PROPRIEDADES FÍSICAS E FÍSICO-QUÍMICAS DE PÓS DE MISTURAS DE POLPAS DE FRUTAS COM DIFERENTES FONTES LIPÍDICAS

PROPRIEDADES FÍSICAS E FÍSICO-QUÍMICAS DE PÓS DE MISTURAS DE POLPAS DE FRUTAS COM DIFERENTES FONTES LIPÍDICAS 1 Thayse Naianne Pires Dantas, 2 Josilma Silva de Souza, 3 Francisco Escolástico de Souza Júnior, 4 Maria de Fátima Dantas de Medeiros 1 Bolsista Voluntária de Iniciação Científica UFRN, discente do curso de Engenharia de Alimentos 2 Doutoranda do Programa de Pós-Graduação de Engenharia Química da UFRN 3 Bolsista de Iniciação Científica UFRN, discente do curso de Engenharia Química 4 Professora do Departamento de Engenharia Química da UFRN 1,2,3,4 Departamento de Engenharia Química - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Campus Universitário, Natal RN, CEP 59.072-970 e-mail: mariadefatima@eq.ufrn.br RESUMO - As condições climáticas brasileira propiciam a produção de todos os tipos de frutas tropicais, entretanto a comercialização e disponibilidades destas se restringem à época da safra. Para alimentar indústrias e mercado consumidor fora dos períodos de safra, umas das técnicas disponíveis para a aplicação na indústria de polpas de frutas é a secagem, que concentra as propriedades da matéria-prima, habilitando o produto para o armazenamento prolongado em condições ambientais com maior estabilidade e alto valor nutricional e sensorial. Pós de polpas de frutas foram obtidos mediante a secagem de duas formulações compostas por polpas de manga, seriguela e umbu e adjuvantes (amido de milho comercial, pectina cítrica e gordura de palma em pó (F01) ou oleína de palma (F02)), em um secador do tipo leito de jorro com partículas inertes de polietileno de alta densidade (PEAD) com temperatura do ar de secagem de 70ºC. A caracterização dos pós foi feita quanto ao teor de ácido ascórbico, umidade, acidez, solubilidade, fluidez, densidade aparente e de compactação, determinando o fator de Hausner e índice de compressibilidade. A partir dos resultados, percebe-se as boas condições do produto em pó e compatibilidade entre as propriedades físicas e físico-químicas dos pós das misturas F01 e F02. Palavras-Chave: frutas, secagem, lipídios INTRODUÇÃO O Brasil é um país com alto potencial para a produção de frutos tropicais, de alto valor nutricional, presença de vitaminas e pigmentos naturais, e com grandes possibilidades de industrialização (Oliveira et al, 2005). A fruticultura contribui para o desenvolvimento da economia, ampliando o setor de frutas frescas e industrializadas, como os segmentos de doces, sucos, polpas e refrigerantes (Bastos et al., 1998). De acordo com Bastos et al.(1998), o setor de fruticultura representa um dos segmentos mais importantes da agricultura brasileira, em expansão. sobretudo, na região Nordeste. Esta região possui condições ideais para a atividade e, por ter o único clima semi-árido tropical do planeta, pode produzir frutas ou hortaliças o ano inteiro. Branco & Gasparetto (2005) acrescentam que esta diversidade de espécies frutíferas estimula o desenvolvimento de formulações constituídas por vários tipos de frutas e vegetais processados. Grande parte dos vegetais possui elevada perecibilidade em virtude do alto teor de água. Este fator prejudica a comercialização devido à distância dos mercados consumidores e sazonalidade, sendo necessária a utilização de armazenamento e transporte refrigerado de alto custo. A realização de alguma forma de processamento reduz as perdas quando a demanda de frutas frescas é maior que seu consumo, aumentando o tempo de prateleira e garantindo a disponibilidade destes produtos fora dos períodos picos produtivos (Eik, 2008). Na opinião de Maia et al.(1998 apud Galdino et al.,2003) o excesso de produto nas épocas de safra acarretam perdas de parte do disponível em função da rapidez de maturação e infra-estrutura de conservação precária. O processo de desidratação de polpas de frutas visando diminuir a atividade de água e promover o aumento da vida de prateleira é um dos métodos eficiente de conservação; reduz a deterioração e minimiza a perda do valor comercial. As frutas desidratadas tornam-se um novo produto no mercado, com características próprias, elevado valor agregado, e permanecem nas prateleiras por um período mais longo, e sem resfriamento. As técnicas de desidratação também regularizam a oferta, viabilizando investimentos na produção e VIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 27 a 30 de julho de 2009 Uberlândia, Minas Gerais, Brasil

no beneficiamento do material in natura. (Soares, 2001 apud Galdino et al.,2003). Segundo Park et al. (2001), empregar secagem para a desidratação de frutas proporciona a oferta do produto fora dos períodos de safra; facilidade na conservação com menor gasto energético por não necessitar de ambiente refrigerado; estabilidade dos componentes aromáticos por longo tempo à temperatura ambiente; redução de peso e das atividades enzimáticas e oxidativas. Atualmente, a utilização de polpa de fruta em pó está bem difundida, mas devido o alto custo da implementação das técnicas de secagem, sua produção fica restrita as indústrias de grande porte (Gurjão et al., 2008). A secagem empregando o leito de jorro apresenta vantagens por se tratar de um equipamento de baixo custo operacional, que produz em pequena escala e em temperaturas elevadas, produzindo pó com características compatíveis com os de secadores tipo spray (Rosa et al., 2005). Segundo Massarani (1997 apud Rosa et al, 2005), secador leito de jorro é viável para secar cereais, suspensões e pastas, grãos e recobrir partículas. Souza et al. (2007) explica que este tipo de secador é eficiente na para secar polpas de frutas com adição de componentes (amido, gordura e pectina) em proporções que venham a aliar a otimização do processo de secagem às características nutritivas do pó obtido. Visto a possibilidade de implementação deste processo para beneficiamento, este trabalho objetivou caracterizar os pós produzidos pela secagem de misturas de polpas de frutas a partir da avaliação de propriedades físicas e fisico-quimicas dos produtos. METODOLOGIA Materiais As formulações empregadas na secagem em leito de jorro são formadas por polpas de manga (28%), seriguela (28%) e umbu (28%). Como fontes de lipídios foram utilizadas gorduras de palma em pó (F01) e oleína de palma (F02). Foram acrescentadas às misturas, amido de milho (2%) e pectina cítrica comercial (1,67%). Processo de Secagem A secagem das misturas nas duas formulações foi realizada em um secador de leito de jorro cujo desenho esquemático está mostrado na Figura 1. Figura 1 Esquema do módulo de secagem O módulo de secagem consta de uma coluna cilíndrica de base cônica e um ciclone do tipo Lapple que promove a separação e coleta do pó. Ambos foram construídos em aço inox. O ar é fornecido através de um soprador centrífugo de 4cv, sendo aquecido por um trocador de calor com resistência elétrica de 2000W de potência. Medidas de temperatura e pressão são efetuadas com termopares digitais e manômetros diferenciais, respectivamente. A vazão do ar é medida com anemômetro digital. A alimentação da polpa é feita através de uma bomba peristáltica conectada a um bico atomizador de duplo fluido, cujo ar de atomização é fornecido por um compressor de baixa potência. Empregaram-se partículas inertes de polietileno de alta densidade e temperatura do ar de secagem de 70ºC. Caracterização físico-química As amostras dos pós oriundos da secagem das misturas nas formulações F01 e F02 foram analisadas e realizadas em triplicata. As determinações físicas e físico-químicas seguiram as seguintes metodologias: Teor de ácido ascórbico: determinado segundo o método titulométrico do 2,6-diclorofenol-indofenol (AOAC), utilizando como solução extratora o ácido oxálico. Titulam-se as misturas pó e ácido oxálico com a solução 2,6-diclorofenol-indofenol até a coloração rosa. A quantidade de vitamina C (mg/100g) é calculada com base em solução com concentração conhecida de ácido ascórbico. Umidade: realizada pelo método gravimétrico, utilizando-se aproximadamente 1g da amostra em estufa a 70 C até peso constante.

Acidez: expressa em g de ácido cítrico em 100 g de polpa, segundo normas do Instituto Adolfo Lutz (2008), utilizando-se solução padronizada de NaOH 0,1N. Solubilidade: 1 g de amostra em 100 ml de água destilada submetida à centrifugação de 2600rpm. As alíquotas separadas do material centrifugado eram postas em estufa a 70ºC. Fluidez: segundo o método do funil, que se baseia na medida do ângulo de repouso estático. A partir do raio e da altura do cone formado pelo pó, determina-se o ângulo de repouso. Densidade aparente: utilizado o método da proveta graduada. Uma amostra conhecida de pó é colocada em uma proveta, sendo o seu volume inicial utilizado no calculo da densidade aparente. Densidade de compactação: seguindo o método da proveta graduada. A amostra pesada de pó é colocada na proveta e submetida a 30 batidas de uma altura de 30 cm. O volume final é usado no cálculo da densidade de compactação. A partir das densidades aparente e de compactação, determinam-se o Fator de Hausner (FH) e Índice de compressibilidade (IC), conforme a equação (1) e a equação (2), respectivamente. comp FH = (1) ap comp ap FH = (2) comp RESULTADOS E DISCUSSÕES Na Tabela 1, estão apresentados os valores da caracterização físico e físico-química dos pós das formulações F01e F02. Tabela 1 Caracterização física e físico-química dos pós das formulações F01 e F02 Parâmetro F01 F02 Ácido Ascórbico (mg de AA/100g amostra) 15,99 ± 0,17 16,16 ± 0,23 Umidade (% base úmida) 8,51 ± 0,55 7,30 ± 0,04 Acidez (%ácido cítrico) 5,42 ± 0,25 4,65 ± 0,04 Solubilidade (%) 60,15 ± 0,001 67,82 ± 0,006 Fluidez (º) 49,22 ± 0,98 49,28 ± 1,31 Densidade Aparente (g/ml) 0,29 ± 0,010 0,21 ± 0,002 Densidade Compactação (g/ml) 0,40 ± 0,002 0,33 ± 0,005 Fator de Hausner 1,46 ± 0,06 1,58 ± 0,02 Índice de Compressibilidade 0,31 ± 0,03 0,37 ± 0,009 Umidade Os valores médios das umidades dos pós das formulações F01 e F02 foram 8,51% e 7,30%, respectivamente, estando compatíveis com o resultado apresentado por Oliveira et al. (2006) para pó de pitanga de polpa integral (8,12% de umidade) e polpa formulada com a adição de 15% de maltodextrina (7,64% de umidade). Esses resultados foram superiores aos determinados por Gomes et al. (2002), que obteve pó de acerola seco em leito de jorro a 70ºC com umidade de 4,074% e inferiores ao verificado por Lima et al. (1995 apud Gomes et al. 2002) para pó de acerola produzido em leito de jorro com adição de 10% de maltodextrina e temperatura do ar de secagem de 70 ºC (15,79% de umidade). Com relação às misturas in natura, ocorreu uma perda de água de 89,64% e 91,12%, para as formulações F1 e F2, respectivamente Ácido ascórbico As médias gerais do ácido ascórbico das formulações F01 e F02 em pó foram de 15,99 mg AA/100g e 16,16 mg AA/100g, respectivamente, valores superiores ao encontrado por Medeiros (2004, apud Oliveira et al., 2006) para umbu em pó desidratado em secador por aspersão, que possuía 6,5 mg AA/100g. Galdino et al. (2003) determinou 178,05 mg AA/100g para umbu em pó obtido pelo processo foam mat, seco em estufa a 70ºC. Gomes et al. (2002), encontrou, para pó de acerola produzido em leito de jorro a 70ºC, teor de vitamina C igual a 81,91 mg AA/100g, resultando em uma elevação de 340% no teor de ácido ascórbico em relação a polpa in natura.

Quando comparado o teor de ácido ascórbico das formulações F01 e F02 in natura aos seus pós, obtiveram-se um aumento de 513% e 503%, respectivamente, no teor de vitamina C. Entretanto foi verificado perdas desta substância, fato explicado por Almeida et al. (2007), que afirmam que a redução no conteúdo de ácido ascórbico é acelerada pelo aumento da temperatura e velocidade do ar de secagem. Acidez Quanto a acidez, encontraram-se para os pós das formulações F01 e F02 médias de 5,42% e 4,65%, respectivamente. Ocorreu um aumento na acidez de ambos os produtos, que eram antes da secagem 0,83% (F01) e 0,85% (F02). Estes valores são inferiores aos determinados por Menezes et al. (2009), que para pós de acerola verde seco em estufa ou liofilizado apresentaram níveis de acidez igual 7,68% e 8,50%, respectivamente; e superiores as porcentagens determinadas por Costa et al. (2007) que avaliou pó de casca e pó de bagaço de abacaxi, que apresentaram 2,53% e 2,58% de acidez, respectivamente. Solubilidade Os pós das duas formulações apresentaram boa solubilidade, com 60,15% para a formulação F01 e 67,82% para a F02. Estes resultados são semelhantes com os encontrados por Guimarães et al. (2008) para concentrado protéico de amêndoas de baru, que para frações ácida possuíam solubilidade abaixo de 75%. As solubilidades dos pós F01 e F02 estavam abaixo dos valores determinados por Moreira (2007), que para pós de extrato microencapsulado de resíduo de acerola obteve solubilidade que variou entre 90,97% e 96,92%. Fluidez As médias dos ângulos de repouso estático obtido pelo teste de fluidez para os pós relativos às formulações F01 e F02 foram iguais a 49,22º e 49,28º, respectivamente. De acordo com a descrição de Bhandari et al. (1998 apud Moreira, 2007), os pós que apresentam ângulos de repouso menores que 45º têm a capacidade de escoamento livre, enquanto ângulos acima de 50º sugerem coesividade ou problemas de escoamento. Os valores médios determinados são coerentes com os ângulos verificados por Moreira (2007), que variaram entre 40,19 e 52,27. Densidade aparente Segundo a descrição de Martins (2006), a densidade aparente, efetiva ou envelope é a razão entre a massa do sólido e o volume do sólido englobando os espaços vazios. As densidades médias determinadas para os pós das formulações F01 e F02 foram iguais a 0,29 g/ml e 0,21 g/ml, respectivamente. Estes valores são semelhantes com os encontrados por Francisoni et al. (2002 apud Oliveira, 2006) ao verificarem as propriedades físicas do suco de maracujá com adição de maltodextrina, desidratado em secador por aspersão, que variou entre 0,38 a 0,57 g/ml. Na secagem em leito de jorro, Gomes et al. (2002) obteve densidade aparente igual a 1,1313 g/ml para pó de acerola. Densidade de compactação Martins (2006) afirma que o parâmetro físico densidade real (densidade absoluta dos materiais do qual o sólido é formado) é obtida quando o volume verificado desconsidera os poros abertos e os fechados, assim como, demais espaços vazios. Os valores médios da densidade de compactação das duas amostras de pó foram 0,40 g/ml para a F01 e 0,33 g/ml para a F02. A densidade de compactação determinada por Martins (2006) para pós a base de maltodextina e óleo de palma foi superior as encontradas neste estudo e igual a 0,599 g/ml. Fator de Hausner O fator de Hausner consiste na razão entre a densidade de compactação e a densidade aparente. Geldart et al. (1984 apud Martins, 2006) relacionam o número de Hausner com o efeito das forças coesivas de sólido particulado, verificando que materiais que possuem valores para o Número de Hausner superiores a 1,4 são classificados como coesivos, enquanto que os que apresentam valores inferiores a 1,25 são enquadrados como de fácil escoamento. Para os pós das formulações F01 e F02 foram determinados fatores de Hausner iguais a 1,46 e 1,58, respectivamente. Os pós do estudo de Martins (2006) apresentaram média de 1,23. Índice de compressibilidade O índice de compressibilidade é um parâmetro relacionado à capacidade de empacotamento do pó. Valores superiores a 0,20 caracterizam materiais com empacotamento mais estáveis dificultando a capacidade de escoamento (Silva 2007). A mesma autora, encontrou, para pós de erva-mate secos por spray drying, valores variando entre 0,2857 e 0,3487. O pó F01 apresentou índice de compressibilidade de 0,31 e F02 igual a 0,37. CONCLUSÕES A análise dos resultados revela a compatibilidade entre os parâmetros dos pós das formulações F01 e F02. Os pós apresentaram baixas concentrações de umidade e, devido a essa característica, podem permanecer em boas condições de armazenagem por um longo período de tempo. As quantidades encontradas de ácido ascórbico foram elevadas e com boa eficiência de

concentração do nutriente nos produtos, mostrando que os dois pós podem ser aproveitados como fonte de enriquecimento dessa vitamina. A partir da análise do parâmetro acidez (fator importante na avaliação do estado de conservação do alimento), pode-se classificar os pós do estudo como ácidos e, consequentemente, de difícil contaminação microbiológica Os pós apresentaram problemas de escoamento, consequência da elevada higroscopicidade, formando aglomerados entre partículas dos produtos e promovendo aderência deste com o funil. Através do Fator de Hausner e do Índice de Compressibilidade, verificou-se que os dois materiais se classificam como coesivos, pelo primeiro parâmetro, e de fluidez complicada, pelo segundo. NOMENCLATURA ap densidade aparente (g/ml) comp - densidade de compactação (g/ml) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, F. A. C. ; GOMES, J.P. ; MELO, K. S. ; ALVES, N.M.C. ; LIMA, E. E. ; SILVA, A. S., 2007. Degradação do ácido ascórbico da acerola submetido a diferentes condições de secagem. In: II Jornada Nacional da Agroindústria, 2007, Bananeiras-pb. II Jornada Nacional da Agroindústria. BASTOS, M. S. R. ; OLIVEIRA, M. E. B. ; FEITOSA, T., 1998. Diagnóstico setorial da agroindústria de polpa de fruta na região Nordeste. Brasília: Embrapa, 1998 (Publicações da Embrapa- Boletim de Pesquisa). BRANCO; GASPARETTO, 2005 Comportamento Reológico de Misturas de Polpa de Manga e Sucos de Laranja e Cenoura Utilizando Modelo de Casson, Braz. J. Food Technol., v.8, n.2, p. 183-189. COSTA, J. M. C. ; FELIPE, E. M. F. ; MAIA, G. A. ; BRASIL, I. M. ; HERNANDEZ, F. F. H., 2007. Comparação dos parâmetros físicoquímicos e químicos de pós-alimentícios obtidos de resíduos de abacaxi. Revista Ciência Agronômica, v. 38, p. 228-232. EIK, N. M. Avaliação de pré-tratamentos e a aplicação de coberturas comestíveis sobre a secagem de frutas. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos) - Universidade Estadual de Campinas. GALDINO, P. O.; QUEIROZ, A. J. M.; FIGUEIRÊDO, R. M. F.; SILVA, R. N. G., 2003. Estabilidade da polpa de umbu em pó. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v. 5, n. 1, p. 73-80. GOMES, P. M. A., FIGUEIRÊDO, R. M. F., QUEIROZ, A. J. M., 2002. Caracterização e isotermas de adsorção de umidade da polpa de acerola em pó. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.4, n.2, p.157-165. GUIMARÃES, R. C. A. ; VIANNA, A. C. A. ; MACHADO, A. A. ; FAVARO, S. P., 2008. Caracterização química da farinha desengordurada e obtenção do concentrado protéico de amêndoas de baru (Dipteryx alata Vog.). In: IX Simpósio Nacional de Cerrados e II Simpósio Internacional de Savanas Tropicais, 2008, Brasília. Anais do IX Simpósio Nacional de Cerrados e II Simpósio Internacional de Savanas Tropicais. GURJÃO, K. C. O. ; SILVA, A. S. ; ALMEIDA, F. A. C. ; BRUNO, R. L. A.; PEREIRA, W. E., 2008. Cinética de secagem da polpa de tamarindo pelo método de camada de espuma ("foam-mat drying). In: XX Congresso Brasileiro de Fruticultura, 2008, Vitória. XX Congresso Brasileiro de Fruticultura. Vitória : Incaper. INSTITUTO ADOLFO LUTZ (IAL), 2008 Métodos físico-químicos para análise de alimentos. São Paulo. 1ª Ed Digital. MARTINS, P. C., 2006. Estudo da influência de uma fase lipídica na aglomeração de pós alimentícios. Tese de Doutorado. Campinas/SP. MENEZES, A. R. V. ; SILVA JÚNIOR, A. ; CRUZ, H. L. L. ; ARAÚJO, D. R. ; SAMPAIO, D. D., 2009. Estudo comparativo do pó da acerola verde (Malphigia emarginata D.C) obtido em estufa por circulação de ar e por liofilização. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, v. 11, p. 1-8. MOREIRA, G. E. G., 2007. Obtenção e caracterização de extrato microencapsulado de resíduo agroindustrial de acerola. Dissertação de Mestrado. Natal/RN. OLIVEIRA, F. M. N. ; FIGUEIREDO, R. M. F. ; QUEIROZ, A. J. M., 2006. ANÁLISE COMPARATIVA DE POLPAS DE PITANGA INTEGRAL, FORMULADA E EM PÓ. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, v. 8, p. 25-33. OLIVEIRA, A. ; SILVA, M. G. F. ; SOBRAL, P. J. A. ; OLIVEIRA, C. A. F. ; HABITANTE, A. M. Q. B., 2005. Propriedades físicas de misturas para sherbets de mangaba. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 40, n. 06, p. 581-586. PARK, K. J.; YADO, M. K.; BROD, F. P. R., 2001. Estudo da secagem de pêra (Bartlett pyrus sp.) em fatias. Ciências e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 21, n. 3, p. 288-292. ROSA, G. S., MORAES, M. A., OLIVEIRA, E. G. ; PINTO, L. A. A., 2005. Secagem de Spirulina platensis: viabilidade da técnica de leito de

jorro. Anais do VI Congesso Brasileiro de Engenharia Química Iniciação Científica. SILVA, F. A., 2007 Avaliação tecnológica e atividade antioxidante de produtos secos por spray-drying de Ilex paraguariensis A. St. Hil.-aquifoliaceae (erva-mate). Tese de Doutorado. Porto Alegre/RS. SOUZA, J. S. ; ARAÚJO, V. P. U. ; SOUZA JR., F. E. ; PEDRINI, M. R. S. ; ROCHA, S. C. S. ; MEDEIROS, M. F. D., 2007. Estudo comparativo das propriedades físicas e físico-químicas de um mix in natura e o pó reconstituído. In: XLVII Congresso Brasileiro de Química, 2007, Natal. Anais do XLVII Congresso Brasileiro de Química. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a Capes pelo apoio financeiro à pesquisa e ao desenvolvimento deste trabalho.