Isotermas de Sorção de Ägua dos Grãos de Quinoa

Transcrição

1 Isotermas de Sorção de Ägua dos Grãos de Qunoa 92 Jame Danel Bustos, Paulo Cesar Correa, Lara Santana Fernandes, Renata Cássa Campos RESUMO A qunoa (Chenopodum qunoa) é um grão, que apresenta elevado valor econômco por possur altos teores de proteínas varando entre 7,5-22,%, amnoácdos essencas, vtamnas e mneras. Para aumentar seu tempo de armazenamento e manter sua qualdade fsológca, é necessára conhecer as condções ótmas para sua secagem e armazenamento. Durante esses processos, tem-se a mportânca das sotermas de sorção. O objetvo desse trabalho fo modelar as sotermas de sorção de grãos de qunoa testando város modelos matemátcos empírcos e um teórco (GAB) comumente usados para modelar o equlíbro hgroscópco de produtos agrícolas. O modelo que mas se ajustou aos dados expermentas fo o de Halsey Modfcado por apresentar menor erro relatvo e estmado, coefcente de determnação acma de 97% e por apresentar aleatoredade na dstrbução dos resíduos. Palavras-chave: Qunoa, Isotermas de sorção, equlíbro hgroscópco. INTRODUÇÃO A qunoa (Chenopodum qunoa) é um grão, que apresenta elevado valor econômco por possur altos teores de proteínas varando entre 7,5-22,%, amnoácdos essencas, vtamnas e mneras (TAPIA, 997). Além dsso, esse grão Laboratóro de Propredades Físcas e Qualdade de Produtos Agrícolas do Centro Naconal de Trenamento e Armazenamento (CENTREINAR), Departamento de Engenhara Agrícola, Unversdade Federal de Vçosa, Vçosa, Mnas Geras, Brasl. E-mal: 89

2 não apresenta as proteínas formadoras do glúten em sua composção (SDEPANIAN et al., 999). A qunoa apresenta város usos, podendo ser utlzada para a almentação humana, forragem anmal e, com menor frequênca, é utlzada para propóstos medcnas (BERTI et al., 997). Pode ser consumda como grão, farnha, sucos, bscotos e bolachas. Para aumentar o tempo de armazenagem dos grãos de qunoa e manter sua qualdade fsológca, é necessára a secagem dos grãos de qunoa. Estes devem ser armazenados em locas secos e ventlados e com baxos teores de umdade, do contráro, o desenvolvmento de mcrorgansmos pode causar fermentações ndesejáves e contamnações por toxnas, que nvablzam a utlzação do produto para consumo humano e anmal (SAUER, 992). Durante a secagem, as sotermas de equlíbro hgroscópco do produto apresentam grande mportânca, por ter como fnaldade estabelecer se o produto sob determnadas condções de temperatura e umdade relatva do ar tende ganhar ou perder água (ANSELMO, et al 2006). O estudo da atvdade de água pode ser feto através da avalação de sotermas, que consstem em curvas que descrevem a relação entre o conteúdo de umdade dos almentos e a atvdade de água (aw) para temperatura e pressão constantes (IGLESIAS & CHIRIFE,982). As sotermas de sorção (adsorção e dessorção) de umdade podem ser utlzadas na aplcação na predção do tempo de secagem, da vda de pratelera, na determnação do tpo de embalagem e na caracterzação do produto, nclusve quando o mesmo é consttuído por componentes de atvdade de água dferentes (PENA et al, 2000). Segundo Corrêa et al que estudou as sotermas de sorcão em espgas de mlho, durante seu armazenamento, as sotermas obtdas auxlaram na dentfcação das condções de temperatura e umdade relatva do ar que podem favorecer o desenvolvmento de mcrorgansmos ou secagem excessva do produto, deprecando a sua qualdade. Assm, a partr das sotermas pode-se manejar adequadamente o produto vsando a manutenção do seu teor de umdade nos níves recomendados para o armazenamento seguro. O comportamento hgroscópco de dversos produtos agrícolas pode ser determnado utlzando modelos dferencados para expressar o teor de água de equlíbro em função da temperatura e umdade relatva do ar. Entretanto, para o estabelecmento de sotermas que representam essa relação de equlíbro são utlzados modelos matemátcos empírcos, uma vez que nenhum modelo teórco desenvolvdo tem sdo capaz de predzer com precsão o teor de água de equlíbro para uma ampla faxa de temperatura e umdade relatva do ar. (RESENDE et al., 2006). O objetvo deste trabalho fo determnar e modelas as sotermas de sorção dos grãos de qunoa, em váras condções de temperatura e umdade relatva, usando város modelos matemátcos, além de calcular as propredades termodnâmcas geradas durante a secagem do produto. 820

3 MATERIAL E MÉTODOS O presente trabalho fo realzado no Laboratóro de Propredades Físcas e Qualdade de Produtos Agrícolas pertencente ao Centro Naconal de Trenamento em Armazenagem (CENTREINAR), localzado na Unversdade Federal de Vçosa. Fo utlzado o método estátco para obter os teores de umdade de equlíbro. Nesse método os grãos de qunoa foram colocados em dessecadores contendo soluções salnas saturadas específcas para cada umdade relatva desejada. Os dessecadores contendo as amostras foram ntroduzdos em câmaras sob dferentes condções de temperaturas. Aos dados observados do equlíbro hgroscópco foram ajustados modelos matemátcos utlzados para descrção dos fenômenos de sorção (Tabela ). Tabela. Modelos matemátcos para representação das curvas de equlíbro hgroscópco Desgnação do modelo Oswnmodfcado Ue = ( a + bt) ( ) c Halsey Modfcado exp( a bt) c Modelo A W () A W Ue = (2) lna W Smth U e = a b* T c* ln( φ) (3) GAB modfcado ab( c / T ) φ U e = {[ bφ][ bφ + bc ( / T) φ]} (4) Sgma-Copace Ue = exp{ a ( bt) + [ cexp( A W )]} (5) Copace U e = exp[ a ( bt ) + ( ca )] W (6) Henderson U e = (ln( φ) / ( a* ( T ))) **( / c) (7) Henderson Thompson Sgma-Copace II U e = (ln( φ) / ( a* ( T + b))) **( / c) (8) Ue = b c (9) ( at + A ) W em que, Ue: teor de água no equlíbro, kga kgms-; Aw: atvdade de água, decmal; a, b e c: parâmetros de ajuste dos modelos; e T: temperatura, C. Para análse do grau de ajuste de cada modelo, foram consderadas as 82

4 magntudes do coefcente de determnação, do erro médo relatvo (P) e do erro médo estmado (SE), equações 0 e respectvamente. 00 n P = n = SE = n = Y Yˆ Y ( Y Yˆ ) GLR em que Y: valor observado; Ŷ: valor estmado; n: número de dados observados; e GLR: graus de lberdade do resíduo. (0) () RESULTADOS E DISCUSSÃO Dentre os modelos matemátcos supractados, o que apresentou melhores parâmetros estatístcos (os quas valdam o modelo), fo Halsey Modfcado. Na tabela 2 se apresentam os parâmetros de umdade de equlíbro ajustados aos dados expermentas dos grãos de qunoa obtdos pela dessorção e adsorção em dferentes temperaturas e umdades relatvas para este modelo. Tabela 2. Parâmetros dos modelos de equlíbro hgroscópco dos grãos de qunoa Modelos DESSORÇÃO ADSORÇÃO Oswn modfcado Halsey Modfcado Smth a = a = b = b = c = c = R 2 = R 2 = SE = SE =0.054 P (%) =0,73 P (%) =0,8 a = 5,6083 a = 4,933 b = -0,037 b = -0,0275 c = 2,54 c = 2,0866 R 2 = 0,9896 R 2 = 0,9798 SE = 0,0325 SE =0,044 P (%) = 7,98 P (%) =8,44 a = 8,920 a = 5,2673 b = 0,48 b = 0,033 c = 9,000 c = 9,4625 R 2 = 0,9866 R 2 = 0,9800 SE =,4958 SE =,9363 P (%) = 8,45 P (%) = 4,03 contnuação

5 contnuação... GAB Modfcado Sgma-Copace Copace Henderson Henderson- Thompson a = 6,6989 a = 5,55 b = 0,8359 b = 0,8806 c = 465,384 c = 723,4795 R 2 = 0,9794 R 2 = 0,9783 SE =,98 SE =,8277 P (%) = 3,3 P (%) =2,5 a = 0,3802 a = 0,949 b = 0,0080 b = 0,0068 c =,2833 c =,4829 R 2 = 0,9734 R 2 = 0,9785 SE =,99 SE =,908 P (%) = 9,85 P (%) =,85 a =,2677 a = 0,7423 b = 0,0077 b = 0,0066 c = 2,543 c = 3,035 R 2 = 0,9663 R 2 = 0,968 SE = 2,5293 SE = 2,4425 P (%) = 5,0 P (%) = 9,82 a = 0, a = 0,00072 b =,495 b = 0,868 R 2 = 0,9705 R 2 = 0,973 SE = 2,3654 SE = 2,370 P (%) = 5,35 P (%) = 8,72 a = 0,00027 a = 0,00044 b = 56,362 b = 89,6080 c =,4232 c =,879 R 2 = 0,9769 R 2 = 0,9743 SE = 2,0986 SE = 2,968 P (%) = 3,93 P (%) = 8,37 A Fgura apresenta os valores de umdade de equlíbro observados e estmados pelo modelo de Halsey Modfcado em função da umdade relatva. As sotermas apresentaram forma sgmodal típca dos produtos agrícolas. Fo observado que a umdade de equlíbro dmnu com o ncremento da temperatura para uma umdade relatva constante. 823

6 40 Isotermas de dessorção 40 Isotermas de adsorção Umdade de equlíbro, % umdade de equlíbro, % ,0 0,2 0,4 0,6 0,8,0 umdade relatva, decmal 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8,0 umdade relatva, decmal T=5 T=25 T=35 T=50 valores calculados usando Halsey modfcado T=5 T=25 T=35 T=50 valores calculados usando Halsey modfcado Fgura. Valores observados e estmados pelo modelo de Halsey Modfcado para grãos de qunoa obtdos por dessorção e adsorção. CONCLUSÃO De acordo com os parâmetros estatístcos testados, o modelo de Halsey Modfcado representou melhor a hgroscopcdade dos grãos de qunoa no processo de desorção e adsorção. Além dsso, a umdade de equlíbro dos grãos de qunoa aumenta com a umdade relatva e dmnuem com o ncremento da temperatura, e a energa requerda para remover água do produto aumenta com a dmnução da umdade de equlíbro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANSELMO, G. C. S.; MATA, M. E. R. M. C.; ARRUDA, P. C.; SOUSA, M. C. Determnação da hgroscopcdade do cajá em pó por meo da secagem por atomzação. Revsta de bologa e cêncas da terra, v.6, n.2, BERTI, M. et al. Fertlzacón ntrogenada em Qunua (Chenopodum qunua Wlld). Cenca e Investgacón Agrara, Chllan. v. 27, n. 2, p. 8-90, 997. IGLESIAS, H.A; CHIRIFE J. Handbook of food sotherms: water sorpton parameters 824

7 for food components..ed. New York: Academc Press. 374 p PENA, R.S.; RIBEIRO, C.C.; GRANDI, J.G. Aplcação de modelos matemátco b e trparamétrcos na predção das sotermas de adsorção de umdade de guaraná (Paullna cupuna) em pó. Cênca e Tecnologa de Almentos, v. 20, n., p. 8-, RESENDE, O.; CORRÊA, P. C.; GONELI, A. L. D.; RIBEIRO, D. M. Isotermas e Calor Isostérco de Sorção do Fejão Cênc. Tecnol. Alment., Campnas, 26(3): , SAUER, D. B. Storage of cereal grans and ther products. St Paul: Amercan Assocaton of Cereal Chemsts, p. SDEPANIAN, V. L.; MORAIS, M. B.; FAGUNDES NETO, U. Doença celíaca: a evolução dos conhecmentos desde sua centenára descrção orgnal até os das atuas. Arq. Gastroenterol. São Paulo, v.36, p , 999. TAPIA, M. Cultvos andnos subexplorados y su aporte a la almentacón. 2. Ed. Santago: FAO Ofcna Regonal de La FAO para La ASmerca latna y Carbe, p. 273,