DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE TOMATE SEGUIDA DE SECAGEM

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1 ISSN DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE TOMATE SEGUIDA DE SECAGEM Jefferson Luiz Gomes Corrêa 1, Edmilson Dantas Silva Filho 2, Mabel Barros Batista 3, Flavio Arola 4 e Romeu Fioreze 5 RESUMO O objetivo deste trabalho foi o estudo das influências da concentração da solução osmótica e do tempo de imersão na desidratação osmótica de tomate (Lycopersicon esculentum) variedade Santa Adélia cortado longitudinalmente em quatro partes. Foram usadas solução binária de NaCl e ternária de NaCl e sacarose comercial. O tempo de imersão foi de 1800 a 7200 segundos. Secagem em um secador convectivo de bandejas foi aplicada após o tratamento osmótico. O período de secagem foi de a horas. Um modelo matemático exponencial ajustou satisfatoriamente a curva de secagem. A análise sensorial determinou as melhores condições: desidratação osmótica com solução de NaCl a 10% e 1800 s de tempo de imersão, seguida de s de secagem. Palavras-chave: secador de bandejas, secagem convectiva, análise sensorial OSMOTIC DEHYDRATION OF TOMATO FOLLOWED BY DRYING ABSTRACT The objective of this work was the study of the influences of osmotic solution concentration and immersion time on osmotic dehydration of tomato (Lycopersicon esculentum) var. Santa Adélia longitudinally cut in four pieces. Binary (NaCl) and ternary (NaCl and commercial sucrose) solutions were used. The osmotic immersion time was from 1800 to 7200 s. Drying in a convective tray dryer was applied after the osmotic treatment. The drying period was from to s. An exponential mathematical model fitted well the drying curve. The sensorial analysis determined the best conditions: osmotic dehydration with 10% NaCl solution and immersion time of 1800 s, followed by s of drying. Keywords: tray dryer, convective drying, sensorial analysis INTRODUÇÃO O tomate (Lycopersicon esculentum) é uma importante fonte de vitaminas A, C, licopeno, betacaroteno e de minerais como cálcio e magnésio. Além disto, é altamente perecível (perdas de 25 a 50% da produção) devido à sua natureza e às condições de pós-colheita, transporte e armazenamento. O fruto in natura tem vida de prateleira de aproximadamente uma semana (Sanino et al., 2003). Dentre os processos de conservação, a desidratação osmótica tem-se tornado bastante utilizada. É um pré-tratamento interessante para a secagem por minimizar alterações físicas e químicas do produto. Seu resultado é um produto com teor de umidade intermediário, boas características sensoriais (Herrera et al., 2001) e boa aceitabilidade (Mota, 2005). Gomes et al. (2007), em estudo de viabilidade da desidratação osmótica para o desenvolvimento da agricultura familiar, reforçam as vantagens deste processo apontando baixo custo e reaproveitamento da solução osmótica para produção de aguardente ou vinagre. 1 Professor da Universidade Federal de Lavras, Campus Universitário, S/Nº, Lavras MG, CEP , Tel. (35) , jefferson@ufla.br 2 Professor do CEFET, Petrolina, Tel. (87) , edmsegundo@hotmail.com 3 Professores da Universidade Federal da Paraíba, Departamento de Tecnologia Química e de Alimentos, Campus João Pessoa, CEP , mabel@ct.ufpb.br

2 36 Desidratação osmótica de tomate seguida de secagem Corrêa et al. Silva e Corrêa (2005) apresentaram extensa revisão sobre teses e dissertações brasileiras centradas na secagem. A desidratação osmótica foi utilizada em todos os trabalhos sobre secagem de tomate citados naquela revisão. Dentre as variáveis influentes neste processo estão: tipo, concentração e temperatura da solução osmótica, tempo de imersão e agitação (Falade & Igbeka, 2007). Dentre as resistências físicas para a desidratação osmótica, a epiderme do tomate, com uma camada natural de cera, caracteriza-se como a grande resistência imposta pelo fruto. Esta resistência deve ser contornada com processos físicos ou químicos de remoção, ou pela exposição do interior do fruto (Alves & Silveira, 2002; Kross et al., 2002; Costa, 2003; Silva Filho, 2004; Souza et al., 2007; Corrêa et al., 2007). Cavalvanti Mata et al. (2003) comentaram que o tempo de desidratação osmótica de tomates sem epiderme é praticamente metade daquele observado em tomates com epiderme. Tonon et al. (2007) estudaram a influência da temperatura e composição da solução e da agitação na cinética de transferência de massa de tomate desidratado e ainda analisaram a retenção de caroteno. Aqueles autores observaram a influência direta da temperatura, da concentração e da agitação nos coeficientes totais de transferência de massa e reportaram que o processo osmótico não alterou o conteúdo de carotenóides. Isto reforça a idéia de que a desidratação osmótica é um processo que não altera o valor nutritivo do tomate. Em trabalho semelhante, Alves & Silveira (2002) observaram menor redução de licopeno e de cálcio e maior redução do ácido ascórbico após secagem de tomate precedida de desidratação osmótica. Azoubel & Murr (2004) também observaram influência positiva da concentração da solução nos coeficientes de transferência de massa na desidratação osmótica de tomate. Dentre diversos processos de desidratação estudados por Shi et al. (1999), a osmótica foi a que garantiu menor perda de licopeno em tomates. Corrêa et al. (2007) em trabalho de desidratação osmótica de tomate seguida de secagem, observaram que a desidratação osmótica vem a favorecer uma posterior secagem, fato corroborado por McMinn & Magee (1999) e Rodrigues & Fernandes (2007) em secagem de batatas e melões, respectivamente. O trabalho aqui apresentado teve como objetivo o estudo das influências da concentração da solução e do tempo da imersão na desidratação osmótica de tomate variedade Santa Adélia cortado longitudinalmente em quatro partes e imersos em soluções binárias e ternárias por 1800 a 7200 s. A secagem em um secador convectivo de bandeja foi aplicada após o tratamento osmótico com períodos entre e s. Esta secagem teve sua curva ajustada por um modelo exponencial. Utilizouse de análise sensorial para determinação das melhores condições. Material MATERIAL E MÉTODOS Os tomates aqui utilizados pertencem à variedade Santa Adélia e foram comprados no mercado local de João Pessoa. Eles foram selecionados um a um, buscando-se uniformidade em coloração, ausência de danos físicos, tamanho, firmeza e grau de maturação. Os tomates foram adquiridos no momento em que chegavam ao centro de distribuição e seu acondicionamento até o laboratório foi realizado em sacos plásticos nas condições ambientais de temperatura (300 ± 2 K). Inicialmente, os frutos selecionados foram lavados com água e detergente neutro para eliminação de sujidades e secos com papel absorvente. Então, a parte superior do tomate (aquela em que o fruto é conectado à sua haste) foi cortada e descartada. A parte remanescente era cortada em quarto com cortes longitudinais com base no eixo geométrico do fruto, conforme apresentado na Figura 1. Cada amostra, com aproximadamente 0,250 kg, foi pesada em balança semi-analítica com precisão de duas casas decimais de grama. Figura 1. Tomates cortados em quatro partes. Desidratação osmótica O processo osmótico foi realizado com a imersão dos frutos em soluções osmóticas à

3 Desidratação osmótica de tomate seguida de secagem Corrêa et al. 37 temperatura ambiente (300 ± 2 K). Para cada concentração de solução osmótica estudada, foram utilizados 3 tomates cortados longitudinalmente em 4 partes. O período máximo de imersão foi de 7200 s. As soluções binárias de NaCl a 5; 10 e 15% (p/p) e ternárias de sacarose (açúcar comercial)/nacl, a 2,5/5,0%; 2,5/10,0%; 2,5/15%; 5,0/5,0%; 5,0/10,0%; 5,0/15,0%; 7,5/5,0%; 7,5/10,0%; 7,5/15,0%; 10,0/7,5%; 10,0/15,0% (p/p) foram usadas como agente osmótico. A relação tomate/solução foi sempre de ¼. As amostras eram retiradas nos tempos de 1800; 3600 e 7200 segundos e a solução drenada mantendoas por 300 s em bandejas perfuradas. Após drenagem, as mesmas eram pesadas para determinação do teor de umidade (base úmida), X (b.u.), e ganho de sólidos, SG, durante o processo de desidratação, de acordo com as equações 1 e 2. m X(%) = w 100 (1) m i ms msi SG(%) = 100 (2) m i onde m w corresponde à massa de água, m i à massa total inicial, m s à massa final de sólidos solúveis e m si à massa inicial de sólidos solúveis. Em cada experimento, uma amostra era retirada e levada à estufa a 378 K (AOAC, 2007) para determinação do peso seco. O mesmo procedimento foi adotado para uma amostra de tomate sem tratamento, que serviu de testemunha. Secagem convectiva O sistema experimental de secagem era composto por um soprador centrifugo de 0,7457 kw, resistências elétricas (2 de 1000W; 3 de 500W e 1 de 150W) e o secador de bandejas. Este secador era isolado termicamente e composto de bandejas de aço inox de 0,40 m x 0,40 m com perfurações para permitir a passagem do ar perpendicularmente. Os experimentos foram desenvolvidos em 36000; 54000; 72000; e s à temperatura constante de 333 K. Após cada secagem convectiva, uma amostra de tomate era seca em estufa a 378 K (AOAC, 2007) para determinação do teor de umidade final. O produto final era acondicionado em potes de vidro com uma solução de 85% de óleo de soja para 15% de azeite de oliva a 343 K, de tal sorte que a solução de óleo cobrisse o tomate desidratado, para obtenção dos tomates em conserva. Análise sensorial Foram obtidas amostras relativas aos vários experimentos realizados com relação tanto ao tratamento osmótico quanto à secagem convectiva. Um grupo de 10 provadores não treinados avaliou as amostras codificadas em uma escala hedônica de 1 a 9 com relação à aparência, aroma, textura, sabor e qualidade total, de acordo com Dutcosky (1987). A escala com relação à aparência foi de muitíssimo boa, correspondente a 9 a muitíssimo ruim, correspondente a 1. Para aroma, foi de muitíssimo agradável (9) a muitíssimo desagradável (1). Para textura foi de extremamente macia e suculenta (9) a extremamente dura e seca (1). Para sabor e qualidade total foi de gostei muitíssimo (9) a desgostei muitíssimo (1). Para selecionar os provadores, aplicou-se o teste de reconhecimento dos quatro sabores básicos: doce (2% de sacarose); salgado (0,3% de NaCl); ácido (0,07% de ácido cítrico) e amargo (0,07% de cafeína cristalizada). As amostras de tomate foram servidas com 2 pedaços cúbicos de aproximadamente 0,5 cm de aresta em pratos descartáveis e à temperatura ambiente. Todos provadores avaliaram todos os tratamentos. As análises estatísticas das notas dos provadores foram realizadas através da análise de variância Anova (Pimentel-Gomes, 1995). As notas que diferiram entre si foram identificadas por teste de Tukey em nível de 5% de variância. Modelo cinético As curvas de cinética de secagem foram ajustadas utilizando um modelo exponencial que relaciona a relação teor de umidade (X)/teor de umidade inicial (X 0 ) e o tempo de secagem, t, conforme adotado previamente por Alcina et al. (1997), Midilli et al. (2002) e Cano-Chauca et al. (2004). Considerou-se que: onde dx dt * * = kx (3)

4 38 Desidratação osmótica de tomate seguida de secagem Corrêa et al. * X X = (4) X k é a constante de secagem Adota-se a condição inicial 0 X * (0) = 1 (5) Desta forma, a evolução de X s com o tempo é dada por: * X 0 1 = k exp( k t) (6) onde k 0 corresponde à condição inicial e deve ser próximo da unidade. Os dados ajustados pela equação (6) foram avaliados quanto ao coeficiente de correlação (r 2 ) e erro padrão (SE), de acordo com Pimentel-Gomes (1999). RESULTADOS E DISCUSSÃO De acordo com a metodologia adotada, obtiveram-se amostras nos tempos de 1800 a 7200 segundos de desidratação osmótica. As Figuras 2 e 3 apresentam a influência da concentração de NaCl e sacarose em desidratação osmótica de tomates com relação ao teor de umidade e ganho de sólidos. Pela observação destas figuras, vê-se que, em soluções em que a concentração de NaCl é mantida constante, o aumento da concentração de sacarose leva a uma diminuição do teor de umidade e aumento de ganho de sólidos expressivos. Mas, ao se manter constante a concentração de sacarose, a variação da concentração de NaCl não conduz a variações consideráveis no teor de umidade ou ganho de sólidos. Observa-se, até mesmo, um comportamento inverso ao caso anterior (aumento de concentração de sacarose). Observa-se ainda que maior ganho de sólidos e menor teor de umidade em estudos em que a proporção de sacarose é maior que a de NaCl. Isto pode ser confirmado nestas figuras ao se comparar soluções com teor total de sólidos iguais, porém, com combinações sacarose/nacl diferentes, a saber: 10% de sacarose/ 7,5% de NaCl e 10% de NaCl/ 7,5% de sacarose. Foram obtidas outras combinações de concentrações de sacarose e NaCl, conforme relatado no item Material e métodos. Os dados de variação de teor de umidade e ganho de sólidos de todos os casos estudados podem ser obtidas em Silva Filho (2004). Naquele trabalho observou-se que a tendência apresentada nas Figuras 1 e 2 correspondem aos demais casos estudados. Bohuon et al. (1998) aconselharam o uso de soluções ternárias por levarem a maior redução do teor de umidade sem aumento expressivo do ganho de sólidos. Uma maior redução do teor de umidade acompanhada por menor incorporação de sólidos com o uso de açúcares foi reportada em uma revisão recente sobre desidratação osmótica de frutas e vegetais (Falade & Igbeka, 2007). Eles argumentam que como os açúcares apresentam moléculas bem maiores que os sais, costumam difundir menos para dentro do alimento e promover uma maior perda de umidade. Porém, no presente trabalho, observou-se, em soluções ternárias contendo sacarose, uma maior perda de umidade ao se utilizar soluções com maior concentração de açúcares, porém, acompanhadas de maior ganho de sólidos. O mesmo foi observado por Alves & Silveira (2002). Os autores citados também realizaram um estudo de desidratação osmótica de tomate com sacarose e NaCl, porém, com estes solutos em separado. Foi observada naquele trabalho uma maior redução do teor de água e maior incorporação de sólidos em casos em que se utilizou sacarose.

5 Desidratação osmótica de tomate seguida de secagem Corrêa et al. 39 Figura 2. Curvas de redução de teor de umidade com o tempo em desidratação osmótica em diferentes concentrações de solução desidratante. Figura 3. Curvas de ganho de sólidos com o tempo em desidratação osmótica em diferentes concentrações de solução desidratante. Com relação à análise sensorial, a Tabela 1 apresenta valores médios das notas obtidas com as diversas concentrações estudadas em diferentes tempos. O resultado detalhado com relação a cada concentração pode ser obtido em Silva Filho (2004). A Tabela 2 apresenta as condições que resultaram nas melhores e piores notas.

6 40 Desidratação osmótica de tomate seguida de secagem Corrêa et al. Tabela 1. Médias das avaliações do tomate desidratado osmoticamente em diferentes tempos. Quesito Tempo de tratamento osmótico [s] Aparência 5,89 5,74 5,68 Aroma 6,18 6,06 5,97 Textura 5,54 5,60 5,64 Sabor 5,82 5,57 5,28 Qualidade total 5,96 5,93 5,60 Tabela 2. Melhores e piores notas obtidas em análise sensorial de tomate desidratado osmoticamente em diferentes tempos. Quesito Melhor nota Pior nota Valor Condição Valor Condição Aparência 7,11 10% NaCl, 1800 s 4,10 5% sacarose/10% NaCl, 1800 s Aroma 6,99 15% NaCl, 1800 s 4,84 5% sacarose/10% NaCl, 7200 s Textura 7,11 7,5% sacarose/5% NaCl, 1800 s 3,45 5% sacarose/5% NaCl, 7200 s Sabor 6,73 15% NaCl, 1800 s 3,43 5% sacarose/10% NaCl, 7200 s Qualidade total 7,00 2,5% sacarose/10% NaCl, 3600 s 4,22 5% sacarose/10% NaCl, 7200 s Em geral, as melhores notas foram obtidas em 1800 s de tempo imersão e soluções de 10 a 15% de NaCl e as piores notas obtidas em 7200 s de imersão com soluções com 5% sacarose/10% NaCl. Com base nos dados acima, decidiu-se realizar os testes de secagem com tomates em que o pré-tratamento osmótico ocorreu com solução binária a 10% NaCl em 1800 s de imersão. A secagem, em secador de bandejas por convecção forçada foi realizada em 36000; 54000; 72000; e s. A tabela 3 apresenta o teor de umidade final, X f, e as notas de analise sensorial obtidas em cada caso. Através dos resultados da tabela 3, pode-se observar que a redução do teor de umidade foi coerentemente proporcional ao tempo de experimento e a maior redução ocorreu ao se aumentar o tempo de para s de secagem. Entretanto, as notas de análise sensorial foram reduzidas ao se aumentar o tempo de secagem. Com isso, concluiu-se que o período de secagem não deve ser superior a s. Tabela 3. Resultados de teor de umidade final, X f, e avaliação de análise sensorial de tomates secos em secador convectivo de bandejas com pré-tratamento osmótico com solução binária de NaCl a 10% e 1800 s de imersão Período de secagem [s] X f (b.u.) [%] 73,7 42,7 37,7 23,4 20,7 Aparência 6,8 6,1 4,9 4,6 3,4 Aroma 6,3 6,1 5,8 5,5 4,9 Textura 7,8 6,3 2,7 1,8 1,4 Sabor 5,5 5,2 4,5 4,1 3,6 Qualidade total 6,4 6,1 3,9 3,8 3,1 A Figura 4 apresenta a variação do teor de umidade com o tempo e o ajuste dos dados experimentais ao modelo exponencial testado. Os dados de ajuste para este modelo foram: K 0 =1,0129 e K 1 =0, com r 2 = 0,9241 e erro padrão de 0,078, apresentando ajuste satisfatório. Midilli et al. (2002) apresentaram uma comparação entre o modelo utilizado neste trabalho e outros modelos que consideram a umidade de equilíbrio. Estes autores obtiveram ótimos ajustes para cogumelo, pistache e pólen e concluíram que o modelo em questão é bastante conveniente para aplicações práticas, embora não haja um embasamento teórico que o justifique.

7 Desidratação osmótica de tomate seguida de secagem Corrêa et al. 41 Figura 4. Curva de secagem convectiva de tomate com pré-tratamento osmótico, onde Xi * corresponde ao teor de umidade obtido após desidratação osmótica com solução de NaCl a 10% em 1800 s de imersão. CONCLUSÕES Através do estudo das influências da concentração da solução e do tempo de imersão na desidratação osmótica do tomate (Lycopersicon esculentum) foi possível avaliar a cinética de redução de teor de umidade e do ganho de sólidos com o tempo em desidratação osmótica em diferentes concentrações de solução desidratante. Observou-se redução do teor de umidade e aumento no ganho de sólidos com aumento do período de desidratação osmótica. O uso de sacarose em soluções de desidratação osmótica contribuiu para uma significativa redução do teor de umidade, porém com também significativo aumento do ganho de sólidos. Com o suporte de análises sensoriais, através de valores médios de notas de diferentes atributos como aparência, aroma, textura, sabor e qualidade total dos tomates desidratados chegaram-se às melhores condições de tratamento osmótico. Nessas avaliações sensoriais, constatou-se que houve uma maior preferência para a solução de cloreto de sódio. A redução do teor de umidade foi coerentemente proporcional ao tempo em experimentos de secagem convectiva e a maior redução ocorreu ao se aumentar o tempo de para s de secagem. As análises sensoriais realizadas mostraram que as melhores condições de aceitação do produto foram obtidas com a imersão dos tomates em solução de 10% de NaCl em 1800 s seguidas de secagem convectiva em secador de bandejas por horas a 333 K. O modelo matemático utilizado para ajuste da curva de secagem apresentou-se satisfatório. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alcina, O.L.S.; Silva, O.S.; Brasileiro, M.N. Drying kinetics of West Indian Cherry. In: Inter-American Drying Conference, 1, 1997, Itu - SP, Proceedings Itu: UNICAMP, 1997, p Alves, S.M.; Silveira, A.M. Estudo da secagem de tomates desidratados e não desidratados osmoticamente. Revista Universidade Rural, Série Ciências Exatas e da Terra, Seropédica, RJ, v. 21, n. 1, p , 2002 Suplemento. AOAC, Association of Official Analytical Chemists. Official methods of analysis. Of AOAC International. 18 th ed., Arlington, V.A., Azoubel, P.M.; Murr, F.E.X. Mass transfer kinetics of osmotic dehydration of cherry tomato. Journal of Food Engineering, v. 61, p , Bohuon, P.; Collignan, A.; Rios, G. M.; Raoult-Wack, A. L. Soaking process in ternary liquids: experimental study of mass transport under natural and forced convection. Journal of Food Engineering, v. 37, p , Cano-Chauca, M.; Ramos, A.M.; Stringheta, P.C.; Pereira, J.A.M. Drying curves and water evaluation of dried banana. In: International Drying Symposium, 14, 2004, São Paulo- SP, Brazil, Proceedings... Campinas: UNICAMP, v. C, 2004, p

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