DESENVOLVIMENTO DE BATATAS CHIPS CROCANTES E LIVRES DE ÓLEO POR MICRO-ONDAS A VÁCUO

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1 DESENVOLVIMENTO DE BATATAS CHIPS CROCANTES E LIVRES DE ÓLEO POR MICRO-ONDAS A VÁCUO I. M. A. BARRETO 1, G. TRIBUZI 2, B.A.M. CARCIOFI 1 e J. B. LAURINDO Departamento de Engenharia Química e de Alimentos Universidade Federal de Santa Catarina, Faculdade de Engenharia de Alimentos CEP: Santa Catarina SC Brasil, Telefone: 55 (48) (isa_mab@hotmail.com). 2- Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias/UFSC, CEP: Florianópolis SC Brasil RESUMO O objetivo deste estudo foi o desenvolvimento de batatas chips livres-de-óleo por secagem com aquecimento por micro-ondas: (i) sob vácuo (MV) e (ii) com múltiplos ciclos de aquecimento pulso de vácuo (MPV). Fatias de batatas branqueadas foram processadas em um secador de micro-ondas, com densidade de potência inicial de 2 W/g. A secagem por MV foi realizada sob vácuo (P=30 mbar), enquanto a MPV utilizou três ciclos de aquecimento-pulso de vácuo. Cinéticas de secagem, cor e textura das batatas chips foram determinadas. A secagem por MPV apresentou maiores taxas de secagem que a que o processo por MV. Ensaios mecânicos com batatas chips de ambos os procedimentos mostram curvas força-deformação com número elevado de picos, típico de produtos crocantes. No entanto, as curvas obtidas para chips de MPV mostraram maior número de picos, apresentando-se como alternativa para produção de batatas chips crocantes livre-de-óleo. ABSTRACT The objective of this study was to develop oil free potato chips. Microwave vacuum drying and with multi flash microwave drying. Blanched potatoes slices were processed in a microwave dried with nominal power density of 2 W/g. The MV drying was performed under vacuum (30 mbar) while for the MPV process, three heating-vacuum pulse cycles were performed. Drying kinetics, color and mechanical properties were determined for samples dried by both processes. Drying by MPV presented higher drying rates than MV. Potato chips mechanical tests presented strain-force curves with a high number of peaks, typical of crunchy products. However, the curves obtained by MPV samples presented higher number of peaks than MV samples, thus representing an interesting alternative to produce free oil potato chips. PALAVRAS-CHAVE: batata chips; secagem por micro-ondas, crocância, textura. KEYWORDS: potato chips, microwave drying, crispness, texture. 1. INTRODUÇÃO A batata é a quinta commodity mais produzida no mundo (FAOSTAT, 2013). A sua industrialização gera uma variedade de produtos, como batatas cozidas, palitos de batata pré-fritas, batatas chips, fécula de batata, grânulos de batata, flocos de batata, batatas em cubos desidratados, entre outros (Pedreschi, 2012). Dentre esses, a batata chips se destaca por sua popularidade mundial, flavor agradável e textura crocante (Pedreschi, 2016).

2 Batata chips geralmente são produzidas por fritura em óleo vegetal, a temperaturas de 160 a 180 C (Baumann e Escher, 1995). Neste processamento há uma rápida transferência de calor e massa, de forma simultânea, resultando em fluxos de vapor de água e óleo em sentidos opostos. Isso causa um aumento no teor de óleo na amostra, que representa cerca de 40% do produto final (Gupta et al., 2010). No entanto, este é um efeito não desejável do processo, já que a ingestão excessiva de gordura tem um impacto negativo na saúde humana (Krokida et al., 2001). Diante disto, a demanda por produtos livres-de-gordura, estáveis à temperatura ambiente e com características sensoriais diferenciadas vem crescendo, impulsionando a investigação de técnicas alternativas para substituir a fritura convencional e obter produtos saudáveis, com textura e sabor desejáveis. (Song et al., 2007). Neste contexto, Laurindo et al. (2011) desenvolveram processos alternativos para a produção de frutas e hortaliças desidratados crocantes. Os processos desenvolvidos por esses autores têm sido chamados genericamente de multi-flash drying ou processos com múltiplos ciclos de aquecimentopulso de vácuo (MPV). Por meio desses processos é possível obter produtos desidratados com estrutura porosa e textura crocante. O aquecimento pode ser condutivo, convectivo, por radiação térmica ou por micro-ondas (Zotarelli et al., 2012; Porciuncula et al., 2016, Monteiro et al., 2016). O objetivo deste estudo foi produzir batatas chips livres-de-óleo por secagem com microondas. Comparou-se as cinéticas de secagem por micro-ondas a vácuo (MV) com a secagem com a secagem com aplicação de múltiplos ciclos de aquecimento-pulso de vácuo (MPV). Além disso, as textura e cores das batatas chips resultantes também foram comparadas. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. Procedimento Experimental Batatas inglesas (Solanum tuberosum L.) foram adquiridas em um mercado local em Florianópolis-Brasil, e armazenada a 20 C até serem utilizadas. Fatias circulares de batatas foram padronizadas (diâmetro=60mm e espessura= 5mm) e branqueadas em água a 95ºC por 5 minutos. As amostras foram desidratadas em um secador de microondas a vácuo, com densidade de potência inicial de 2 W/g. A secagem MV foi realizada sob vácuo (30 mbar), enquanto para a secagem MPV, foram realizados três ciclos de aquecimento-pulso de vácuo. Nestes ciclos, as amostras foram aquecidas até aproximadamente 60 C, antes da aplicação do pulso de vácuo até a pressão de 30 mbar. Em seguida, as amostras foram desidratadas da mesma forma que na secagem MV. As cinéticas de secagem foram determinadas de forma contínua a partir do peso da amostra no interior da câmara de secagem, durante o processo. As amostras foram secas até peso constante. 2.2 Determinações Analíticas Na caracterização da batata chips foram realizadas análise de umidade (A.O.A.C., 2005), cor (utilizando um colorímetro MiniScan, HunterLab, Modelo - EZ, USA, operando no sistema CIELAB) e propriedades mecânicas de textura por meio de teste de perfuração com sonda (probe) cilíndrica de 2 mm de diâmetro em um analisador de textura (Stable Micro System, Modelo - TA-HD-Plus, Reino Unido). Os resultados obtidos durante as análises de cor foram analisados estatisticamente por meio de análise de variância (ANOVA) e pelo teste de Tukey a 95% de confiança. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3 3.1 Curvas de secagem A Figura.1 apresenta valores médios de umidade (X bs-base seca), tempo de secagem (t f), taxa de secagem (dx/dt) e evolução temporal das umidades das batatas chips secas por MV e MPV. Observa-se que em ambos processos, a umidade de 0,033±0,003 (g água/g matéria seca) foi atingida depois de 75 ± 3 minutos de secagem, no entanto foram encontradas diferenças entre os períodos de secagem. Os processos apresentaram curvas características de secagem, com os três períodos bem definidos: (1) período de aquecimento, (2) período de taxa constante (as micro-ondas são convertidas em entalpia de vaporização) e (3) período de taxa decrescente, onde a água está mais fortemente ligada, sendo mais difícil de ser removida (Zhang et al.,2006). A secagem MV apresentou terceiro período de secagem 15% mais longo que a secagem por MPV. A aplicação de pulsos de vácuo causou a expansão volumétrica e rupturas da matriz porosa da batata, facilitando a evaporação da água na etapa final. Figura 1 Curvas de secagem das fatias de batata (MV-linha contínua e MPV-linha pontilhada), tempo total de secagem (t f), taxa de secagem (dx/dt) e umidade (base seca) final das batatas chips. Os processos apresentaram altas taxas de secagem. As micro-ondas causam aquecimento volumétrico e geram gradientes de pressão de vapor entre o interior e a superfície do alimento, drenando água do interior para a superfície da amostra (Zhang et al.,2006). Um aumento de 33% na taxa de secagem foi observado para MPV. Na Figura 1 é possível observar os três ciclos aquecimento-pulso de vácuo, em que as amostras foram aquecidas até 60 C e resfriadas a 30 C, devido à evaporação de flash durante cada pulso de vácuo. O vapor gerado expande e flui do interior para a superfície, provocando a formação de uma estrutura porosa, que influencia fortemente a textura do produto seco. Comportamento semelhante foi relatado por Monteiro et al. (2016) para as bananas secas com o mesmo método. Na tabela 1 estão apresentados os dados dos parâmetros de cor L*, a*, b* e de*. Observa-se que os resultados de cor não foram influenciados pelos procedimentos de secagem, o que é explicado pela similaridade entre temperaturas e tempos de secagem observados nos dois processos. Também não foram encontradas diferenças significativas dos parâmetros de cor entre a batata in natura e os chips produzidos pelos procedimentos de secagem, apresentando baixos valores de diferença global (de*).

4 Força (N) N picos de força Tabela 1 - Dados de cor das amostras de batata in natura e as batatas chips obtidas por MV e MPV. Amostras Cor L* a* b* de* In natura 72,58 ± 1,76ª 0,73 ± 0,56 a 32,61 ± 1,56 a - MV 73,68 ± 1,57ª 0,60 ± 0,67 a 34,99 ±1,13ª 2,63 MPV 74,93 ± 1,60ª 1,17 ± 0,43 a 34,79 ±1,28ª 3,23 a Médias na mesma coluna seguidas de letras iguais não diferem estatisticamente entre si ao nível de 95% de confiança pelo teste de Tukey. Resultados de ensaios mecânicos de textura podem ser representados através da curva de força-deformação (Bourne, 2002). Os resultados dos testes mecânicos com batatas chips de ambos os processos, MV e MPV estão apresentados na Figura 2. Figura 2 - Curvas de força (N) x deformação relativa (%) e número de picos de força observados nas amostras de batatas submetidas aos processos de secagem MV e MPV MV MPV 4 2 MV MPV Deformação relativa (%) Amostras submetidas à secagem por MPV apresentaram curvas força-deformação com um elevado número de picos, de intensidades diferentes, característica típica de produtos crocantes. A textura crocante é um resultado de uma estrutura porosa formada por cavidades de ar cercada por estruturas frágeis (Scaman et al., 2014). Amostras secas por MV também mostraram curvas irregulares, porém mais frágeis, apresentando menor número de picos, de menor amplitude. Produtos crocantes são rígidos e frágeis, que se desintegram quando submetidos a ensaios de deformação (Laurindo e Peleg, 2007). Mazumder et al. (2007) estudaram a textura de snacks de milho extrusados realizando testes mecânicos uniaxiais e apontaram que um bom indicador da crocância de uma amostra é o número de picos principais. Essa metodologia foi usada para comparar as amostras avaliadas no presente estudo. As curvas obtidas para as batatas chips MPV apresentaram um maior número de picos, com maior amplitude, o que indica maior crocância. Em geral, cada evento de fratura inicia com aumento progressivo da força, seguida por uma queda instantânea dessa força, resultando em um valor máximo, que depende da composição e da organização da estrutura (Vincent, 1998).

5 Monteiro et al. (2016) realizaram testes mecânicos de perfuração em fatias de bananas secas por MPV, com aquecimento por micro-ondas. Eles relataram que o processo alterou a microestrutura da banana durante os pulsos de vácuo, resultando em uma matriz porosa e crocante. Os resultados corroboram com Porciuncula et al. (2016) e com Zotarelli et al. (2012), que relataram estudos sobra a secagem de fatias de banana e de manga utilizando múltiplos ciclos de aquecimento-pulso de vácuo (MPV). 4. CONCLUSÕES A secagem de fatias de batata por múltiplos ciclos de aquecimento-pulso de vácuo (MPV) ocorrem com maiores taxas de secagem e resulta em produtos desidratados mais crocantes, quando comparados ao observado em produtos secos por micro-ondas a vácuo (MV). Assim, o método MPV representa uma alternativa viável e inovadora para a produção de batata chips crocantes e livres-deóleo, sem escurecimento indesejável da matéria prima. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Baumann, B., Escher, E. (1995). Mass and heat transfer during deep fat frying of potato slices. I. Rate of drying and oil uptake. Lebensmittel-Wissenschaft und Technologie 28, Bourne, M. (2004). Relation between texture and mastigation. Journal of Texture Studies, (35), FAOSTAT, Potatoes Production in the World. Statistics Division. Laurindo, J. B., Peleg, M. (2007). Mechanical Measurements in Puffed Rice Cakes. Journal of Texture Studies, (38), Krokida, M.K., Maroulis, Z.B. (2001). Structural properties of dehydrated products during rehydration. International Journal Food Science Technology, 36 (5), Laurindo, J.B., Porciuncula, B.D.A., Zotarelli, M.F. (2011). Processo de secagem por sucessivos ciclos de aquecimento-pulso de vácuo (CAPV) para obtenção de alimentos desidratados crocantes. BrazilianPatent, PI Mazumder, P., Roopa, B.S., Bhattacharya, S. (2007). Textural attributes of a model snack food at different moisture contents. Journal Food Engineering, (79), Monteiro, R.L., Carciofi, B.A.M., A., Laurindo, J.B. (2016). Microwave multi-flash drying process for producing crispy bananas. Journal of Food Engineering, (178) Mujumdar, A.S., (2007). Effect of vacuum-microwave pre drying on quality of vacuum-fried potato chips. Drying Technology, 25 (12), Pedreschi, D. Mery, T. Marique (2016). Quality Evaluation and Control of Potato Chips, Computer Vision Technology for Food Quality Evaluation, Pedreschi, F., Bunger, A., Skurtys, O., Allen, P., Rojas, X. (2012). Grading of potato chips according to their sensory quality determined by color. Food and Bioprocess Technology, 5 (6), Porciuncula, B. D. A., Segura, L.A., Laurindo, J.B. (2016). Processes for controlling the structure and texture of dehydrated banana. Dry. Technology, (34), Scaman, C.H., Durance, T.D., Drummond, L., Sun, Da-Wen. (2014). Combined microwave vacuum drying. In: Sun, Da-Wen (Ed.), Emerging Technologies for Food Processing, second ed. Academic Press/Elsevier, San Diego, California, USA.

6 Vincent, J. F. V. (1998). The Quantification of Crispness. Journal of the Science of Food and Agriculture, (78), Wang, J., Zhang, J., Zhao, B., Wang, X., Wu, Y., Yao, J. (2010). A comparison study on microwaveassisted extraction of Potentilla anserina L. polysaccharides with conventional method: molecule weight and antioxidant activities evaluation. Carbohydrate Polymers, Zhang, M., Tang, J., Mujumdar, A.S., Wang, S. (2006). Trends in microwave-related drying of fruits and vegetables. Trends Food Science Technology. (17), Zotarelli, M.F., Porciuncula, B.D.A., Laurindo, J.B., A convective multi-flash drying process for producing dehydrated crispy fruits. Journal of Food Engineering. (08),