITARRA, 1998).
O “flavor” é uma sensação complexa e difícil de ser avaliada em função da grande
variedade de compostos químicos envolvidos. Esses compostos em conjunto conferem as
características particulares de cada produto. As diferenças de sabor e aroma entre as espécies e,
mesmo entre cultivares, estão relacionadas não só com algumas substâncias específicas
predominantes, como também com a sua proporção no produto (CHITARRA & CHITARRA,
1990).
As substâncias que conferem aos alimentos o sabor doce são os açucares, dos quais os
mais comuns: sacarose, glicose e frutose, os demais açúcares apresentam menor grau de
doçura. O sabor ácido é atribuído à presença de ácidos orgânicos como tartárico, málico,
succínico, láctico e outros, que são encontrados nos tecidos vegetais e animais. São
encontrados muitas diferenças entre os sabores produzidos pelos ácidos, o que comprova a
importância do ânion na formação do sabor. Para o sabor salgdo, o cloreto de sódio é o
principal responsável, pois outros sais são menos eficientes, além de possuírem em sua grande
maioria, um certo grau de amargor. O sabor amargo é produzido pelos alcalóides (quinino,
cafeína, estricnina e solaninas), alguns peptídeos (proteína hidrolisada por enzimas de
microrganismos em alguns queijos), alguns flavonóides na forma de glicídios (naringina e neo-
hesperidinina) e também alguns sais (BOBBIO & BOBBIO, 1992, b).
2.10.3. Aroma
É o conjunto das sensações do olfato estimuladas pelos componentes voláteis que, em
conjunto, conferem as características a cada produto CHITARRA & CHITARRA (1990).
CHAVES & SPROESSER (1996) afirmam que o aroma, fisiologicamente, é a sensação
que se percebe por meio de células receptoras olfativas, quando por substâncias voláteis que
passam pela boca.
89
De acordo com Zurowietz, citado por ARAÙJO (2000), o processo de percepção
sensorial do olfato é dividido em três fases: na primeira fase, uma molécula olfativa passa por
uma etapa de detecção e codificação, ou seja, o momento em que as partículas olfativas
alcançam a membrana ciliar olfativa e lá são capturadas pelas proteínas. A segunda fase,
consiste no processamento da informação, ou seja, da recognação dos símbolos e pode ser dita
que é semelhante à ação de processamento de imagem em um computador. A terceira, é a
integração, isso ocorre até as informações serem processadas, compreendidas, reconhecidas e
identificadas. Durante esta fase, o molde comportamental começa a funcionar, e é apenas neste
ponto que podemos falar do prazer.
Para a identificação e entendimento do aroma de um fruto ou outro produto é
necessário conhecer a natureza dos constituintes presentes e a intensidade do aroma de cada
componente (CHITARRA & CHITARRA, 1990).
Os mesmos autores afirmam que o padrão de mudança nos componentes do aroma
tanto em qualidade como tipo, durante a maturação, armazenamento e processamento, ainda
não é bem definido. Do mesmo modo também não se conhece, completamente, como cada
componente é formado e metabolizado.
90
3. MATERIAIS E MÉTODOS
O presente trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Armazenamento e
Processamento de Produtos Agrícolas, da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola da
Universidade Federal de Campina Grande, Campus I, na cidade de Campina Grande – PB.
O processo de obtenção da manga liofilizada e manga-passa foram obtidos conforme a
seqüência do fluxograma, apresentado na Figura 9.
Figura 9 – Fluxograma do processamento da manga.
91
3.1 Matéria-prima
Frutos de manga (Mangifera indica, L.), da variedade Haden, que foram obtidos em
mercados locais de Campina Grande – PB.
• Seleção
Na seleção foram verificados o estado geral de conservação dos frutos, estágio de
maturação, tamanho, ausência de danos causados por choques ou insetos e consistência firme.
• Higienização
Os frutos foram lavados em água potável corrente, para retirar excessos de sujidades,
em seguida, lavados com detergente neutro, o que reduz consideravelmente a flora microbiana.
Depois de lavados, os frutos foram secos em ambiente natural, antes da próxima fase de
processamento.
• Descascamento manual
Os frutos foram descascados manualmente, utilizando-se facas inoxidáveis, adequadas
para o processamento.
• Corte
As mangas foram cortadas tipo “palito”, com espessura média de 10 mm, o
comprimento foi variado, devido à forma do fruto.
92
Figura 10 – Corte da manga.
• Embalagem
As mangas já cortadas foram embaladas em saco plástico de polietileno de baixa
densidade, de tal maneira que um palito não entrasse em contato com outro.
3.2. Congelamento da manga
A manga em palitos foi submetida à temperaturas de congelamento -24º C, em média,
em freezer convencional marca Cônsul 220L, considerado um congelamento lento.
Para obtenção dos dados da cinética de congelamento, uma amostra do fruto foi cortada
no formato de uma placa plana. Essa amostra foi submetida à temperatura média de -24°C e,
com auxílio de um termopar inserido no centro da amostra, foi feito o monitoramento e registro
da queda de temperatura, em intervalos de cinco segundos no início, aumentando para um
minuto e após o início do congelamento a cada 3 minutos, voltando a um minuto até que seja
atingido o ponto de equilíbrio.
.
3.3. Liofilização
O produto foi liofilizado em um equipamento Marca Terroni Fauvel, Modelo LB 1500,
com temperatura e pressão fixas.
93
Figura 11 – Liofilizador utilizado neste trabalho.
Primeiramente, aciona-se a chave geral do equipamento imediatamente, é ligado o frio
do liofilizado, que leva ,em média, 30 minutos para se estabilizar. Após esse período, a manga
é colocada no equipamento já congelada e dispostas em bandejas, um palito bem próximo ao
outro, então o vácuo é acionado, dando início ao processo de liofilização propriamente dito.
Figura 12 – Bandeja de liofilização com a manga já congelada.
O aparelho permanece nessas condições por 22 horas, em média, quando então é
desligada a chave do frio, ficando de 1 a 2 duas horas apenas o vácuo agindo sobre o produto.
Esta metodologia foi aprimorada após inúmeros testes, quando verificou-se que a retirada do
produto ainda frio causava uma umidade superficial no mesmo, pois o vapor de água existente
94
no ar, condensava em sua superfície, ocasionando mudança na consistência e aparência do
produto. Por isso, depois de desligado o frio, a manga permaneceu no liofilizador, sobre o
vácuo.
Passado esse período, o vácuo é desligado e a manga liofilizada é retirada rapidamente,
para que a mesma não absorva umidade do meio.
As bandejas contendo o produto foram pesadas no início e no final do processo, para
controle de rendimento.
Durante todo o processo e, principalmente ao retirar a manga já liofilizada, o ar
condicionado do laboratório permaneceu ligado.
3.4. Secagem convencional
Os palitos de manga foram colocados no secador de bandeja, com circulação de ar para
realização de secagem na temperatura de 55ºC. A temperatura de secagem foi amena para
evitar o enrijecimento da passa e a caramelização do açúcar da fruta, podendo ocasionar um
escurecimento do produto final.
O ponto final de secagem foi definido pelo teor de água final prevista para a manga-
passa, em torno de 10%. Para este fim utilizou-se um desidratador de frutas, Polidryer PD-25
(Figura 13).
95
Figura 13 – Secador de bandejas Polidryer PD-25, para desidratação de frutas.
Antes do início da secagem foi determinado o teor de água inicial da manga, de acordo
com A.O.A.C. (1997), que constitui em se submeter amostras da manga em estufa, a
temperatura de 105ºC +/-2ºC por um período de 72 horas para permitir a retirada total da água.
Foram utilizadas três repetições.
A fórmula utilizada para determinação do teor de água inicial foi:
Pi
PfPi
Xbu
−
=(%) ( 8 )
onde:
Pi: peso inicial, em gramas;
Pf: peso final, em gramas.
Determinada a umidade inicial da manga, usou-se a seguinte fórmula para acompanhar
a umidade do produto no processo de secagem, através da variação de peso como parâmetro de
determinação:
96
(
)
−
−=
f
ii
P
XP
Xbu
100
100 ( 9 )
onde:
Xbu: teor de água em base úmida;
P
i
: peso inicial do produto a ser seco
P
f
: peso final do produto após secagem;
X
l
: umidade inicial do produto.
Para a determinação do teor de água em base seca foi utilizada a seguinte fórmula:
)1( Xbu
Xbu
Xbs
−
= 0 )
onde:
Xbs: teor de água em base seca
Xbu: teor de água em base úmida
Para determinação da Razão de Umidade foi utilizada a seguinte fórmula:
XeXbs
XeXbs
RX
inicial
−
−
= (11)
onde:
RX: razão de umidade (adimensional)
Xe: teor de água de equilíbrio em base seca
Xbs: teor de água em base seca
Xbs (inicial): Umidade inicial em base seca
97
Obs.: Substituir em todas as umidades o U pó X.
Conhecendo-se o teor de água inicial dos frutos, a secagem foi acompanhada da perda
de peso com relação ao tempo, utilizando-se uma balança analítica modelo METLER PC 440,
com precisão de 0.001g.
TABELA 2 – Equações testadas para representar a secagem da manga a temperatura de 55
o
C.
item
Equação Autores
01
)exp(
n
ei
e
tk
XX
XX
RX −=
−
−
=
PAGE . (1949),
02
(
)
[
]
2
ln)ln(. RXBRXAt +=
THOMPSON et al.
(1967)
03
62421
)exp()exp(
53
ataataa
XX
XX
RX
aa
ei
e
+−+−=
−
−
=
CAVALCANTI MATA
(2004)
Sendo:
RX = Razão de umidade;
X = teor de água inicial;
X
e
= teor de água de equilíbrio;
X
i
= teor de água no instante;
k, n, A, B,
1
a ,
2
a ,
543
,, aaa e
6
a = são parâmetros das equações.
3.5. Embalagem do produto final
O produto ao final, tanto da liofilização, quanto da secagem convencional, será
acondicionado em embalagens metalizadas de polipropileno, revestidas internamente com
polietileno, em quantidades iguais de 30g. As embalagens foram fechadas utilizando uma
seladora termoelétrica, sendo a exaustão realizada manualmente.
98
Após o fechamento as embalagens foram devidamente rotuladas para identificação do
conteúdo, identificação esta em que constam a data de fabricação e temperatura em que o
produto foi congelado para ser liofilizado, no caso da liofilização, temperatura de secagem no
caso da secagem convencional. Estes produtos foram armazenadas à temperatura ambiente, sob
ventilação e condições higiênico-sanitárias adequadas.
3.6 Caracterização físico-química
As análises fisico-quimicas foram realizadas na manga “in natura”, liofilizada e passa.
As determinações de acidez titulável total, açúcares redutores, não redutores e totais, sólidos
solúveis, potencial hidrogeniônico, foram realizadas no Laboratório de Armazenamento e
Processamento de Produtos Agrícolas, da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola da
Universidade Federal de Campina Grande, Campus I, na cidade de Campina Grande – PB. As
determinações de cinzas, teor de água e ativiadade de água (28º C) foram realizadas no
Laboratório de Tecnologia de Alimentos, localizado no Centro de Tecnologia da Universidade
Federal da Paraíba – João Pessoa/PB.
Para a realização das analises de acidez titulável total, determinação dos sólidos
solúveis totais e potencial hidrogeniônico (pH), as amostra foram preparadas diluindo-se 5
(cinco) gramas das mesmas em 100 mL de água destilada, ficando sob agitação por 1 hora. No
caso da manga “in natura”, foram usados 5 g de polpa e nas manga liofilizadas e passsa, as
amostras foram trituradas antes de diluídas em água.
• Acidez titulável
Conforme a metodologia descrita nas NORMAS ANALÍTICAS DO INSTITUTO
ADOLFO LUTZ, (1985), a análise da acidez titulável total foi realizada através da titulometria
de neutralização, como o hidróxido de sódio a 0,1 N.
99
• Teor de água
A determinação do teor e água foi realizada através de aquecimento direto, um método
gravimétrico, determinando-se a perda de massa do material submetido a aquecimento em
estufa a 105
0
C, até massa constante, seguindo a metodologia descrita no manual do
INSTITUTO ADOLFO LUTZ, (1985).
• Cinzas
As cinzas foram determinadas por incineração, seguindo a metodologia descrita nas
NORMAS ANALÍTICAS DO INSTITUTO ADOLFO LUTZ, (1985).
Determinou-se a perda de massa do material submetido a aquecimento em mufla a
temperatura de 550
0
C, até massa constante.
• Açúcares totais e redutores
O teor de açúcares totais foi determinado pelo Método de Lane e Eynon (A.O.A.C.,
1984), o qual consiste da redução do cobre presente na solução de Fehling através de açúcares
invertidos. O conteúdo de açúcar presente na amostra foi obtido pelo volume de solução de
açúcar necessário para reduzir completamente a solução de Fehling de volume conhecido.
• Determinação dos sólidos solúveis totais
A determinação dos sólidos solúveis totais foi realizada através de leitura
direta com um refratômetro do tipo Abbe, colocando-se uma gota do suco no
100
prisma e fazendo-se a leitura direta em °Brix. A leitura do
o
Brix foi corrigida em
função da temperatura da amostra utilizando-se a tabela contida no manual do
INSTITUTO ADOLFO LUTZ (1985).
• Sólidos totais
O teor de sólidos totais foi obtido a partir do teor de água, através da relação: (100 –
teor de água).
• Potencial hidrogeniônico (pH)
A determinação do potencial hidrogeniônico (pH) foi realizada através de leitura direta,
segundo as NORMAS DO INSTITUTO ADOLFO LUTZ (1985)
• Atividade de água
A determinação da atividade de água foi realizada com o auxílio do equipamento
Aqualab CX-2T, Decagon a 28°C, apresentando erro de ±0,003 no valor final. Este
equipamento tem por princípio a medida do ponto de orvalho da amostra acondicionada em
cápsula plástica e levada a um banho termostatizado.
3.7 – Análise Microbiológica
As determinações microbiológicas foram realizadas no Laboratório de Tecnologia de
Alimentos, localizado no Centro de Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba – João
Pessoa/PB. Foram realizadas as análises microbiológicas nas mangas processadas.
Para a realização dos ensaios microbiológicos foram seguidas as diretrizes gerais da
INSTRUÇÃO NORMATIVA nº. 62, de 26 de agosto de 2003, do Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento.
101
3.8.Análise sensorial
A análise sensorial foi realizada segundo uma escala hedônica estruturada (TEIXEIRA
et al., 1987) para avaliar o aroma, aparência, sabor e cor com escala variando de 1 (gostei
muitíssimo) a 9 (desgostei muitíssimo). Os testes serão realizados por 30 degustadores de
ambos os sexos, não treinados, cuja idade mínima foi 20 e máxima 50 anos, contendo
representantes de camadas sociais diferentes, os quais foram recrutados dentro da comunidade
universitária (alunos, funcionários e professores). Os degustadores recrutados receberam um
breve esclarecimento de como deviam proceder em suas avaliações.
Para a execução dos testes, as amostras foram apresentadas aos julgadores todas de uma
vez, em sacos plásticos transparentes, codificados com números de três dígitos aleatórios; cada
amostra foi constituída de um palito da manga seca à temperatura ambiente (ISO 5497, 1982).
Juntamente com a manga foram servidos biscoito água e sal e, também, água mineral. Os
degustadores foram instruídos a fazer uma pausa entre uma análise e outra, servindo-se desses
dois produtos no sentido de minimizar os efeitos do sabor residual deixado na boca pela prova
anterior.
Foram realizadas também pesquisas de intenção de compra e comparação direta de
preferência.
102
Figura 14 – Modelo de formulário utilizado para análise dos atributos sensoriais da manga
liofilizada
Nome:_________________________________________________Idade:__________
Você está recebendo uma amostra de MANGA LIOFILIZADA para avaliar
quanto aos atributos sensoriais contidos na tabela abaixo. Indique usando a escala
abaixo o quanto você gostou ou desgostou da amostra.
9. Gostei muitíssimo;
8. Gostei muito;
7. Gostei moderadamente;
6. Gostei ligeiramente;
5. Não gostei, nem desgostei;
4. Desgostei ligeiramente;
3. Desgostei moderadamente;
2. Desgostei muito;
1. Desgostei muitíssimo.
CÓDIGO DA AMOSTRA: _________
ATRIBUTO
VALOR CONFORME ESCALA
Aparência geral
Cor
Sabor
Aroma
o Intenção de compra:
Você compraria esse produto?
SIM NÃO
103
Figura 15 – Modelo de formulário utilizado para análise dos atributos sensoriais da manga
passa
Nome:_________________________________________________Idade:___________
Você está recebendo uma amostra de MANGA-PASSA para avaliar quanto aos
atributos sensoriais contidos na tabela abaixo. Indique usando a escala abaixo o quanto você
gostou ou desgostou da amostra.
9. Gostei muitíssimo;
8. Gostei muito;
8. Gostei moderadamente;
7. Gostei ligeiramente;
6. Não gostei, nem desgostei;
5. Desgostei ligeiramente;
4. Desgostei moderadamente;
3. Desgostei muito;
2. Desgostei muitíssimo.
CÓDIGO DA AMOSTRA: _________
ATRIBUTO
VALOR CONFORME ESCALA
Aparência geral
Cor
Sabor
Aroma
o Intenção de compra:
Você compraria esse produto?
SIM NÃO
104
4.9. Análise Estatística
O delineamento experimental empregado para a caracterização físico-química da
manga em cada processamento foi o inteiramente casualisado com 03 tratamentos e com três
repetições (T1 - “in natura”, T2 – após liofilização, T3 – após secagem a 55
o
C). Realizou-se a
análise de variância e o teste de comparação de médias pelo teste de tukey ao nível de 1 e 5%
utilizando-se o programa computacional ASSISTAT, versão 7.3 Beta.
Todos os resultados foram avaliados por análise de variância (ANOVA), segundo
tratamento fatorial. Os valores que mostraram diferença significativa de médias foram
complementados com o teste de Tukey, ao nível de 5% (p = 0,05) ou de 1% (p = 0,01) de
probabilidade, usando o programa Assistat Versão 7.3 Beta.
10
5
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Caracterização físico-química
Os valores médios da caracterização inicial da manga “in natura” encontram-se na
Tabela 3.
Tabela 3 – Valores médios das características físico química da manga “in natura”, Campina
Grande, PB, 2006.
Manga "in natura"
Açúcares Redutores (% glicose)
10,57 ± 0,2052
Açúcares não-redutores (%glicose)
4,99 ± 0,4233
Açúcares Totais (%glicose)
15,56 ± 0,2921
Acidez titulável (%ácido cítrico)
0,37 ± 0,0100
Atividade de água (28
o
C)
0,991 ± 0,010
Cinzas (%)
0,34 ± 0,0611
Teor de água (%)
83,25 ± 0,6700
pH
4,53 ± 0,0551
Sólidos Solúveis (ºBrix)
14,2 ± 0,0577
Sólidos Totais (%)
16,75 ± 0,6700
Santos e Azevedo citado por RIBEIRO (2004) e próprio RIBEIRO (2004), encontraram
para manga Tommy Atkins valores de açúcares redutores bem menores do que o encontrados
neste trabalho (10,57%), que são de 3,88, 3,46 e 3,88 (%glicose), respectivamente. Já os
açúcares totais foram menores do que os encontrados por RIBEIRO (2004), de 17,35
(%glicose) e menores que os encontrados por Santos, citado por RIBEIRO (2004) (%glicose).
Os valores médios da acidez da manga “in natura” encontrados nesse estudo foram
menores do que os obtidos por RIBEIRO (2004) de 0,84 (% de ácido cítrico) e por BRANDÃO
et al. (2003) de 0,61 (%de ácido cítrico ) para manga, porém, maiores do que os obtidos por
Azevedo, citado por RIBEIRO(2004).
106
Ainda os mesmos autores encontraram valores próximos quanto aos teores médios de
água inicial, cinzas e sólidos totais. E a atividade de água (28ºC) é bem próxima à encontrada
por BRANDÃO et al. (2003), que foi 0,982.
O valor do pH foi (4,53) foi maior do que os obtido por BRANDÃO et al. (2003) com o
valor de 3,60 por Santos, citado por RIBEIRO (2004) que foi de 4,11.
Os sólidos solúveis encontrados por RIBEIRO (2004) foi de 9,07 ºBrix, valor este
menor do que da manga utilizada nesta pesquisa (14,2º Bx), enquanto que Azevedo e Santos
citados por RIBEIRO (2004) e BRANDÃO et al. (2003) encontraram valores maiores que
foram 15,80, 15,00 e 16,00 ºBrix, respectivamente.
Os resultados da caracterização físico-química da manga após cada processo
encontram-se nas Tabelas 4 e 5.
Tabela 4 – Valores médios das características físico-química da manga liofilizada. Campina
Grande, PB, 2006.
Manga Liofilizada
Açúcares Redutores (%glicose)
60,86 ± 2,2401
Açúcares não-redutores (%)
17,40 ± 4.116
Açúcares Totais (%)
78,26 ± 2, 0252
Acidez titulável (%ácido cítrico)
4,17 ± 0,1332
Atividade de água (28
o
C)
0,335 ± 0,0191
Cinzas (%)
2,0 ± 0,1582
Teor de água (%)
10,85 ± 0,6894
pH
3,94 ± 0,153
Sólidos Solúveis (ºBrix)
67,2 ± 2,100
Sólidos Totais (%)
89,15 ± 0,6894
107
Tabela 5 – Valores médios das características físico-química da manga-passa. Campina
Grande, PB, 2006.
Manga Passa
Açúcares Redutores (%glicose)
53,58 ± 4,9008
Açúcares não-redutores (%)
9,16 ± 1,7085
Açúcares Totais (%)
62,74 ± 0,7910
Acidez titulável (%ácido cítrico)
2,33 ± 0,1002
Atividade de água (28
o
C)
0,585 ± 0,0150
Cinzas (%)
1,91 ± 0,0802
Toer de água (%)
11,54 ± 0,8967
pH
4,22 ± 0,0153
Sólidos Solúveis (ºBrix)
84,0 ± 1,2124
Sólidos Totais (%)
87,96 ± 0,8967
Analisando as Tabelas 4 e 5, percebe-se que o brix, a acidez e ao açúcares aumentaram
bastante em relação à manga “in natura”, tendo em vista que foi retirada água do produto, logo
houve uma concentração dos sólidos solúveis.
Na secagem, o alimento perde água, e como resultado, tem um aumento na
concentração de nutrientes na massa restante. (DESROSIER, 1981).
O pH não sofreu uma pequena diminuição em ambos os processos, em relação à manga
“in natura”. Segundo GAVA (1998), é esperado que o produto baixe um pouco seu pH no
processo de secagem.
O teor de água da manga-passa ficou um pouco mais elevado que a manga liofilizada,
isso faz com que a acidez da última seja mais alta.
Quanto à atividade de água (28º C) das três amostras, verificou-se uma grande
diferença, sendo para manga “in natura” 0,991, para a manga liofilizada, 0,335 e manga-passa
108
0,585. Segundo VAN´DENDER et al (1983), essa diferença, deve-se ao fato de que o processo
de liofilização conserva melhor as substâncias ligantes da manga (ácidos, sais, açucares, etc.).
Pode-se observar também que de acordo com o gráfico de escurecimento químico em relação à
atividade de água (Figura 16), a manga-passa encontra-se exatamente no pico desta curva, o
que justifica um produto bem mais escuro que o obtido através da liofilização. Contudo, a cor
da manga-passa não é inconveniente, pois quando se fala de fruta-passa, o consumidor logo
imagina um produto bem escurecido, em relação à fruta “in natura”.
Figura 16
– Mapa
de
estabilidade em função da atividade de água (---). Adaptado a partir de Labuza
(1970).
Na Tabela 6 encontra-se a análise de variância realizada para as características físico-
quimicas da manga, obtidas por liofilização e por secagem.
109
Tabela 6 - Análise de variância das características físico-químicas da manga, Campina Grande,
PB, 2006.
QUADRADO MÉDIO
Açúcares
Redutores
Açúcares
Não
redutores
Açúcares
totais
ºBrix
Acidez
FV GL
Tratamentos
02 4431,94**
240,15**
6397,90*
*
3925,58**
10,79**
Resíduo 06 11,97 80,15 32,63
1,96
0.00933
Total 08 ----- ----- -----
-----
-----
CV(%) 3,39 34,72 4.46815
2,55
4,22
QUADRADO MÉDIO
Teor de água
Atividade de
água
pH
Cinzas
Tratamentos
02 5314,64**
0,33**
0,25**
2,61**
Resíduo 06 5,032
0.00020
0,00017
0,01173
Total 08 -----
-----
-----
-----
CV(%) 6,47
2,20
0.30
7,63
** Significativo ao nível de 1% de probabilidade
* Significativo ao nível de 5% pelo teste de Tukey
ns Não significativo
Conforme pode ser observado na Tabela 6, houve diferença significativa entre os
valores médios de todos os parâmetros físico-químicos analisados para a manga após cada
processamento.
Açúcares Redutores
110
Na Tabela 7 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios dos
açúcares redutores da manga após cada processamento.
Tabelas 7– Comparação entre os valores médios dos açúcares redutores da manga “in natura” e
após cada processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Açúcares Redutores (% glicose)
In natura 10,57 c
Liofilizada 60,86 a
Passa 53,58 b
MG 41,67
DMS 3,54
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
O valor de açúcares redutores foi, significativamente, maior para a manga liofilizada do
que para a manga-passa e ambas, como esperado, apresentaram valores de açúcares bem
maiores ao da manga “in natura”.
De acordo com DESROSIER (1981), as proteínas, lipídios e açúcares estão presentes
em maior quantidade por unidade de peso nos alimentos secos que nos frescos. Isso deve-se ao
fato que na secagem o alimentos perde água, concentrando os nutrientes presentes.
FIOREZE (2004), diz que frutas-passas são frutas que tem seu teor de umidade
diminuído, onde, consequentemente, ocorre uma elevação do teor de açúcares naturais da
própria fruta.
Como já foi citado anteriormente, VAN´DENDER et al (1983), afirma que o processo
de liofilização conserva mais as substâncias ligantes do alimento que o processo de secagem
111
convencional. Dentre essas substâncias estão os açúcares. Isso explica o teor de açúcar ser
maior na manga liofilizada que na manga-passa.
Açúcares não-redutores
Na Tabela 8 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios dos
açúcares não-redutores da manga após cada processamento.
Tabelas 8 – Comparação entre os valores médios dos açúcares não-redutores da manga “in
natura” e após cada processamento., Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Açúcares não-redutores (% glicose)
In natura 4,99 b
Liofilizada 17,42 a
Passa 9,16 ab
MG 10,52
DMS 9,16
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
Assim como para os açúcares redutores, o mesmo comportamento foi observado para os
açúcares não-redutores, ou seja, o maior valor foi observado para liofilizada; como também as
justificativas são as mesma que dos açúcares redutores. É interessante observar que, devido à
análise estatística levar em consideração, também, a manga “in natura” o desvio médio
significativo se torna muito grande, fazendo com que os valores obtidos para a manga após a
liofilização e após a secagem convencional sejam iguais significativamente, quando a manga
liofilizada possui um valor que é, aproximadamente, o dobro do valor de açúcares não-
redutores da manga-passa. A manga-passa, segundo a análise estatística possui um valor de
açúcares não-redutores que é igual ao da manga liofilizada e, também, da manga “in natura”.
Talvez uma análise comparando as médias desses valores, apenas para os produtos processados
expresse melhor estes resultados.
112
Açúcares Totais
Na Tabela 9 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios dos
açúcares redutores da manga após cada processamento.
Tabelas 9 – Comparação entre os valores médios dos açúcares totais da manga “in natura” e
após cada processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Açúcares Totais (% glicose)
In natura 15,56 c
Liofilizada 78,28 a
Passa 62,74 b
MG 52,19
DMS 5,84
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
Observando a Tabela 9, constata-se exatamente o comportamento previsto, uma vez que
os açúcares totais são obtidos da soma dos açúcares redutores e não-redutores.
Acidez titulável
Na Tabela 10 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios da
acidez da manga após cada processamento.
Tabelas 10 – Comparação entre os valores médios da acidez da manga “in natura” e após cada
processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Acidez Titulável (% ácido cítrico)
In natura 0,37 c
Liofilizada 4,17 a
Passa 2,33 b
MG 2,29
DMS 0,24
113
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
A manga liofilizada possui maior acidez do que a manga “in natura” e bem maior do
que a manga-passa. Um fato esperado, pois, segundo DESROSIER (1981), nos alimentos secos
convencionalmente, há uma perda nos ácidos, causionada pela temperatura empregada no
processo. Já a secagem por congelação (liofilização), retém grandes quantidades de ácido
ascórbico e outros ácidos.
Teor de água
Na Tabela 11 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios do
teor de água da manga após cada processamento.
Tabelas 11 – Comparação entre os valores médios do teor de água da manga “in natura” e após
cada processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Teor de água (% )
In natura 83,26 a
Liofilizada 10,85 b
Passa 9,87 b
MG 34.66
DMS 6,47
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
pH
Na Tabela 12 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios do pH
da manga após cada processamento.
114
Tabelas 12 – Comparação entre os valores médios do pH da manga “in natura” e após cada
processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos pH
In natura 4,56 a
Liofilizada 3,94 c
Passa 4,22 b
MG 4,23
DMS 0,30
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
Apesar de próximos, houve variação significativa de pH entre todos os processos, sendo
maior valor de pH, observado para a manga “in natura”, seguida da manga-passa e o menor
valor foi observado para a manga liofilizada. Segundo GAVA (1998), é esperado uma pequena
queda do pH do produto depois da perda da água.
A concentração de íons hidrogênio (pH) de um alimento é importante pela influencia
que exerce sobre tipos de microrganismos aptos à sua multiplicação e, tende a diminuir com o
decréscimo do teor de água, como ocorreu nos dois processamentos. Podemos verificar que na
liofilização, que foi retirada mais água do produto, o seu pH ficou menor que no caso da
manga-passa.
No caso de ambos os processos, o valor do pH ficou satisfatório, uma vez que para a
industrialização de frutas é interessante que eu pH seja inferior a 4,3, pois confere aos produtos
industrializados maior resistências aos microrganismos patogênicos (GAVA, 1998).
115
Sólidos solúveis (
o
Brix)
Na Tabela 13 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios dos
sólidos solúveis da manga após cada processamento.
Tabelas 13 – Comparação entre os valores médios dos sólidos solúveis da manga “in natura” e
após cada processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Sólidos solúveis (
o
Brix)
In natura 14,17 c
Liofilizada 67,20 b
Passa 83,30 a
MG 54,89
DMS 2,55
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
Como os demais sólidos, houve uma grande concentração dos sólidos solúveis, sendo
maior na manga-passa que na liofilizada. Isso ocorre devido ao processo de caramelização
ocorrido na fruta-passa devido à temperatura empregada na secagem convencional. (GAVA,
1998)
Atividade de água
Na Tabela 14 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios da
atividade de água da manga após cada processamento.
Tabelas 14 – Comparação entre os valores médios da atividade de água (28º C) da manga “in
natura” e após cada processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Atividade de água
In natura 0,99100 a
116
Liofilizada 0,33500 c
Passa 0,58533 b
MG 0,63711
DMS 2,20177
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
O produto liofilizado apresenta uma atividade de água (28º C) muito pequena em
relação ao produto-passa e, ainda, muito menor em relação à manga “in natura”, este fato por
si, justifica o custo do processo, pois com esta atividade de água o produto pode se manter
estável por mito mais tempo do que a manga-passa. Em outras palavras, é a atividade de água
que determina a vida de prateleira de um produto.
Segundo FIOREZE (2004), ao ter seu teor de água diminuído, o produto tem,
consequentemente, sua atividade de água diminuída.
Cinzas
Na Tabela 15 encontram-se os resultados da comparação entre os valores médios da
atividade de água da manga após cada processamento.
Tabelas 15 – Comparação entre os valores médios de cinzas da manga “in natura” e após cada
processamento, Campina Grande, PB, 2006.
Tratamentos Cinzas (%)
In natura 0,34 b
Liofilizada 2,01 a
Passa 1,91 a
MG 1,42
DMS 7,63
117
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente, pelo teste de Tukey
ao nível de 1% de probabilidade.
Os teores de cinzas foram iguais para a manga obtida pelos dois processos, liofilizada e
por secagem, e maiores ao da manga “in natura”, devido ao teor de água elevado do produto
“in natura”, uma vez que estes teores são proporcionais à massa.
Ocorre nas cinzas o mesmo que nos açúcares e ácidos, explicado anteriormente por
DESROSIER (1981), com a diminuição do teor de água, ocorre a concentração dos sólidos
restante por unidade de massa.
4.2. Análise Microbiológica
Na Tabela 16 encontram-se os resultados das análises microbiológicas da manga após
cada processamento.
Tabela 16 – Valores médios das determinações microbiológicas da manga liofilizada e manga-
passa. João Pessoa, PB, 2006.
Amostras
Determinação
MANGA
LIOFILIZADA
MANGA
PASSA
LIMITES
PERMITIDOS*
Contagem de bactérias
mesófilas (UFC/g)
4,20 x 10
2
1,10 x 10
2
**
Estafilococos coagulase
positiva
(UFC/g)
Ausente
Ausente
10
3
Coliformes a 45º C (MNP/g)
Ausente Ausente 10
2
Bolores e Leveduras (UFC/g)
Ausente Ausente 10
3
*Valores estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (M.A.P.A.).
** Não há limite estabelecido pelo M.A.P.A.
118
De acordo com os valores obtidos na manga liofilizada, a amostra analisada, com
relação a coliformes a 45ºC, bolores e Estafilococos (microrganismo característico de
manipulação sem a higiene adequada), se encontra em perfeito estado higiênico-sanitário, pois
além de estar dentro dos limites estabelecidos, não foi encontrada nenhuma contagem desse
tipo de bactéria; quanto a bactérias mesófilas, foram encontradas contagens, mas nada que
prejudique o produto, como mostrado na Tabela 16.
No caso da manga-passa, não foi encontrada nenhuma contagem em relação a
coliformes a 45ºC, Estafilococos, bolores e leveduras. Foi encontrado apenas um pequeno
número de bactérias mesófilas.
Na Tabela 17 encontram-se os resultados das análises microbiológicas da manga
liofilizada, após 8 meses do processamento.
Tabela 17 – Valores médios das determinações microbiológicas da manga liofilizada após 8
meses de armazenamento. João Pessoa, PB, 2006.
Amostras
Determinação
MANGA
LIOFILIZADA
LIMITES
PERMITIDOS*
Contagem de bactérias
mesófilas (UFC/g)
8,27 x 10
2
**
Estafilococos coagulase
positiva
(UFC/g)
Ausente
10
3
Coliformes a 45º C (MNP/g)
Ausente 10
2
Bolores e Leveduras (UFC/g)
1,97x 10
3
10
3
*Valores estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (M.A.P.A.).
** Não há limite estabelecido pelo M.A.P.A.
A manga liofilizada apresentou sua contagem de bolores e leveduras acima do limite
máximo permitido, isso devido a dois fatores: o produto não recebe tratamento térmico e a
embalagem utilizada não foi apropriada, considerando ainda que esta análise foi realizada após
119
8 meses de armazenamento em prateleira. Embora os bolores apresentem-se em ampla faixa de
temperatura eles só crescem em temperatura de refrigeração. Já as leveduras crescem em
temperatura entre 5 e 35ºC justificando dessa forma as mortes desses microorganismos durante
o processamento da manga passa (SILVA, 1997).
Figura 17 – Placa de petri com contagem de Bolores e leveduras da amostra da manga
liofilizada.
Comparando os resultados obtidos nos dois tipos de secagem, logo após o
processamento, podemos verificar que os resultados da manga-passa são iguais aos da manga
liofilizada, para coliformes a 45ºC, bolores e Estafilococos, e melhores para bactérias
mesófilas, isso se deve ao fato da primeira receber tratamento térmico, e a segunda não. Esse
fato pode ser evitando dando um banho de solução de Metabissulfito de Sódio (SO
2
) e ácido
cítrico na manga cortada, antes do congelamento. (0,5g de cada um deles para cada litro de
água). O primeiro, age invadindo a parede celular do microrganismo, destruindo seu
citoplasma, e o segundo além de baixar o pH (impedindo o desenvolvimento microbiano),
seqüestra o ferro (evita o escurecimento). Um fator relevante é o pH, onde os microorganismos
crescem melhor em pH próximo da neutralidade de 6,5 a 7,5 e, em pH entre 1,5 e 3,5 sua
multiplicação é mínima (BRASIL, 2001).
120
O resultado obtido na microbiologia era esperado, pois segundo DOSROSIER (1981),
os tecidos vivos requerem água. A quantidade de água no alimento é que dá a oportunidade dos
microrganismos crescerem. Os mofos (bolores) podem crescer em substratos alimentícios com
teores de umidade mais baixas que 12% (o caso do produto obtido neste trabalho). A
expectativa se confirmou também para as bactérias, requerem um teor de umidade mais alto,
geralmente, de 30%.
4.3. Cinética de Congelamento
Os dados experimentais e calculados da razão de temperatura em função do tempo, e da
temperatura em função do tempo, para a manga congelada a -24ºC, a -41ºC, a -100ºC e a -
196ºC, encontram-se no Anexo, nas tabelas 2a, 2b, 2c e 2d., respectivamente. Nas Figuras 18,
19, 20 e 21, estão representadas a cinética de congelamento para cada tratamento, baseando-se
nos dados das tabelas.
Pela cinética de congelamento da Figura 18 percebe-se, claramente, as três fases pelas
qual o fruto passa ao ser congelado à temperatura de -24ºC. a fase 1 (resfriamento) que durou
aproximadamente 25 minutos, onde a temperatura baixou de 26 para -2º C(vide Tabela 1a),
quando iniciou-se a 2ª fase (cristalização), que prolongou-se por cerca de 70 minutos, sendo
esta, bem mais lenta que a primeira. A fase 3, corresponde à fase de pós-congelamento que
acaba quando a temperatura entra em equilíbrio com a temperatura do meio. Esta fase durou
cerca de 25 minutos.
A difusividade térmica efetiva na fase1 foi 0,577 mm
2
/s, na fase 2 a mais baixa
(0,00004m
2
/s) e na fase 3 foi de 1,599 mm
2
/s.
121
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
E
st
ágio
I
R T = A
1
. e x p
− t
L
..
2
2
1
α
σ
Pa ra A
1
= 1 ⇒
σ
1
= 0 ,1
R T = exp (0 ,0 00 53 *t) R
2
= 99 ,54 %
E stá gio II
R T = 0,4 6 85 19 *e x p (0,0 00 28 *t) R
2
= 68 ,82 %
E stá gio III
R T = A
1
. e x p
− t
L
..
2
2
1
α
σ
Pa ra A
1
= 1 ⇒
σ
1
= 0 ,1
R T = exp (0 ,0 01 46 *t) R
2
= 96 ,10 %
Razão de Temperatura
Tempo (segundos)
Valores experimentais
Valores preditos
Figura 18 - Curvas de congelamento dos dados experimentais e calculados da manga, obtidas por
regressão não linear à temperatura de -24º C.
Na Figura 19, encontra-se a curva da cinética de congelamento da manga a -41º C.
É possível também observar as três fases bem definidas do processo de congelamento a
-41º C. O resfriamento já aconteceu bem mais rápido do que a -24º C, durou apenas 15
minutos. A temperatura baixou de 23 para -2º C, nesse período (Tabela 2b). A fase 2 durou,
aproximadamente, 50 minutos, indo de -2 a -8º C. Na fase 3, a mais longa desse tratamento, a
temperatura baixou de -10 a -40º C em cerca de 75 minutos. A difusividade térmica para as
fases 1, 2 e 3 foram, respectivamente 0,9318, 0,000178 e 1,791 mm
2
/s.
122
0 2000 4000 6000 8000 10000
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Estágio I
RT = A
1
.exp
− t
L
..
2
2
1
α
σ
Para A
1
= 1 ⇒
σ
1
= 0,1
RT = exp (-0,0005346* t) R
2
= 99,51%
Estágio II
RT = 0,6038673 exp (-0,0000572* t) R
2
= 48,59%
Estágio III
RT = A
1
.exp
− t
L
..
2
2
1
α
σ
Para A
1
= 1 ⇒
σ
1
= 0,1
RT = exp (-0,001027* t) R
2
= 97,04%
Razão de Temperatura
Tempo (segundos)
Valores experimentais
Valores preditos
Figura 19 - Curvas de congelamento dos dados experimentais e calculados da manga, obtidas
por regressão não linear à temperatura de -41º C.
Na Figura 20, encontra-se os resultados da cinética de congelamento da manga para a
manga congelada a -100º C, também pôde-se perceber as três fases do congelamento, sendo
que o super-resfriamento pode ser percebido mais claramente aos 7 minutos, quando encerrou a
fase 1, como mostrado na Figura 20. A temperatura baixou de 23,1 a -0,9ºC nesse pequeno
intervalo (Tabela 2c). Na fase 2, a temperatura caiu de -1,1 para -2,2ºC em 4 minutos. A fase 3,
foi a mais longa do tratamento 3, assim como no tratamento 2, durou 12 minutos e a
temperatura caiu de -2,3 para -100º C. A difusividade térmica nas fases 1, 2 e 3 foram
respectivamente 0,8605, 0,000141 e 4,523 mm
2
/s.
123
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Estágio I
RT = A
1
.exp
− t
L
..
2
2
1
α
σ
Para A
1
= 1 ⇒
σ
1
= 0,1
RT = exp (-0,0006252* t) R
2
= 98,26%
Estágio II
RT = 0,8238544. exp (-0,0000543* t) R
2
= 39,24%
Estágio III
RT = A
1
.exp
− t
L
..
2
2
1
α
σ
Para A
1
= 1 ⇒
σ
1
= 0,1
RT = exp (-0,003268* t) R
2
= 94,43%
Razão de Temperatura
Tempo (segundos)
Valores experimentais
Valores preditos
Figura 20 - Curvas de congelamento dos dados experimentais e calculados da manga,
obtidas por regressão não linear à temperatura de -100º C.
Na tratamento 4, (T
c
= -196º C), como pode-se observar na Figura 21, o congelamento é
ultra-rápido, não podendo assim, se observar com nitidez as fases 1 e 2 do congelamento da
manga.
0 20 40 60 80 100
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Dados experimentais
Curva de congelamento da polpa de manga
Terceira fase da
curva de congelamento
Primeira fase da curva de congelamento
RT = J exp(K
1
.t)
RT = 1,01686 exp (-0,00263 t) R
2
= 0,98
Tempo (segundos)
RT = J exp(K
2
.t)
RT = 0,915 exp (-0,1357 (t-65) ) R
2
= 0,927
RT - Razão de Temperatura
Figura 21 - Curvas de congelamento dos dados experimentais e calculados da manga,
obtidas por regressão não linear à temperatura de -196º C.
124
A Tabela 18 lista os coeficientes de difusão dos congelamentos da manga.
A
1
= 1 e difusividade efetiva média da manga nos três estágios de congelamento, quando a
manga é submetida ao congelamento em freezer a -24ºC, me balcão criogênico a -41ºC, por
circulação de nitrogênio a -100ºC e por imersão em nitrogênio líquido a -196ºC.
* Estágio 1 – Resfriamento; Estágio 2 – Cristalização; Estágio 3 – Pós-congelamento.
4.4. Secagem
4.4.1 Equação de Cavalcanti Mata
Na Figura 22, estão expressos os dados experimentais e calculados com a equação de
Cavalcanti Mata para as secagens feitas às temperaturas de 55°C para manga em palito.
Convencional a -24º C
Estágios
*
L/2
(mm)
Coeficiente de difusão Difusividade efetiva
A
1
= 1
Difusividade
efetiva média
1
3,30 5,3 x 10
-4
5,77 x 10
-1
mm
2
.s
-1
-
2
3,30 2,8 x 10
-5
- -
3
3,30 1,46 x 10
-3
1,60 mm
2
.s
-1
0, 98 mm
2
.s
-1
Balcão criogênico a -41ºC
Estágios
*
L/2
(mm)
Coeficiente de difusão Difusividade efetiva
A
1
= 1
Difusividade
efetiva média
1
4,175 5,35 x 10
-4
9,32 x 10
-1
mm
2
.s
-1
-
2
4,175 5,72 x 10
-5
- -
3
4,175 2,88 x 10
-4
1,79 mm
2
.s
-1
1,65 mm
2
.s
-1
Circulação de nitrogênio a -100ºC
Estágios
*
L/2
(mm)
Coeficiente de difusão Difusividade efetiva
A
1
= 1
Difusividade
efetiva média
1
3,71 6,25 x 10
-4
8,605 x 10
-1
mm
2
.s
-1
-
2
3,71 5,43 x 10
-4
- -
3
3,71 1,025 x 10
-3
4,52 mm
2
.s
-1
3,23 mm
2
.s
-1
Imersão em nitrogênio líquido a -196º C
Estágios
*
L/2
(mm)
Coeficiente de difusão Difusividade efetiva
A
1
= 1
Difusividade
efetiva média
1
4,20 2,63 x 10
-2
6,687 x 10
-1
2
4,20 -- --
3
4,20 1,357 x 10
-1
239,33
125
Na Tabela 19, observa-se um valor de 99,83% para o coeficiente de determinação
obtendo, assim, um ótimo ajuste dessa equação aos dados experimentais da secagem da manga
nas condições citadas anteriormente.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
RU =
(
)
(
)
(
)
[
]
(
)
(
)
[
]
(
)
027363,0.003123,0exp27036,4.003123,0exp3033,3
23368,130574,1
+−+−− tt
R
2
= 99,83%
Razão de Temperatura
Tempo (minuto)
Valores experimentais
Valores preditos
Figura 22 -
Curvas de secagem dos dados experimentais e calculados da manga pela equação de Cavalcanti
Mata, obtidas por regressão não linear à temperatura de 55ºC.
Tabela 19 - Coeficientes da Equação de Cavalcanti Mata, obtidas por regressão não linear em
secagem da manga à temperatura de 55ºC, Campina Grande, PB, 2006.
Equação de Cavalcanti Mata
62421
)exp()exp(
53
ataataaRU
aa
+−+−=
T
(ºC) a
1
k
1
a
2
a
3
a
4
a
5
R
2
(%)
55 -3,3033
- -0,00312
1,3057 4,27036
1,23368
99,83
4.4.2. Equação de Page
126
Na Figura 23, estão expressos os dados experimentais e calculados com a equação de
Page para as secagens feitas às temperaturas de 55°C para manga em palito.
Na Tabela 20 observa-se um valor de 99,88% para o coeficiente de determinação
obtendo, assim, um ajuste entre semelhantes equações usadas aos dados experimentais da
secagem da manga nas condições citadas.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
RU =
(
)
(
)
[
]
69983,13
.10*106,0exp t
−
−
R
2
= 98,88%
Razão de temperatura
Tempo (m inutos)
Valores experimentais
Valores preditos
Figura 23 - Curvas de secagem dos dados experimentais e calculados da manga pela equação
de Page, obtidas por regressão não linear à temperatura de 55ºC.
Tabela 20 - Coeficientes da equação de Page, obtida por regressão não linear em secagem da
manga à temperatura de 55ºC, Campina Grande, PB, 2006.
Equação de Page
).exp(
n
tkRU −=
Temperatura (ºC) K n R
2
(%)
55 0,000106 1.69983 99,88
127
Pode-se perceber que todas as curvas apresentam coeficientes de determinação
superiores a 97,0%, ou seja, os resultados indicam um bom ajuste, contudo, a equação proposta
por Page é a que melhor se ajusta aos dados experimentais.
4.4.3 Equação de Thompson
Na Figura 24, estão expressos os dados experimentais e calculados com a equação de
Thompson, para as secagens feitas às temperaturas de 55°C para manga em palito.
Na Tabela 21 observa-se um valor de 97,40% para o coeficiente de determinação, é um
ótimo coeficiente, contudo, é o que menos se ajusta aos dados experimentais da secagem da
manga nas condições citadas.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
t
=
(
-
196,8)
. ln
(
RU) + (
-
7,3695) [ln (RU)]
2
R
2
= 97,40%
Tempo (minutos)
Razão de Umidade
Valores observados
Valores preditos
Figura 24 - Curvas de secagem dos dados experimentais e calculados da manga pela equação
de Thompson, obtidas por regressão não linear à temperatura de 55ºC..
128
Tabela 21 - Coeficientes da equação de Thompson, obtida por regressão não linear em
secagem da manga à temperatura de 55ºC, Campina Grande, PB, 2006.
Equação de Thompson
(
)
(
)
[
]
2
lnln RUbRUat +=
Temperatura (ºC) a b R
2
(%)
55 -196,80 -7,3695 97,40
4.5. Análise Sensorial
Na Tabela 22 estão contidas as médias de 30 valores atribuídos pelos provadores, para
os 4 atributos sensoriais: Aparência Geral, Cor, Aroma e Sabor, analisados para classificar as
características sensoriais da manga liofilizada e da manga-passa.
Tabela 22 – Média de 30 valores atribuídos pelos provadores para os atributos sensoriais para
manga liofilizada e para a manga passa, Campina Grande, PB, 2006.
ATRIBUTOS SENSORIAIS
CONCENTRAÇÃO
Temperatura de
Processamento
Aparência Cor Aroma Sabor
Manga liofilizada
-24°C
6,87 ± 1,76 6,60 ± 1,92 6,17 ± 1,80 5,67 ± 1,99
Manga-passa
55°C
6,60 ± 1,67
7,17 ± 1,39
6,60 ± 1,63 6,53 ± 1,68
Percebe-se pela Tabela 22 que houve preferência dos provadores pela manga liofilizada,
apenas, no atributo aparência. Para os demais atributos (cor, aroma e sabor) houve preferência
pela manga-passa. Isso se justifica verificando as Figuras 25 e 26, pelas quais pode-se constatar
que a manga liofilizada tem, praticamente, a mesma aparência que a manga in natura” cortada,
antes das secagens.
129
Figura 25 – Manga liofilizada
Figura 26 – Manga-passa
No entanto, essas diferenças não foram acentuadas, pois para a manga-passa as notas
atribuídas tendem a um valor de sete, que corresponde a “gostei ligeiramente” na escala
hedônica, enquanto que para a manga liofilizada, as notas tendem a um valor 6 na escala
hedônica, que corresponde a nota “gostei regularmente”.
A Figura 27 representa o perfil da manga liofilizada, elaborada a partir da manga
congelada a -24°C, representado pela linha verde e, também, o perfil sensorial da manga-passa,
obtida em secador de bandejas a 55°C, e representado pela linha vermelha. Percebe-se
claramente por este perfil que os contornos vermelhos são superiores aos verdes, representando
130
maior qualidade sensorial, segundo os degustadores, para a manga-passa, na maioria dos
atributos.
Figura 27 – Perfil sensorial da manga liofilizada, elaborada a partir da manga congelada a -
24°C e da manga-passa obtida em secador de bandejas a 55°C. Campina Grande,
PB, 2006.
Intenção de compra
Quanto à pesquisa de intenção de compra, curiosamente, parece ter havido uma relação
de preferência, não induzida, devido ao fato da análise sensorial ter sido feita
comparativamente. Esperava-se a existência, mais freqüente, de repostas positivas quanto à
“intenção de compra” para os dois produtos e isto não ocorreu. Analisando os questionários
(Anexo C) verifica-se que a maioria dos degustadores que responderam que comprariam um
produto, responderam, que não compraria o outro, ou seja, os degustadores não entenderam que
Aparência
Cor
Aroma
Sabor
Manga liofilizada
Manga-passa
131
poderiam comprar os dois produtos e responderam à intenção de compra como sendo uma
preferência. Percebe-se claramente, observando a Figura 28, uma inversão de valores. A
pergunta feita foi:
Você compraria este produto?
Manga Liofilizada - Intenção de compra
60% Não
40% Sim
Manga-Passa - Intenção de compra
40% Não
60 Sim
(a) (b)
Figura 28: Gráfico da intenção de compra (a) da manga liofilizada,(b) da manga-passa.
Análise de preferência
A análise de preferência confirma o que ocorreu (Anexo C), com números semelhantes
aos encontrados na pesquisa de intenção de compra (11 preferem a manga liofilizada e 19
preferem a manga-passa).
5. CONCLUSÕES
Diante dos resultados obtidos com a liofilização da manga elaborada a partir de
congelamento a -24
o
C e da manga passa obtida em secador de bandejas a 55
o
C para as
caracterizações físico-quimicas, microbiológicas e sensoriais e para as curvas de congelamento
e secagem usando as equações propostas por Cavalcante Mata, Page e Thompson, pode-se
concluir que:
132
Os teores de açúcares redutores, totais, não redutores aumentaram mais na manga
liofilizada que na manga-passa. Isso se deve ao fato que processo de liofilização
conserva mais os nutrientes do produto;
Os sólidos solúveis (
o
Brix) tiveram uma elevação maior na manga-passa,
proporcionando um sabor mais agradável;
A acidez da manga liofilizada, é quase o dobro da manga-passa. Isso se deu em
função da temperatura empregada no processamento da manga-passa, uma vez que
o calor, diminui consideravelmente o teor de ácido cítrico;
Tanto as passas de manga, quanto a manga liofilizada, estão dentro do padrões
higiênico-sanitários, com 1 x 10
3
UFC/g para manga liofilizada e “Ausente”para
manga-passa para bolores e levedurase “Ausente” em ambos os produtos para
coliforme à 45ºC;
Apesar da equação proposta por Page ter obtido um coeficiente, maior, de 99,88%,
equação que melhor se ajustou aos dados experimentais da secagem da manga foi a
proposta por Cavalcanti Mata com coeficiente de determinação em média de
99,83%, pois os pontos se ajustaram melhor aospontos experiementais;
A equação proposta por Thompson, mesmo com coeficiente 97, 40 %, não
representa bem os dados experimentais de secagem da manga.
Sensorialmente, a melhor aparência foi a da manga liofilizada, mas nos outros
atributos ( cor, sabor e aroma) a manga-passa foi preferida pelos provadores. O
melhor sabor da manga-passa, mesmo esta tendo um teor de açúcar menor, deve-se
ao fato que a manga liofilizada teve uma acidez muito alta. Assim, a relação
Brix/acidez, que determina o sabor agradável do alimento, ficou melhor na manga-
passa.
133
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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142
ANEXO A
DADOS EXPERIMENTAIS DA SECAGEM DA MANGA
Tabela 1a – Valores da Razão de umidade e tempo para a secagem de manga Haden “in
natura” a temperatura de 55º C.
Tempo (min) RU Tempo (min) RU Tempo (min) RU
0 1,0000 80 0,8738 200 0,3731
5 0,9934 85 0,8622 210 0,3306
10 0,9863 90 0,8495 220 0,3016
15 0,9792 95 0,8398 230 0,2601
20 0,9738 100 0,8299 240 0,2351
25 0,9657 105 0,8140 270 0,1737
30 0,9592 110 0,7964 300 0,1374
35 0,9534 115 0,7761 330 0,1057
40 0,9479 120 0,7563 360 0,0927
45 0,9406 130 0,7099 420 0,0720
50 0,9325 140 0,6484 480 0,0521
55 0,9243 150 0,5949 540 0,0395
60 0,9155 160 0,5414 600 0,0347
65 0,9048 170 0,4942 660 0,0282
70 0,8974 180 0,4504 720 0,0250
75 0,8873 190 0,4109 1260 0,0000
143
ANEXO B
DADOS EXPERIMENTAIS DO CONGELAMENTO DA MANGA
Tabela 2a – Valores da Razão de Temperatura e tempo para o congelamento de manga Haden
“in natura” a temperatura de -24º C.
Tempo
(min) RT
Tempo
(min) RT
Tempo
(min) RT
0
1,0000
26
0,4400
95
0,3200
1
0,9400
27
0,4400
96
0,3200
2
0,9200
29
0,4400
97
0,3000
3
0,9200
32
0,4400
98
0,2800
4
0,8800
37
0,4400
99
0,2600
5
0,8600
42
0,4400
100
0,2400
6
0,8400
47
0,4400
101
0,2200
7
0,8000
52
0,4400
102
0,2000
8
0,7800
57
0,4400
103
0,1600
9
0,7600
62
0,4400
104
0,1600
10
0,7400
67
0,4200
105
0,1600
11
0,7200
70
0,4200
106
0,1400
12
0,7000
73
0,4200
107
0,1200
13
0,6600
76
0,4200
108
0,1200
14
0,6400
79
0,4200
109
0,1000
15
0,6200
82
0,4200
110
0,0800
16
0,6000
85
0,4200
111
0,0800
17
0,6000
86
0,4200
112
0,0600
18
0,5600
87
0,4000
113
0,0600
19
0,5400
88
0,4000
114
0,0400
20
0,5200
89
0,4000
115
0,0400
21
0,5000
90
0,3800
116
0,0200
22
0,5000
91
0,3800
117
0,0200
23
0,4800
92
0,3800
118
0,0000
24
0,4600
93
0,3600
119
0,0000
25
0,4400
94
0,3400
144
Tabela 2b – Valores da Razão de Temperatura e tempo para o congelamento de manga Haden
“in natura” a temperatura de -41º C.
Tempo
(Seg) RT
Tempo
(Seg) RT
Tempo
(Seg) RT
0 1 840 14 3960 0,484375
30 0,984375
870 14,5 4020 0,46875
60 0,96875 900 15 4080 0,453125
80 0,953125
930 15,5 4140 0,4375
100 0,9375 960 16 4200 0,421875
120 0,9375 990 16,5 4260 0,40625
140 0,921875
1020 17 4320 0,390625
160 0,90625 1050 17,5 4380 0,375
180 0,90625 1080 18 4440 0,359375
200 0,890625
1110 18,5 4500 0,34375
220 0,875 1140 19 4560 0,3125
240 0,875 1170 19,5 4620 0,296875
260 0,859375
1200 20 4680 0,28125
280 0,859375
1230 20,5 4740 0,28125
300 0,84375 1260 21 4800 0,265625
320 0,84375 1290 21,5 4860 0,25
340 0,828125
1320 22 4980 0,21875
360 0,828125
1350 22,5 5100 0,203125
380 0,8125 1380 23 5220 0,171875
400 0,796875
1410 23,5 5340 0,15625
420 0,796875
1440 24 5460 0,140625
440 0,78125 1470 24,5 5580 0,125
460 0,78125 1500 25 5700 0,109375
480 0,765625
1560 26 5820 0,09375
500 0,765625
1620 27 5940 0,09375
520 0,75 1680 28 6060 0,078125
540 0,75 1740 29 6180 0,078125
560 0,734375
1800 30 6300 0,0625
580 0,734375
1920 32 6420 0,046875
600 0,71875 2040 34 6780 0,03125
620 0,71875 2160 36 6960 0,03125
640 0,703125
2400 40 7140 0,015625
660 0,703125
2580 43 7320 0,015625
690 0,6875 2850 47,5 7500 0,015625
720 0,6875 3270 54,5 7680 0,015625
750 0,671875
3630 60,5 7860 0
780 0,671875
3750 62,5 8040 0
810 0,65625 3858 64,3 8220 0
145
Tabela 2c – Valores da Razão de Temperatura e tempo para o congelamento de manga Haden
“in natura” a temperatura de -100º C.
TEMPO
(SEG) RT
TEMPO
(SEG) RT
TEMPO
(SEG) RT
TEMPO
(SEG) RT
0 1,0000 235 0,8530 470 0,8026 705 0,7774
5 0,9992 240 0,8505 475 0,8026 710 0,7766
10 0,9976 245 0,8481 480 0,8026 715 0,7742
15 0,9968 250 0,8457 485 0,8026 720 0,7725
20 0,9959 255 0,8432 490 0,8026 725 0,7701
25 0,9943 260 0,8408 495 0,8026 730 0,7669
30 0,9919 265 0,8383 500 0,8026 735 0,7652
35 0,9894 270 0,8367 505 0,8026 740 0,7620
40 0,9862 275 0,8343 510 0,8026 745 0,7579
45 0,9838 280 0,8327 515 0,8026 750 0,7490
50 0,9805 285 0,8302 520 0,8026 755 0,7433
55 0,9773 290 0,8286 525 0,8026 760 0,7376
60 0,9740 295 0,8262 530 0,8026 765 0,7327
65 0,9699 300 0,8210 535 0,8018 770 0,7254
70 0,9675 305 0,8229 540 0,8018 775 0,7173
75 0,9643 310 0,8221 545 0,8018 780 0,7084
80 0,9610 315 0,8197 550 0,8018 785 0,7002
85 0,9578 320 0,8180 555 0,8010 790 0,6897
90 0,9529 325 0,8172 560 0,8010 795 0,6799
95 0,9488 330 0,8156 565 0,8010 800 0,6686
100 0,9456 335 0,8140 570 0,8010 805 0,6572
105 0,9423 340 0,8132 575 0,8010 810 0,6499
110 0,9391 345 0,8115 580 0,8245 815 0,6369
115 0,9342 350 0,8099 585 0,7994 820 0,6263
120 0,9310 355 0,8091 590 0,7994 825 0,6125
125 0,9253 360 0,8083 595 0,7985 830 0,5979
130 0,9236 365 0,8075 600 0,7985 835 0,5873
135 0,9196 370 0,8067 605 0,7977 840 0,5784
140 0,9155 375 0,8058 610 0,7977 845 0,5695
145 0,9123 380 0,8058 615 0,7969 850 0,5556
150 0,9074 385 0,8050 620 0,7961 855 1,0837
155 0,9041 390 0,8050 625 0,7953 860 0,5329
160 0,9001 395 0,8034 630 0,7953 865 0,5215
165 0,8960 400 0,8034 635 0,7945 870 0,5069
170 0,8928 405 0,8034 640 0,7937 875 0,4980
175 0,8903 410 0,8026 645 0,7920 880 0,4882
180 0,8846 415 0,8026 650 0,7912 885 0,4768
185 0,8830 420 0,8026 655 0,7912 890 0,4679
190 0,8798 425 0,8026 660 0,7904 895 0,4598
195 0,8757 430 0,8026 665 0,7896 900 0,4500
200 0,8741 435 0,8026 670 0,7888 905 0,4419
205 0,8700 440 0,8026 675 0,7872 910 0,4338
210 0,8676 445 0,8026 680 0,7864 915 0,4281
146
215 0,8635 450 0,8026 685 0,7847 920 0,4167
220 0,8611 455 0,8026 690 0,7823 925 0,4094
225 0,8587 460 0,8026 695 0,7815 930 0,3989
230 0,8562 465 0,8026 700 0,7799 935 0,3948
TEMPO RT TEMPO RT
940 0,3875 1185 0,1186
945 0,3802 1190 0,1129
950 0,3729 1195 0,1105
955 0,3664 1200 0,1064
960 0,3582 1205 0,0991
965 0,3509 1210 0,0983
970 0,3461 1215 0,0926
975 0,3379 1220 0,0894
980 0,3331 1225 0,0845
985 0,3241 1230 0,0820
990 0,3193 1235 0,0780
995 0,3144 1240 0,0747
1000 0,3079 1245 0,0699
1005 0,2998 1250 0,0674
1010 0,2941 1255 0,0634
1015 0,2892 1260 0,0601
1020 0,2827 1265 0,0561
1025 0,2778 1270 0,0528
1030 0,2705 1275 0,0496
1035 0,2656 1280 0,0463
1040 0,2591 1285 0,0422
1045 0,2543 1290 0,0390
1050 0,2494 1295 0,0357
1055 0,2437 1300 0,0317
1060 0,2380 1305 0,0276
1065 0,2331 1310 0,0260
1070 0,2266 1315 0,0227
1075 0,2218 1320 0,0195
1080 0,2161 1325 0,0171
1085 0,2112 1330 0,0130
1090 0,2055 1335 0,0106
1095 1,4240 1340 0,0073
1100 0,1958 1345 0,0049
1105 0,1901 1350 0,0008
1110 0,1860 1355 0,0000
1115 0,1812
1120 0,1771
1125 0,1722
1130 0,1673
1135 0,1617
1140 0,1568
1145 0,1527
1150 0,1478
1155 0,1438
147
1160 0,1381
1165 0,1357
1170 0,1308
1175 0,1259
1180 0,1227
Tabela 2d – Valores da Razão de Temperatura e tempo para o congelamento de manga Haden
“in natura” a temperatura de -196º C.
Tempo
(seg) RT
0
1,0000
5
0,9991
10
0,9946
15
0,9860
20
0,9742
25
0,9616
30
0,9440
35
0,9295
40
0,9137
45
0,8983
50
0,8875
55
0,8735
60
0,8653
65
0,8590
70
0,6362
75
0,1853
80
0,0136
85
0,0045
90
0,0000
148
ANEXO C
RESULTADO DA ANÁLISE SENSORIAL DA MANGA LIOFILIZADA E MANGA-
PASSA
Tabela 3a – Resultado da análise sensorial da manga liofilizada e manga-passa. Campina
Grande, 2006.
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