DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE E DAS CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS DE FRUTAS NATIVAS DA FLORESTA COM ARAUCÁRIA

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1 Oio8i DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE E DAS CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS DE FRUTAS NATIVAS DA FLORESTA COM ARAUCÁRIA Deyse Pegorini [Bolsista PIBIC/ Fundação Araucária] 1, Edimir Andrade Pereira [Orientador] 1, Mariana Regina P. de Souza [PIBIC/Voluntário] 1, Marcos Bertani Gazola [Colaborador] 1, Paulo R. Stival Bitencourt [Colaborador] 2 1 Coordenação de Química 2 Coordenação de Engenharia de Alimentos (UTFPR Câmpus Medianeira) Câmpus Pato Branco Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR Via do Conhecimento, Km 1 - Pato Branco/ PR - CEP deysepegorini@hotmail.com, edimir@utfpr.edu.br Resumo Tendo em vista a necessidade de se fabricar alimentos derivados de frutas que tenham uma vida de prateleira duradoura, é altamente importante saber sobre as propriedades físicas e químicas da fruta. A viscosidade e a densidade estão entre as mais importantes. As frutas estudadas: amora, jabuticaba, pitanga e uvaia são nativas da Floresta com Araucária. A densidade foi determinada nas temperaturas de 10 a 50 C usando um picnômetro calibrado. Para a mensuração da viscosidade nas temperaturas de 10, 30 e 50 C foi utilizado um viscosímetro Brookfield DV-III com banho termostato acoplado. A densidade das polpas de amora, jabuticaba, pitanga e uvaia variaram de 1,0724 a 1,0562; 1,054 a 1,031; 1,0686 a 1,0418 e 1,0349 a 1,0202 g/ml, respectivamente. Todas as polpas analisadas demonstraram comportamento pseudoplástico, ou seja, a viscosidade aparente diminui com o aumento da taxa de cisalhamento. Palavras-chave: Amora; Jabuticaba; Pitanga; Uvaia; Viscosidade; Densidade. Abstract - In view of the need to manufacture foods fruit products which have a shelf life lasting, it is highly important to know the physical and chemical properties of the fruit. The viscosity and density are among the most important. The fruits studied: blackberry, jabuticaba, cherry and uvaia are native Araucaria Forest. The density was determined at temperatures of 10 to 50 C using a pycnometer calibrated. To measure the viscosity at temperatures of 10, 30 and 50 C was used a Brookfield DV-III-bath thermostat coupled. The density of pulps blackberry, jabuticaba, cherry and uvaia ranged from to ; to 1.031; to ; to g/ml, respectively. All pulps analyzed showed pseudoplastic behavior, this is, the apparent viscosity decreases with increasing shear rate. Keywords: Blackberry; Jabuticaba; Pitanga; Uvaia;Viscosity; Density.

2 INTRODUÇÃO Floresta com Araucária. A Floresta com Araucária ocorre nas grandes altitudes do sul do Brasil, e é um dos ecossistemas florestais mais ameaçados do país. A área original da Floresta com Araucária era de aproximadamente km 2 [1] com maior intensidade nos Estados do Paraná (40%), Santa Catarina (31%), Rio Grande do Sul (25%) [2], hoje restam apenas 3% da cobertura original. A floresta com araucária conta com espécies nativas e exóticas, industrialmente importantes, dentre elas a amora-preta, a jabuticaba, a pitanga e a uvaia que foram selecionadas para nosso estudo, pois possuem sabor exótico e valor nutricional alto. Espécies nativas e exóticas analisadas. A amoreira-preta (Morus nigra) pertence à família Rosaceae [3], gênero Rubus. É uma espécie arbustiva de porte ereto ou rasteiro, que produz frutos agregados, tem coloração negra e sabor que varia de ácido a doce-ácido. A cultura da amoreira no Brasil apresenta destaque no Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná, locais onde a ocorrência de períodos de frio favorece o desenvolvimento da planta [3]. A jabuticabeira (Myrciaria cauliflora Berg) é pertencente à família Myrtaceae, de ocorrência espontânea em grande parte do Brasil. Seus frutos são tipo baga globosa, com casca avermelhada quase preta, polpa esbranquiçada mucilaginosa, agridoce, muito saborosa. Os frutos podem ser consumidos na forma in natura ou utilizados na produção de vinhos, licores, doces e geleias [4]. A pitangueira (Eugenia uniflora L.) pertence à família das Myrtaceaes, de clima tropical nativa do Brasil. É uma árvore frutífera e mede cerca de 6 a 12 m de altura, seu fruto, a pitanga, tem sabor exótico [5]; é vermelha, suculenta, macia, doce ou agridoce [6]. As pitangas são consumidas in natura ou sob a forma de refrescos e sucos [7]. A uvaia (Eugenia pyriformis Cambess) pertence à família Mirtaceae e é conhecida como ubaia, uvaia e uvalha [8]. A uvaieira mede de 6 a 13 metros de altura, tem tronco castanho e ereto, copa arredondada, folhas pequenas e avermelhadas. A uvaia é considerada uma fruta exótica, de sabor adocicado e ácido, drupas globosas de cor amarela, carnosas. O fruto pode ser consumido in natura e na forma de sucos, geleias e doce em pasta [8]. Densidade ou massa específica. A massa específica é definida como a massa por unidade de volume e pode ser expressa em kg/ m 3 (no sistema internacional de unidade), ou também como g/ ml, g/ cm 3, entre outros. Os dados referentes a essa propriedade são necessários para projetar e avaliar equipamentos de processamento de alimentos como evaporadores, bombas, filtros e misturadores, e servem ainda como índice de qualidade do produto final [9]. A equação (1) relaciona a massa e o volume resultando na medida da densidade. (1) Onde: é a densidade. Comportamento Reológico. Na fabricação da grande maioria dos produtos provindos de frutas, utiliza-se a polpa concentrada, da qual se torna necessário o conhecimento de suas propriedades físicas e químicas. Entre essas propriedades, o comportamento reológico ocupa posição de grande destaque, devido à sua utilização no controle de qualidade, aceitação do produto, otimização de processos [10], transferência de massa, controle e cálculos de processos. Conhecimentos que servem também, para o desenvolvimento de produtos e correlação de parâmetros físicos e sensoriais [11]. Atualmente, sabe-se que são vários os fatores que podem alterar o comportamento reológico de fluidos alimentícios; entre eles, os mais estudados são a temperatura e o teor de sólidos solúveis [12].

3 Para facilitar o estudo reológico seguem-se alguns modelos matemáticos, estando entre os mais utilizados, na determinação dos parâmetros reológicos de fluidos não Newtonianos, a Lei da potência, a equação de Bingham e a equação de Mizrahi-Berk, apresentadas nas equações (2), (3) e (4), respectivamente. τ = Kγ n (2) τ = τ 0 - μ p γ τ 0.5 = K 0M + Kγ n (4) (3) Onde: τ é a tensão de cisalhamento, τ 0 é a tensão inicial, K é o índice de consistência, n é o índice de comportamento do fluido, γ é a taxa de deformação, K 0M é a raiz quadrada da tensão inicial de Mizrahi-Berk e μ p é a viscosidade plástica. METODOLOGIA Amostras. Os frutos utilizados neste projeto foram cultivados em área experimental da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), câmpus Pato Branco PR. Os frutos de amora, jabuticaba, pitanga e uvaia foram colhidos em estádio de maturação completo, seguindo as etapas de colheita dos frutos, seleção, higienização, despolpamento, homogeneização, congelamento e análises. Análises físico-químicas. Os teores de umidade, cinzas, sólidos solúveis totais, ph e acidez total titulável foram determinados seguindo metodologia do Instituto Adolf Lutz [13]. Densidade. A determinação da densidade foi feita por meio do método picnométrico. Inicialmente o picnômetro foi lavado com álcool e seco, pesado vazio em uma balança analítica com a massa devidamente registrada. Posteriormente, o picnômetro foi preenchido com água destilada na temperatura de trabalho, e a massa medida. Dessa forma, conhecendo a massa específica da água na mesma temperatura e considerando a relação existente entre esta grandeza com massa e volume, obteve-se o volume exato do picnômetro (calibração). Em seguida, o mesmo foi limpo, preenchido com a amostra nas temperaturas de 10 à 50 C e pesado em uma balança analítica. O valor da massa específica para a amostra é determinado, então, pela Equação (1). Viscosidade. O comportamento reológico das polpas foi determinado através de um viscosímetro marca Brookfield DV-III. As medidas foram feitas nas temperaturas de 10, 30 e 50 C, sendo que as mesmas foram ajustadas através de um banho termostato acoplado ao viscosímetro. Para todas as medidas foi utilizado o Spindle SC4-25. Foram feitos 15 pontos de leitura de taxa de cisalhamento e em cada ponto 15 leituras. Cada ponto permanecia 30 segundos em leitura, com leituras a cada 2 segundos, resultando nas 15 análises informadas anteriormente. A taxa de cisalhamento variou de 6,47 s -1 a 51,77 s -1. RESULTADOS E DISCUSSÃO Caracterização físico-química. Na Tabela 1 estão descritos os dados da caracterização físico-química das polpas de amora, jabuticaba, pitanga e uvaia.

4 Tabela 1. Características físico-químicas das polpas. Parâmetro Analisado Amora Jabuticaba Pitanga Uvaia Umidade (%) 92,86 89,22 87,50 92,19 Cinzas (%) 0,53 0,40 0,25 0,10 S.S.T.( Brix) 5,92 11,92 11,00 7,00 Sólidos Insolúveis (%) 1, ,98 1,81 Acidez (%) 0,95 1,68 0,57 1,40 ph 3,67 3,20 3,34 3,13 Os teores de sólidos totais, sólidos insolúveis e acidez foram semelhantes aos determinados pelos pesquisadores Mota [14] para polpa de amora; Miyazawa [15] para polpa de uvaia; São próximos aos dados apresentados na Tabela Brasileira de Composição de alimentos [16] e aos apresentados por Lopes et al. [17] para polpa de pitanga; também semelhantes aos resultados de Sato e Cunha [18] para polpa de jabuticaba. Densidade. Os resultados experimentais obtidos para as densidades das polpas de frutas nas diferentes temperaturas estão representados nas Figuras 3 a 6. Figura 3. Densidade da polpa de amora em função da temperatura Figura 4. Densidade da polpa de jabuticaba em função da temperatura

5 Figura 5. Densidade da polpa de pitanga em função da temperatura Figura 6. Densidade da polpa de uvaia em função da temperatura As densidades médias obtidos para as polpas nas temperaturas entre 10 e 50 C estão de acordo com os encontrados na literatura para as polpas de frutas com teores de água semelhante. A densidade das polpas de amora, jabuticaba, pitanga e uvaia variaram de 1,072 a 1,056; 1,054 a 1,031; 1,069 a 1,042; 1,035 a 1,020 g/ml, respectivamente. Souza [19] encontrou, para polpa de jaca com 80% de umidade e temperatura de 25 C, densidade de 1,057 g/ ml e para polpa de umbu nas mesmas condições 1,039 g/ ml. Comportamento Reológico Os valores experimentais de tensão de cisalhamento e da taxa de deformação foram ajustados ao modelo reológico de Ostwald-de-Waele - Lei da Potência (equação 2) em programa Statistica Trial. Na Tabela 2 verifica-se os valores experimentais do índice de comportamento (n) e da tensão inicial (K) nas temperaturas de 10, 30 e 50 C. Tabela 2 - Parâmetros da Equação da Lei da Potência. T K (Pa) n C Amora Jabuticaba Pitanga Uvaia Amora Jabuticaba Pitanga Uvaia ,33 6,87 122,45 172,19-1,130 0,5981 0,0015 0, ,25 7,29 114,68 171,23-0,938 0,4926-0,0377 0, ,37 4,17 73,74 98,95-0,901 0,4888-0,1184 0,2903 Nas polpas de amora, jabuticaba, pitanga e uvaia o índice de comportamento de fluxo (n) é menor que um (n < 1), indica comportamento não Newtoniano com características de

6 fluido pseudoplástico. De maneira geral, observou-se que o aumento da temperatura levou a redução do índice de consistência (k). Freitas [20] analisou polpas de açaí, acerola, caju, cajá, coco, graviola, maracujá, melão, pitanga, tangerina e uva e obteve valores de n entre 0,46 e 1,05. Sato [18] obteve n igual a 0,46 quando analizou polpa de jabuticaba com Brix 13. Nas Figuras 7 a 10 são demonstrados os comportamentos das curvas de escoamento obtidas nas temperaturas de 10, 30 e 50 ºC para as polpas em estudo. Os gráficos foram construídos a partir da viscosidade aparente (n ap ) em função da taxa de cisilhamento (γ). Figura 7. Curva de escoamento para polpa de amora. Figura 8. Curva de escoamento para polpa de jabuticaba. Figura 9. Curva de escoamento para polpa de pitanga.

7 Figura 10. Curva de escoamento para polpa de uvaia. O comportamento reológico das polpas mostrou um decréscimo da viscosidade aparente com o aumento da taxa de cisalhamento, o que é característico de fluido pseudoplástico, onde a quebra da estrutura com a aplicação do cisalhamento, resulta em redução da viscosidade, o que pode ser observado nas Figuras 7 a 10, resultados semelhantes foram observados por Sato e Cunha [18] ao analisar jabuticaba e Rigo et al [21] ao trabalharem com polpa de butiá. Observa-se também que a viscosidade aparente tende a diminuir com o aumento da temperatura, esta redução pode ser atribuída ao aumento das distâncias intermoleculares com o resultado da expansão térmica proporcionada pela mudança de temperatura. Granjeiro et al. [22], ao estudarem polpa de figo-da-índia em temperaturas de 10 a 50 C, também perceberam a redução da viscosidade aparente com o aumento da temperatura. CONCLUSÕES Os resultados obtidos neste trabalho possibilitam o conhecimento do comportamento reológico em estado estacionário para as polpas de amora, jabuticaba, pitanga e uvaia, que exibiram comportamento pseudoplástico. O aumento da temperatura levou a diminuição gradativa da viscosidade aparente das polpas. Constatou-se que os frutos da floresta com Araucária analisados são adequados a industrialização e comercialização, pois atendem os requisitos de qualidade e propriedades específicas. AGRADECIMENTOS Agradecemos a Fundação Araucária pela concessão da bolsa de iniciação. REFERÊNCIAS [1] MAACK, R. Notas complementares a apresentação preliminar do mapa fitogeográfico do Estado do Paraná (Brasil). Arquivos do Museu Paranaense, 7: , [2] KLEIN, R.M. O aspecto dinâmico do pinheiro brasileiro. Sellowia, 12 (12): 17-44, [3] ANTUNES, L.E.C. Amora-preta: Nova opção de cultivo no Brasil. Ciência Rural, Santa Maria, v. 32, n. 1, p , [4] JOLY, A.B. Botânica: Introdução à taxonomia vegetal. 13º Ed. São Paulo, Companhia Editora Nacional [5] GLASS, V. Pitangueira. Globo Rural, v.12, n.143, p.63-65, 1997.

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