DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA EM TOMATES: UMA REVISÃO

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1 DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA EM TOMATES: UMA REVISÃO K. G. Nicolini¹, D. C. Galli², R. da S. Rodrigues³ 1- Curso de Engenharia Agrícola Universidade de Santa Cruz do Sul, UNISC CEP: Santa Cruz do Sul RS Brasil, Telefone: (54) (katia.nicolini@yahoo.com.br) 2- Departamento de Engenharia, Arquitetura e Ciências Agrárias Universidade de Santa Cruz do Sul, UNISC - CEP: Santa Cruz do Sul RS Brasil, Telefone: (51) (debgalli@unisc.br) 3- Centro de Ciências Químicas Farmacêuticas e de Alimentos Universidade Federal de Pelotas, Campus Capão do Leão CEP Pelotas RS Brasil, Telefone: +55 (53) Fax: +55 (53) e- mail: (rosane.rodrigues@ufpel.edu.br) RESUMO - O tomate é uma das hortaliças mais consumidas na forma desidratada no país. Essa tecnologia possibilita o aumento da vida de prateleira, facilitando a embalagem e o transporte do produto. Para garantia de um tomate seco de qualidade vem se estudando formas de otimizar o processamento com a utilização de desidratação osmótica como pré-tratamento da secagem, pois ela é capaz de retirar um percentual da água disponível no alimento sem agredi-lo, assim como, tem a possibilidade de prevenir as alterações sensoriais, especialmente de aparência, cor e textura, além de fornecer a capacidade de incorporação de solutos desejáveis no produto como sal e açúcar, influenciando diretamente no sabor. Contudo, para tal, todas as variáveis do processo necessitam ser consideradas e ajustadas para cada processamento. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo abordar os fundamentos da desidratação osmótica e o uso desta em tomates através de resultados de estudos divulgados. ABSTRACT - Tomato is one of the most consumed vegetables in dehydrated form in the country. This technology enables to increase the shelf life, facilitating the packaging and transportation of the product. To guarantee a quality of dried tomato, have been studying ways to optimize the processing with the use of osmotic dehydration as a pretreatment of drying. It is able to remove a percentage of the available water in the food without attacking it, has the possibility of preventing sensorial changes, especially of appearance, color and texture, as well as providing the ability to incorporate desirable solutes in the product as salt and sugar, which influencies the flavor. For this all process variables need to be considered and adjusted for each processing. In this context, the present work aimed to address the fundamentals of osmotic dehydration and its use in tomatoes through results from published studies. PALAVRAS-CHAVE: tomate, pré-tratamento, desidratação osmótica KEYWORDS: tomato, pretreatment, osmotic dehydration 1. INTRODUÇÃO A industrialização do tomate é uma eficaz alternativa, não apenas para minimizar as perdas, mas também para agregar valor ao produto, principalmente em época de safra em que a oferta desta hortaliça é maior e o excedente do consumo in natura pode ser utilizado.

2 O tomate é um dos alimentos mais consumidos na forma desidratada no país, porém sua produção ainda é bastante artesanal e em pequena escala, necessitando de melhorias no sistema de processamento. A secagem ou desidratação convectiva com ar quente forçado refere-se à retirada da água livre presente no alimento, porém tal processo pode levar a alterações físicas, químicas e sensoriais no produto, devido ao ambiente agressivo em que o mesmo é exposto. Neste contexto, entre as alternativas que minimizem essas alterações, uma das opções que vem sendo estudada e empregada é a desidratação osmótica como pré-tratamento da secagem, pois ela é capaz de retirar um percentual da água disponível no alimento sem agredi-lo, assim como, tem a possibilidade de prevenir as alterações sensoriais, especialmente de aparência, cor e textura, além de fornecer a capacidade de incorporação de solutos desejáveis no produto como sal e açúcar, influenciando diretamente no sabor. Neste contexto, o presente trabalho objetivou apresentar uma revisão sobre o processo de desidratação osmótica, apresentando seus fundamentos e resultados de pesquisas realizadas utilizando tomates como matéria-prima. 2. DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA Ordóñez Pereda (2005) e Tonon, Baroni e Hubinger (2006) explicam que a desidratação osmótica é um método de remoção parcial da água livre dos alimentos, envolvendo a imersão da matéria-prima a ser desidratada em soluções hipertônicas com um ou mais solutos (agente desidratante). Devido à diferença de concentração entre o agente desidratante e o alimento, ocorre uma transferência simultânea em fluxos opostos: a saída de água do produto para a solução ao mesmo tempo em que ocorre a migração dos solutos presentes na solução para o produto. Ainda ocorre um terceiro fluxo, considerado quantitativamente menos importante que os anteriores, pois apesar de ter a capacidade de modificar a composição final do produto ocorre em proporções irrelevantes, que se trata da perda de solutos do próprio alimento para a solução. Souza Neto et al. (2005) relatam que a desidratação pelo método convencional em estufa resulta em uma extrema redução na qualidade do produto desidratado, trazendo prejuízos ao seu sabor e textura. Já, quando é utilizada a desidratação osmótica como pré-tratamento, salientam os autores, esta contribui efetivamente para a preservação da qualidade. Maeda e Loreto (1998) expõem que as principais vantagens que o pré-processamento osmótico apresenta ao produto final sobre a secagem convencional sem pré-tratamento é a inibição do escurecimento enzimático, conservação da cor natural sem utilização de sulfitos, maior retenção dos componentes voláteis que são responsáveis pelo sabor do alimento. Justus (2012) afirma benefícios evidentes na preservação de nutrientes devido às temperaturas de processo serem relativamente baixas e à proteção que a solução osmótica proporciona ao produto, evitando o seu contato direto com o oxigênio durante a desidratação. Baroni (2004) e Souza Neto et al. (2005) salientam que a desidratação osmótica como único processo não reduz suficientemente a umidade do alimento, portanto, não é capaz de produzir produtos estáveis o suficiente, sendo então necessário uma operação que a complemente, como a secagem convectiva.

3 3. VARIÁVEIS DO PROCESSO Conforme Maeda e Loreto (1998) e Egea e Lobato (2014) durante a osmose muitos fatores podem influenciar o processo e a velocidade da transferência de água e massa, como a temperatura, a agitação, tempo de duração do processo, concentração e composição da solução, a forma do alimento, a permeabilidade da membrana da fruta ou hortaliça utilizada, modo de contato entre o produto e a solução, pressão e relação entre produto/ solução. O Quadro 1 traz uma reunião de informações de variáveis da desidratação osmótica utilizadas em estudos específicos com tomates, demonstrando o quão diferentes podem ser as proporções de concentração, temperatura da solução, tempo de imersão e relação produto/solução durante o processo. Quadro 1 Variáveis do processo utilizadas em estudos da desidratação osmótica em tomates Temperatura Relação Concentração Concentração Tempo de da tomate/solução NaCl (%) sacarose (%) imersão (min) solução ( C) (kg/l) Referência 5 e e 35 30, 40, 50 e 60 30, 60,90, 120,150,180, 240, 300 e 360 1:4 Souza (2002) 5, 10 e , 50 e 60 5, 10 e 15 40,50 e 60 0 a a , 24, 30, 36 e 40 30, 45, 60, 90, 120, 180 e , 60, 90, 120,180, 240, 300 e e e e :15 5, 10 e 15-5, 10 e 15 2,5; 5; 7,5; 10 Ambiente 30, 60 e 120 1:4 5 e e 30 Ambiente 60 e 120 1:3 1:10 Baroni (2004) 1:15 Tonon (2005) Tonon, Baroni e Hubinger (2006) Corrêa et al. (2008) Queji e Pessoa (2011) 27, :4 Justus (2012) - 27,5 Bragueto 0 a 10,04 3,96 a 46 Ambiente 12,8 a 267,8 1:3 (2013) Ribeiro 10 27, :10 (2013) 300 1:59* Viana (2014) Fonte: Adaptado pela autora, ; 2,5; 5;7,5;15 10; 17,5; 25; 32,5;40 25, 30, 35, 40 e 45 Legenda: (-) utilizou-se soluções binárias; (*) valor devido ao tamanho do equipamento utilizado. 3.1 Agentes Desidratantes Tonon (2005) relata que a seleção do agente desidratante e de sua concentração é uma questão complexa. A autora explica que a solução osmótica deve apresentar uma baixa atividade de água e os solutos devem ser inofensivos à qualidade do produto, além de proporcionar um sabor

4 agradável ao mesmo. Silveira (2014) diz que a escolha da melhor solução osmótica depende do destino do alimento. Egea e Lobato (2014) comentam que a correta definição do soluto a ser utilizado é fundamental, pois ele se relaciona com as alterações nas propriedades sensoriais, na eficiência e no valor nutricional do produto final, além de estar diretamente vinculado ao custo do processo. O tipo de soluto empregado na solução influi na cinética do processo de desidratação osmótica. Solutos com alto peso molecular geram maior perda de água e menor ganho de sólidos, causando um acréscimo na redução de peso do material. Já os de baixo peso molecular propiciam a incorporação de sólidos, devido à maior facilidade de penetração das moléculas (TONON, 2005). Para Tonon (2005) a sacarose é considerada o melhor agente desidratante, principalmente quando a desidratação é utilizada como pré-tratamento para a secagem com ar quente. A presença deste soluto na superfície do material torna-se um obstáculo para o oxigênio, evitando o contato dele com o alimento, resultando numa redução do escurecimento enzimático. Também, devido ao seu alto peso molecular, os produtos tratados com sacarose costumam apresentar alta perda de água e baixo ganho de sólidos. Porém, o emprego deste soluto em hortaliças é limitado, devido ao sabor doce que pode conceder ao produto. O cloreto de sódio (NaCl) também se apresenta como um excelente agente osmótico, pois possui uma alta capacidade de reduzir a atividade de água, fazendo com que a força motriz de saída de água do produto seja maior. Entretanto, os alimentos tratados com este soluto, geralmente, apresentam elevado ganho de sólidos, que ocorre devido seu baixo peso molecular, o que torna seu uso limitado a algumas frutas e hortaliças, devido ao sabor salgado que ele gera no vegetal (TONON, BARONI e HUBINGER, 2006). Baroni (2004) utilizou a desidratação osmótica em tomate com soluções binárias (sacaroseágua e cloreto de sódio-água) e ternárias (sacarose-cloreto de sódio-água), conseguindo observar que a aplicação de soluções ternárias dos dois solutos em combinação teve maior eficiência na remoção de água do que a utilização de soluções binárias, entretanto, notou também que o emprego de solução ternária apresenta maior incorporação de sólidos pelo produto. 3.2 Concentração da Solução Osmótica Conforme Gonçalves e Blume (2008) tanto a concentração da solução quanto o tempo de imersão dependem da matéria-prima com que se está trabalhando e do nível desejado de remoção de água. Corrêa et al. (2008) trabalhando com desidratação osmótica em tomates notaram que a utilização de sacarose no processo diminuiu significativamente o grau de umidade, porém com significativo ganho de sólidos durante o processo. Neste trabalho empregaram soluções binárias de NaCl e soluções ternárias de NaCl e sacarose. Souza (2002) estudando a desidratação de tomates em pedaços com pré-tratamento osmótico, obteve seus melhores resultados em soluções com 5% de NaCl e 35% de sacarose, com um tempo de imersão de 180 minutos e temperatura de secagem de 60 C. 3.3 Tempo de Imersão Corrêa et al. (2008) analisando a desidratação osmótica de tomate seguida da secagem perceberam a diminuição do grau de umidade e o acréscimo do ganho de sólidos conforme se aumentava o tempo de imersão. Baroni (2004) concluiu que todas as soluções ternárias utilizadas no seu estudo com tomates resultaram as maiores taxas de perda de água e redução de peso ao final de 3 horas de processo, podendo confirmar a grande força motriz da solução concentrada.

5 3.4 Temperatura da Solução Souza (2002) estudando a desidratação de tomates em pedaços com pré-tratamento osmótico observou que elevando a temperatura da solução osmótica houve aumento da perda de umidade em proporções bem maiores do que a de ganho de sólidos, evidenciando a importância desse parâmetro na desidratação osmótica. Tonon, Baroni e Hubinger (2006) também constataram que a temperatura foi a variável que apresentou maior influência sobre a perda de água ao concluir 3 horas de processo, resultando em um aumento da resposta da perda de água, além disso, os autores observaram que temperaturas mais elevadas acarretam em uma redução da viscosidade da solução osmótica, o que faz com que a resistência externa à transferência de massa seja menor. Conforme pode ser observado no Quadro 1 apresentado, as faixas de temperatura estudadas são bastante abrangentes, podendo variar desde a temperatura ambiente até em torno de 60º C. 4. CONCLUSÃO O pré-processamento osmótico apresenta inúmeras vantagens ao produto final, em relação à secagem convencional sem pré-tratamento, como a inibição do escurecimento enzimático, conservação da cor natural, maior retenção dos componentes voláteis que são responsáveis pelo sabor do alimento, sendo também capaz de auxiliar na preservação de nutrientes devido às temperaturas de processo serem relativamente baixas e à proteção que a solução osmótica proporciona ao produto, evitando o seu contato direto com o oxigênio durante a desidratação. Sendo, dessa forma, eficiente na redução das alterações sensoriais, especialmente de aparência, cor, textura e sabor. Para o uso em tomates, como discutido, inúmeras variáveis de processo estão envolvidas, como os agentes desidratantes a serem utilizados, a temperatura, o tempo de imersão, a concentração da solução, a agitação, o tipo e forma do alimento, a relação produto/solução, entre outros. Portanto, a desidratação osmótica como pré-tratamento da secagem convectiva de tomates é influenciada por vários fatores, sendo de suma importância considerá-los em conjunto para a eficiência de um processamento específico. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Baroni, A. F. (2004). Propriedades mecânicas, termodinâmicas e de estado de tomate submetido à desidratação osmótica e secagem (Tese de doutorado). Universidade Estadual de Campinas, Campinas. Bragueto, G. (2013). Otimização do processo de desidratação osmo-convectiva para produção de tomate seco (Dissertação de mestrado). Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel. Corrêa, J. L. G., Silva Filho, E. D., Batista, M. B., Arola, F., & Fioreze, R. (2008). Desidratação osmótica de tomates seguida de secagem. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 10(1), Disponível em: Egea, M. B., & Lobato, L. P. (2014). A desidratação osmótica como pré-tratamento para frutas e hortaliças. Revista do Instituto Adolfo Lutz, 73(4). Disponível em

6 Gonçalves, A. A., & Blume, A. R. (2008). Efeito da desidratação osmótica como tratamento preliminar na secagem do abacaxi. Estudos tecnológicos, 4(2), Disponível em revistas.unisinos.br/index.php/estudos_tecnologicos/article/view/5498/2731 Justus, A. (2012). Influência da aplicação de ondas de ultrassom na desidratação osmótica de tomates (Lycopersicum esculentum) cv. Carmem (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Lavras, Lavras. Maeda, M., & Loreto, R. L. (1998). Desidratação osmótica de bananas. Semina: Ci. Agri., Londrina, 19(1), Disponível em Ordóñez Pereda, J. A. (2005). Tecnologia de alimentos. Porto Alegre: Artmed. Queji, M. de F. D., & Pessoa, L. S. (2011). Influência do tratamento osmótico na produção de tomate desidratado. Revista Brasileira de Tecnologia Agroindustrial, 5(1), Disponível em Ribeiro, R. C. (2013). Tomates semi desidratados obtidos por secagem micro-ondas convectiva precedida por desidratação osmótica (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Lavras, Lavras. Silveira, M. S. (2014). Efeitos da desidratação osmótica e desidratação osmótica assistida por ultrassom na secagem convectiva de cenoura (Daucus carota L.) (Tese de doutorado). Universidade Federal do Ceará, Fortaleza. Souza, J. S. de. (2002). Estudo da desidratação de tomates (Lycopersicum esculentum) em pedaços com pré-tratamento osmótico (Dissertação de mestrado). Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal. Souza Neto, M. A. de, Maia, G. A., Lima, J. R., Figueiredo, R. W. de, Souza Filho, M. de S. M. de & Lima, A. da S. (2005). Desidratação osmótica de manga seguida de secagem convencional: avaliação das variáveis de processo. Ciência e Agrotecnologia, 29(5), Disponível em Tonon, R. V. (2005). Influência das variáveis de processo sobre a cinética de desidratação osmótica de tomate em soluções ternárias de cloreto de sódio e sacarose (Dissertação de mestrado). Universidade Estadual de Campinas, Campinas. Tonon, R. V.; Baroni, A. F.; & Hubinger, M. D. (2006). Estudo da desidratação osmótica de tomate em soluções ternárias pela metodologia de superfície de resposta. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 26(3), Disponível em Viana, A. D. (2014). Desidratação osmótica com pulso de vácuo de fatias de tomate cultivar Carmen (Tese de doutorado). Universidade Federal de Lavras, Lavras.