SECAGEM EM LEITO DE JORRO DE PASTA DE VEGETAIS ENRIQUECIDA DE SANGUE BOVINO: COMPARAÇÃO DAS GEOMETRIAS CONE-CILÍNDRICA E RETANGULAR

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1 SECAGEM EM LEITO DE JORRO DE PASTA DE VEGETAIS ENRIQUECIDA DE SANGUE BOVINO: COMPARAÇÃO DAS GEOMETRIAS CONE-CILÍNDRICA E RETANGULAR S. F. da ROCHA 1, M. L. MONTE 1, M. C. K. RODRIGUES 1, A. P. Q. LARROSA 1 e L. A. A. PINTO 1 1 Unversdade Federal do Ro Grande, Escola de Químca e Almentos E-mal para contato: slvnharocha_@hotmal.com RESUMO A secagem é uma operação que vsa aumentar o tempo de conservação dos almentos. O leto de jorro com partículas nertes tem sdo empregado para secagem de pastas e suspensões, mostrando vantagens devdo a característca do pó e ao seu custo. O objetvo do trabalho fo avalar a secagem de pasta de vegetas enrquecda de sangue bovno em leto de jorro, comparando as geometras cone-clíndrca e retangular. As condções de secagem foram: vazão de almentação de 600 ml/h, temperatura do ar de 110 C e concentração da pasta de 7% (g/g). Os melhores resultados da secagem foram encontrados no secador cone-clíndrco, com acúmulo de materal no leto de 10,5% (g/g). Os produtos obtdos pelas dferentes geometras apresentaram dferenças sgnfcatvas (p<0,05) nas respostas de solubldade protéca, índce de solubldade em água, compostos fenólcos e atvdade antoxdante. No entanto, para a dgestbldade proteca e capacdade de retenção de água não foram apresentadas dferenças sgnfcatvas (p>0,05). O ângulo Hue 82,6 ndcou uma pasta desdratada de tonaldade amarelaavermelhada em decorrênca do uso do sangue bovno. 1. INTRODUÇÃO A elaboração de pasta de vegetas enrquecda com sangue bovno é uma alternatva de aprovetamento dos excedentes agropecuáros, mnmzando o desperdíco e o mpacto ambental. O uso de vegetas e sangue na almentação humana apresenta uma sére de benefícos à saúde, devdo à rca composção de macro e mcronutrentes. O sangue bovno tem elevado teor proteco (18% g/g, b.s.) com boas propredades funconas. Almentos como frutas, verduras e legumes contêm agentes antoxdantes, tas como os compostos fenólcos, que são capazes de restrngr a propagação das reações em cadea e as lesões nduzdas pelos radcas lvres (Fotss et al., 1997). A secagem de almentos vsa reduzr o teor de umdade e aumentar o tempo de vda útl dos mesmos, assm, o estudo das condções da operação de secagem, tem a fnaldade de elevar a efcênca do processo e a qualdade fnal do produto seco. O leto de jorro com partículas nertes tem sdo empregado para secagem de pastas e suspensões, sendo uma alternatva ao spray dryer, mantendo a qualdade do produto (Massaro e Pnto, 2002; Banga et al., 2003; Olvera e Fretas, Área temátca: Engenhara e Tecnologa de Almentos 1

2 2004). O objetvo do trabalho fo realzar a secagem de pasta de vegetas enrquecda de sangue bovno em leto de jorro, comparando as geometras cone-clíndrca e retangular, sobre as característcas do produto fnal. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. Matéra-Prma, Formulação e Obtenção da Pasta de Vegetas Enrquecda de Sangue Bovno A pasta fo consttuída de cebola branca (Allum cepa L.), tomate longa vda (Lycoperscum esculentum), cenoura (Daucus carota L.), couve (Brassca oleracea), batata (Solanum tuberosum), óleo de soja comercal e sangue bovno. Os vegetas foram escolhdos devdo às suas característcas para a formulação, e foram adqurdos em feras lvres/mercados da cdade do Ro Grande/RS. O sangue bovno fo coletado em sstema aberto em um abatedouro, stuado na cdade de Pelotas-RS, com prátcas de assepsa devdamente empregadas (Massaro e Pnto, 2002). A quantdade dos consttuntes fo determnada pela programação lnear, utlzando o aplcatvo Mcrosoft Solver Excel, vsando à maxmzação do conteúdo proteco, por meo de uma função objetvo e restrções (Larrosa, 2012). A função objetvo é uma equação lnear que relacona cada consttunte com seu respectvo teor proteco, de acordo com a Equação 1. As funções de restrção são (Equações 2 6) são equações e nequações que lmtam o máxmo e o mínmo de cada consttunte. A Equação 2 relacona a quantdade de todos os consttuntes em base seca. As Inequações 3 e 4 lmtam o teor de nutrentes (carbodratos, proteínas, lpídos e valor calórco). As Inequações 5 e 6 restrngem a possbldade de valores negatvos para quantdade de massa e dos consttuntes com quantdade máxma estabelecda, respectvamente. P = T n = 1 m P (1) 7 C bs m (2) n m. x X (3) m. x X 2 (4) Área temátca: Engenhara e Tecnologa de Almentos 2

3 m 0 m m (5) (6) Após a determnação da quantdade necessára de cada consttunte, a pasta de vegetas fo obtda segundo as etapas descrtas na Fgura 1. Fgura 1 Fluxograma do processo de obtenção da pasta de vegetas enrquecda de sangue bovno Secagem em Leto de Jorro A secagem da pasta de vegetas fo realzada em duas geometras de leto de jorro. A célula de secagem de geometra cone-clíndrca possu um dâmetro de 17,5 cm, bases nferor e superor de vdro com ângulo de 60, altura de 75 cm. O dâmetro de entrada (D) de 2,9 cm, sendo a relação (Dc/ D) gual a 6,0. A célula de secagem de geometra retangular apresenta paredes planas vertcas e base nclnada com ângulo nterno de 60, espessura de 5,4 cm, largura de 30 cm e altura de 20 cm. A coluna retangular possu 5,4 cm de espessura, 30 cm de largura e 45 cm de altura. O dâmetro de entrada de 5,08 cm sendo a relação 1:6 entre o dâmetro do orfíco de entrada do ar e a largura da do leto. O leto fo consttuído de partículas de poletleno (dâmetro médo de 3,2 mm, esfercdade 0,7 e densdade de 0,96 g/cm³), com uma carga de 2,0 kg para ambas as geometras. O fludo de secagem fo ar quente, sendo que as vazões de ar foram determnadas por meo de placa de orfíco e, as meddas de temperaturas foram realzadas por termopares cobre-constantan. A parte superor da coluna estava conectada a um cclone tpo Lapple com dâmetro de 100 mm. O pó seco fo recolhdo em um recpente de vdro acoplada na saída do cclone. Foram fxadas a pressão de atomzação em 200 kpa absoluta e a taxa de crculação de sóldos de 100% acma da velocdade de jorro mínmo. A pasta fo almentada em sstema contínuo com auxílo de uma bomba perstáltca. O regme da operação fo de 4 h. As condções de secagem para a pasta foram: vazão de almentação de 600 ml/h, Área temátca: Engenhara e Tecnologa de Almentos 3

4 temperatura de 110 C e concentração de sóldos de 7 % (g/g), para ambas as geometras Análse Estatístca Os resultados dos expermentos de secagem foram analsados pelo teste de Tukey ao nível de 95% de confança (p<0,05) Metodologa Analítca Retenção de materal no leto O percentual de acúmulo fo determnado relaconando a massa ncal e fnal de nertes e também a umdade fnal do pó aderdo no leto, segundo a Equação 7. ( m f m )(1 U j ) % Ac x100 (7) m Solubldade proteca: A determnação da solubldade proteca em meo aquoso da pasta desdratada fo feta pelo método Morr et al. (1985). Dgestbldade proteca n vtro: A dgestbldade fo realzada utlzando as enzmas pepsna e pancreatna, smulando as condções do trato gastrontestnal (Sgarber, 1996). O teor de amnoácdos lberados fo determnado pelo método de Lowry et al. (1951), empregando uma curva padrão de trosna (0,01 a 0,1 mg/ml). Capacdade de retenção de água (CRA) e Índce de Solubldade em água (ISA): Os índces CRA e ISA foram quantfcados segundo adaptações de Anderson et al. (1969). Compostos fenólcos e atvdade antoxdante (AA): A quantfcação dos compostos fenólcos fo realzada pelo método espectrofotométrco, empregando-se uma curva padrão de ácdo gálco (0 a 20 μg/ml) (Olvera et al., 2007). A atvdade antoxdante (AA) fo determnada pela capacdade de seqüestrar o radcal estável DPPH, segundo o método de Brand-Wllams et al. (1995) modfcado por Mlauskas et al. (2004). Cor: O parâmetro cor fo avalado utlzando um colorímetro Mnolta (CR-300, Osaka, Japão) por meo do dagrama trdmensonal de cores (L* a* b*), onde L ndca a lumnosdade da amostra varando de 0 (escuro) a 100 (claro), a ndca cromatcdade tendendo do verde (-) ao vermelho (+) e b ndca a cromatcdade que vara do azul (-) ao amarelo (+). O ângulo Hue (H ab ) é o valor em graus correspondente ao dagrama trdmensonal de cores, onde: 0º(vermelho), 90º(amarelo), 180º(verde) e 270º(azul), e fo calculado conforme a Equação 8 (Srnvasa et al., 2004). (8) Área temátca: Engenhara e Tecnologa de Almentos 4

5 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO As quantdades calculadas dos consttuntes para a formulação da pasta de vegetas, otmzando a quantdade de proteína, foram: 266 g de cebola, 206 g de tomate, 238 g de cenoura, 116 g de couve, 2,1 g de óleo de soja e 35,3 g de sangue bovno. Na Tabela 1 estão apresentados os resultados de solubldade, dgestbldade, capacdade de retenção de água, índce de solubldade em água, compostos fenólcos, atvdade antoxdante e ângulo Hue obtdos nos expermentos de secagem nos letos de jorro de geometras cone-clíndrco e retangular. Tabela 1 Resultados obtdos para as respostas nos expermentos de secagem nos dos letos de jorro utlzados. Geometra. Sol* (% g/g) Dgest.* (% g/g) CRA* (g/g) ISA* (% g/g) Fenós* (mg EAG /g) AA* (%nb) * H ab ( ) Coneclíndrca 63,3±4,6 a 79,7±0,8 a 3,9±0,3 a 38,5±0,4 a 12,7±0,7 a 37,8±0,1 a 82,6±0,1 a Retangular 40,7±3,2 b 78,4±1,2 a 3,8±1,3 a 39,5±1,4 a 9,4±1,1 b 47,6±0,7 b 83,1±0,01 b *Valor médo ± erro médo (em trplcata). (% g/g): percentagem em massa. Letras dferentes na mesma coluna apresentam dferença sgnfcatva (p<0,05). Sol: solubldade; Dgest: dgestbldade; CRA: capacdade de retenção de água; ISA: índce de solubldade em água; Fenós: compostos fenólcos; AA: atvdade antoxdante; H ab : ângulo Hue A Tabela 1 mostra que os resultados de dgestbldade proteca, capacdade de retenção de água e índce de solubldade em água não apresentaram dferença sgnfcatva (p>0,05) entre os expermentos. É possível verfcar na Tabela 1, que a temperatura de 110 C para a dgestbldade proteca, para ambos os expermentos, pode ter nfluencado a natvação dos fatores antnutrconas presentes nos vegetas, permtndo que as enzmas dgestvas atuassem nas proteínas, pos para a pasta sem adção de sangue a dgestbldade fo de apenas 19,4±0,3 % (g/g), assm, altos valores podem ser atrbuídos à adção de sangue bovno que apresenta uma elevada dgestbldade, em torno de % (g/g) (Prata, 2002). A capacdade de retenção de água nos expermentos fo superor a encontrado por Larrosa (2011), na faxa de 2,9 a 4,2 g/g, para uma pasta de vegetas sem adção de sangue bovno. A varação dos resultados da pasta com adção ou não de sangue bovno está relaconada com as proteínas presentes no plasma, as quas são altamente hdrofílcas. Em relação ao índce de solubldade em água nos expermentos, os resultados também foram superores aos encontrados por Larrosa (2011) para uma pasta de vegetas seca em leto de jorro, apresentando um valor de 14,9% (g/g). Isso pode ser explcado não só pelas proteínas presentes no sangue bovno, como também pela temperatura utlzada no expermento. Larrosa (2011) estudou faxas de temperatura de 95 e 105 C, e neste trabalho fo utlzada temperatura mas elevada (110 C). Dante dsso, apresentou temperaturas de saída do ar mas elevadas e menor tempo de resdênca do produto (15±1 mn), aumentando a capacdade dos componentes solúves orundos dos vegetas (amdo, pectna) e do sangue (proteínas) de se hdratarem com a água. A solubldade proteca, compostos fenólcos, atvdade antoxdante e ângulo Hue dferram sgnfcatvamente ao nível de sgnfcânca de 95% (p<0,05), e estão apresentadas na Tabela 1. Para Área temátca: Engenhara e Tecnologa de Almentos 5

6 a resposta de solubldade proteca observa-se que a temperatura de saída da geometra cone-clíndrca fo menor (89±1 C) do que a do retangular (93±1 C), fazendo com que as proteínas não desnaturassem, apenas sofresse uma modfcação estrutural dexando os grupos protecos susceptíves a solublzação em água. A solubldade proteca é nfluencada pela temperatura, prncpalmente quando esta aumenta sufcentemente por um determnado período de tempo, causando modfcações nos átomos da proteína entre as lgações de hdrogêno e grupos sulfdrla (Strumllo, Kamnsk e Zbcnsk, 1995; Pelegrne e Gasparetto, 2003). Além dsso, a secagem em leto de jorro retangular possu um orfíco de entrada maor do que o leto cone-clíndrco permtndo uma maor vazão de ar, e consequentemente, o produto atnge temperatura mas elevada, capaz de desnaturar as proteínas presentes na pasta. Os fenós no expermento do leto cone-clíndrco apresentaram perdas em relação ao leto retangular, pos em um vegetal ntacto, os fenós encontram-se nos vacúolos, separados das enzmas oxdatvas e quando a estrutura rompe-se durante a secagem resulta na lberação dessas enzmas que catalsam a oxdação dos fenós (Dewanto et al., 2002). Nos equpamentos de secagem em leto de jorro o tempo de resdênca é baxo (15,0±1,0 mn), assm, a dmnução branda dos fenós no leto cone-clíndrco, pode ser atrbuída a não ocorrênca de reações de complexação e polmerzação de tannos ocorrentes na secagem de vegetas, pos o produto não atngu elevadas temperaturas no leto. A atvdade antoxdante fo superor no leto retangular devdo à exposção do materal ao ar de secagem. Neste estudo fo evdencado um aumento da atvdade antoxdante, pos o aquecmento de produtos rcos em dssacarídeos e proteínas pode nduzr a formação de compostos como as melanodnas, que podem ter efetos antoxdantes, aumentando os antoxdantes totas do almento processado (Anese et al., 1999). Os valores de ângulo Hue para ambos os expermentos foram nferores a 90, mostrando uma tendênca à tonaldade amarela-avermelhada, devdo à adção de sangue bovno que tem em sua composção hemoglobna que é o pgmento responsável pela coloração vermelha do sangue. Na operação de secagem em leto de jorro retangular obteve 51,3±0,1 % (g/g) de acúmulo de materal no leto, sendo cerca de cnco vezes maor do que no leto cone-clíndrco que operou nas mesmas condções pelo mesmo tempo de operação, e fo obtdo um percentual de retenção de 10,5±0,2 % (g/g). O elevado percentual de retenção para geometra retangular pode ter sdo devdo ao fato de que a vazão de ar quente que entra no sstema é maor do que na geometra cone-clíndrca, para a mesma taxa de crculação (100% acma da taxa para o jorro mínmo), dexando o sstema retangular com temperatura nterna mas elevada causando uma tendênca a aderênca das partículas da pasta nos nertes, pos temperaturas altas tornam os carbodratos susceptíves a reações de escurecmento não-enzmátco. 4. CONCLUSÃO Ao comparar os expermentos de secagem pode-se afrmar que o leto de jorro cone-clíndrco fo mas efetvo para a secagem da pasta, pos obteve melhores resultados para solubldade proteca (63,3±4,6 %, m/m), compostos fenólcos (12,7±0,7 mg EAG /g) e acúmulo de sóldos no leto (10% g/g). Para a secagem no leto de jorro retangular os melhores resultados foram de ângulo Hue (83,1 ) e atvdade antoxdante (47,6±0,7 % nbção), entretanto, tas resultados não tornam esse equpamento Área temátca: Engenhara e Tecnologa de Almentos 6

7 efetvo para a secagem de pasta de vegetas enrquecda de sangue bovno devdo ao elevado acúmulo de materal no leto (51 % g/g). 5. NOMENCLATURA C BS - somatóro dos consttuntes da pasta em base seca m quantdade total estabelecda (g) m - quantdade máxma de cada consttunte (g) m f - quantdade de nerte após a secagem (g) m - quantdade ncal de nerte antes da secagem (g) Ma - massa de amostra utlzada (g) Mrc - massa de precptado (g) Mre - massa de resíduo evaporado (g) p - quantdade de proteínas de cada consttunte (g/100g) P T - Proteína total (%, m/m) U j - umdade fnal do pó aderdo às partículas de nerte (admensonal) x - quantdade de nutrente de cada consttunte em (g/100g) X 1 - valor mínmo de cada nutrente (%, m/m) X 2 - valor máxmo de cada nutrente (%, m/m) 6. REFERÊNCIAS ANDERSON, R.A.; CONWAY, H.F.; PFEIFER, U.F.; GRIFFIN JR., E.L. Gelatnaton of corn grts by roll and extruson cookng. Cereal Sc. Today, v. 14, n. 1, p. 4-7, ANESE, M.; MANZOCCO, L.; NICOLI, M.C.; LERICI, C.R. Antoxdant propertes of tomato juce as affected by heatng. J. Sc. Food Agrc., v. 79, p , BANGA, J.; BALSA-CANTO, E.; MOLES, C.; ALONSO, A. Improvng food processng usng modern optmzaton methods. Trends Food Sc. Tech., v. 14, p , BRAND-WILLIAMS, W.; CUVELIER, M. E.; BERSET, C. Use of free radcal method to evaluate antoxdant actvty. LWT Food Sc. Technol., v. 8, p DEWANTO, V.; WU, X.Z.; ADOM, K.K.; LIU, R.H. Thermal processng enhances the nutrtonal value of tomatoes by ncreasng total antoxdant actvty. J. Agrc. Food Chem., v. 50, p , FOTSIS, T.; PEPPER, M.S.; AKTAS, E.; BREIT, S.; RASKU, S.; ADLERCREUTZ, H.; WÄHÄLÄ, K.; MONTESANO, R.; SCHWEIGERER, L. Flavonods, detary-derved nhbtors of cell prolferaton and n vtro angogeness. Cancer Res., v. 57, n. 14, p , LARROSA, A. P. Q. Secagem de pasta de vegetas: análse da operação em leto de jorro e caracterzação do produto fnal. Ro Grande: FURG, p. Dssertação. (Mestrado em Engenhara e Cênca de Almentos). Área temátca: Engenhara e Tecnologa de Almentos 7

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