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ISSN:1517-8595
Especial - Frutas, janeiro - dezembro, 2003
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologia
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais
Brazilian Journal Agro-industrial Products
ISSN 1517-8595 Campina Grande, PB v.5, n.Especial, p.1-104, 2003
EDITOR
Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
Reitor: Thompson Fernandes Mariz
Vice-Reitor: José Edilson de Amorim
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
Pró-Reitor: Michel François Fossy
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
Diretor: João Batista Queiroz de Carvalho
EDITOR ASSISTENTE
Maria Elita Martins Duarte
CORPO EDITORIAL
Alexandre José de Melo Queiroz - DEAg/UFCG/Paraíba
Carlos Alberto Gasparetto - FEA/UNICAMP/São Paulo
Evandro de Castro Melo - DEA/UFV/Minas Gerais
Francisco de Assis Santos e Silva - DEAg/UFCG/Paraíba
José Helvécio Martins - DEA/UFV/Minas Gerais
Jose Manuel Pita Villamil - DB/UPM/Espanha
Josivanda Palmeira G. de Gouveia - DEAg/UFCG/Paraíba
Leda Rita D'antonino Faroni - DEA/UFV/Minas Gerais
Francisco de Assis Cardoso Almeida - DEAg/UFCG/Paraíba
INFORMAÇÕES GERAIS
A Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais é publicada
semestralmente, podendo editar números especiais caso exista
essa necessidade. A Revista tem por objetivo divulgar trabalhos
técnicos científicos, técnicos, notas prévias e textos didáticos,
originais e inéditos, escritos em português, espanhol e inglês, nas
áreas do conhecimento em: Propriedades Físicas dos Materiais
Biológicos; Armazenamento e Secagem de Produtos Agrícolas;
Automação e Controle de Processos Agroindustriais;
Processamento de Produtos Agropecuários; Embalagens;
Qualidade e Higienização de Alimentos; Refrigeração e
Congelamento de Produtos Agrícolas e Processados, além do
Desenvolvimento de Novos Equipamentos e de Produtos
Alimentícios. Os artigos publicados na Revista estão indexados
no AGRIS AGROBASE e no CAB ABSTRACT.
INFORMACIONES GENERALES
Lincoln de Camargo Neves Filho - FEA/UNICAMP/São Paulo
Odilon Reny Ribeiro Ferreira da Silva - EMBRAPA/Paraíba
Rogério dos Santos Serôdio - CEPLAC/Bahia
Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo
Sandra Maria Couto - DEA/UFV/Minas Gerais
Satoshi Tobinaga - FEA/UNICAMP/São Paulo
Silvio Luis Honório - FEAGRI/UNICAMP/São Paulo
Tetuo Hara - CENTREINAR/Minas Gerais
Vicente de Paula Queiroga - EMBRAPA/Paraíba
Vivaldo Silveira Junior - FEA/UNICAMP/São Paulo
REVISÃO DE TEXTOS
Português: Marli de Lima Assis
José Salgado de Assis
Inglês: Ápio Cláudio de Lima Assis
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Renato Fonseca Aragão
Os assuntos, dados e conceitos emitidos por esta Revista, são da
exclusiva responsabilidade dos respectivos autores. A eventual
citação de produtos marcas comerciais não significa
recomendação de utilização por parte da Revista.
REVISTA BRASILEIRA DE PRODUTOS AGROINDUSTRIAIS
PUBLICAÇÃO SEMESTRAL
Av Aprígio Veloso, 882 - Caixa Postal 10.087
La Revista Brasileña de Productos Agroindustriales tiene una
edición semestral, pudiendo editar números especiales caso exista
esta necesidad. La Revista tiene por objetivo hacer una divulgación
de los trabajos científicos, técnicos, notas previas y textos
didácticos, originales e inéditos, escritos en portugués, español o
ingles, en las áreas de conocimiento en: Propiedades Físicas de los
Materiales Biológicos; Almacenamiento y Secado de Productos
Agrícolas; Automación y Control de los Procesos
Agroindustriales; Procesamiento de los Productos Agro-pecuarios;
Embalajes; Calidad y Higienización de los Alimentos;
Refrigeración y Congelamiento de los Productos Agrícolas y
Procesados, así como también el Desarrollo de nuevos Equipos y
de nuevos Productos Alimentares. Los artículos publicados en la
Revista están indexados en AGRIS AGROBASE y en el CAB
ABSTRACT.
GENERAL INFORMATION
The Brazilian Journal of Agro-industrial Products will have a has
a semestral edition, but it can have special numbers if this is
necessary. The purpose of the Journal is to spread Scientific and
technical works, previous notes and didactic, original and
unpublished works, written in Portuguese, Spanish and English
about Physical Proprieties of Biological Materials; Storage and
Drying of Agricultural Products; Automation and Control of
Agro-industrial Processes; Processing of Vegetal and Animal
Products; Packing; Quality and Healthily of Foods;
Refrigeration and Freezing of Agricultural Products already
processed besides the Development of New Equipment
FICHA CATALOGRÁFICA
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais/ Brazilian Journal
Agro-Insustrial Products v.5, n.Especial, (2003). Campina
Grande: Universidade Federal de Campina Grande, Centro de
Ciências e Tecnologia, 2003.
Campina Grande, Volume 5, Número Especial, janeiro-dezembro, 2003.
Semestral
ISSN 1517-8595
ISSN 1517-8595
Tiragem 500 exemplares.
CAPA: frutas, caju, abacaxi, goiaba, banana, carambola
Site da RBPA http://www.deag.ufcg.edu.br/rbpa.
1. Engenharia Agroindustrial-Períodicos. 2. Agroindústria. 3. Produtos
Agroindustriais. 4. Engenharia de Alimentos. 5. Engenharia Agrícola.
CDD 631.116
ISSN 1517-8595
Especial de Frutas, Janeiro-dezembro, 2003
SUMÁRIO/ CONTENTS
Artigos Científicos
Página
CALOR ESPECÍFICO DA POLPA DE CAJÁ A TEMPERATURAS CRIOGÊNICAS E DIFERENTES
CONCENTRAÇÕES DE SÓLIDOS SOLÚVEIS: MÉTODOS DAS MISTURAS (Specific heat of the caja pulp at low
temperatures and different soluble solids concentration: Mixtures method)
Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte......................................................................
1
ATIVIDADE DE ÁGUA E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DE POLPAS DE ACEROLA CONCENTRADAS (Water
activity and electrical conductivity of the concentrated west indian cherry pulps)
Edênia Diniz, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz..........................................................
9
PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS DA POLPA DE MANGABA A BAIXAS E ULTRA-BAIXAS TEMPERATURAS:
I DENSIDADE E CALOR ESPECIFICO (Thermophysics properties of the mangaba pulp at low and ultra-low
temperatures: Density and specific heat)
Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata, Benedito Rêgo de Paiva..............................................
19
PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS DA POLPA DE UMBU (Thermophysical properties of the umbu pulp )
Ítalo José Evangelista de Lima, Alexandre José de Melo Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueiredo ............................
31
CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE CARAMBOLAS PRODUZIDAS EM REGIÃO SEMI-ÁRIDA DO NORDESTE
BRASILEIRO (Chemical characterization of carambolas fruits produced in semi-arid area of the Brazilian northeast)
Lucicléia B. V. Torres, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre Jose de Melo Queiroz ..........................................
43
CURVAS DE CONGELAMENTO DE FRUTOS DE CAJÁ (SPONDIAS LUTEA L.) A TEMPERATURAS
SEMI-CRIOGÊNICAS (Cajá (Spondias lutea l.) fruits freezing curves at semi-cryogenic temperature )
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Michel da Silva ...........................................................
55
DETERMINAÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM EM FRUTOS DE CAJÁ.(Determination of the drying curves in
cajá fruits)
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Eliana da Silva Farias, Manassés Mesquita
da Silva, , Maria da Conceição Veloso Chaves Lígia Sampaio Reis ........................................................................................
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE BANANA DA TERRA (Musa sapientum): APLICAÇÃO DE MODELOS
MATEMÁTICOS (Osmotic dehydration of banana da terra ( Musa sapientum): application of mathematical models)
Francisco Diniz da Silva, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, J.A.Souza, Yvison Costa e
Silva ..........................................................................................................................................................................................
SECAGEM OSMÓTICA DE TOMATE: EFEITO DA EPIDERME (Osmotic drying of tomato: Epidermis effect)
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Robert Karel Kross ......................................................
63
69
77
MATURAÇÃO DA GOIABA (Psidium guajava L.) MEDIANTE PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS (Maturation of
the guava (Psidium guajava l.) by physical-chemistry parameters)
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Bartolomeu Garcia de Souza Medeiros,
Carmelita de F. A. Ribeiro, Manassés Mesquita da Silva .........................................................................................................
ARMAZENAMENTO DE ABACAXI MINIMAMENTE PROCESSADO (Storage of minimally processed pineapple)
Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz, Milene Arcângela S. de Noronha .........................
85
95
Cavalcanti Mata, Mario Eduardo Rangel Moreira; Duarte, Maria Elita Martins Calor específico da polpa
de cajá a temperaturas criogênicas e diferentes concentrações de sólidos solúveis: Métodos das misturas
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.1-7, 2003.
Diniz, Edênia; Figueirêdo, Rossana Maria Feitosa de; Queiroz, Alexandre José de Melo Atividade de
água e condutividade elétrica de polpas de acerola concentradas Revista Brasileira de Produtos
Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.9-17, 2003.
Duarte, Maria Elita Martins; Cavalcanti Mata, Mario Eduardo R. M.; Paiva, Benedito Rêgo de.
Propriedade termofísica da polpa de mangaba a baixas e ultra-baixas temperaturas: I Densidade e calor
especifico Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1,
p.19-29, 2003.
Lima, Ítalo José Evangelista de; Queiroz, Alexandre José de Melo; Figueiredo, Rossana Maria Feitosa de.
Propriedades termofísicas da polpa de umbu Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina
Grande, Especial de frutas, n.1, p.31-42, 2003.
Torres, Lucicléia B. V.; Figueirêdo, Rossana M. F.; Queiroz, Alexandre Jose de Melo Caracterização
química de carambolas produzidas em região semi-árida do Nordeste Brasileiro Revista Brasileira de
Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.43-54, 2003.
Cavalcanti Mata, Mario Eduardo R.M.; Duarte, Maria Elita Martins; Silva, Michel da Curvas de
congelamento de frutos de cajá (Spondias lutea L.) a temperaturas semi-criogênicas Revista Brasileira
de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.55-62, 2003.
Gouveia, Josivanda Palmeira Gomes de; Almeida, Francisco de Assis Cardoso; Farias, Eliana da
Silva; Silva, Manassés Mesquita da; Chaves, Maria da Conceição Veloso; Reis, Lígia
Sampaio.Determinação das curvas de secagem em frutos de cajá. Revista Brasileira de
Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.63-68, 2003.
Silva, Francisco Diniz da; Cavalcanti-Mata, Mario Edurado R.M.; Duarte, Maria Elita Martins;
Souza, J. A.; Silva, Yvison Costa e. Desidratação osmótica de banana da terra (Musa sapientum):
Aplicação de modelos matemáticos Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina
Grande, Especial de frutas, n.1, p.69-76, 2003.
Cavalcanti Mata, Mario Eduardo R.M.; Duarte, Maria Elita Martins; Kross, Robert Karel.
Secagem osmótica de tomate: Efeito da epiderme. Revista Brasileira de Produtos
Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.77-84, 2003.
Gouveia, Josivanda Palmeira Gomes de; Almeida, Francisco de Assis Cardoso; Medeiros,
Bartolomeu Garcia de Souza;. Ribeiro, Carmelita de F. A.; Silva, Manassés Mesquita da.
Maturação da goiaba (Psidium guajava L.) mediante parâmetros físico-químicos Revista
Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.85-94,
2003.
Figueirêdo, Rossana M. F. de; Queiroz, Alexandre José de Melo; Noronha, Milene Arcângela S. de
Armazenamento de abacaxi minimamente processado Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais,
Campina Grande, Especial de frutas, n.1, p.95-103, 2003.
CALOR ESPECÍFICO DA POLPA DE CAJÁ A TEMPERATURAS CRIOGÊNICAS E DIFERENTES CONCENTRAÇÕES
DE SÓLIDOS SOLÚVEIS: MÉTODOS DAS MISTURAS (Specific heat of the cajá pulp at low temperatures and different
soluble solids concentration: Mixtures method )
Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte
ATIVIDADE DE ÁGUA E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DE POLPAS DE ACEROLA CONCENTRADAS (Water activity
and electrical conductivity of the concentrated west indian cherry pulps)
Edênia Diniz, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz .
DENSIDADE E CALOR ESPECIFICO (Thermophysics properties of the mangaba pulp at low and ultra-low temperatures:
Density and specific heat)
Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata, Benedito Rêgo de Paiva
Ítalo José Evangelista de Lima, Alexandre José de Melo Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueiredo
BRASILEIRO (Chemical characterization of carambolas fruits produced in semi-arid area of the brazilian northeast)
Lucicléia B. V. Torres, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre Jose de Melo Queiroz
CURVAS DE CONGELAMENTO DE FRUTOS DE CAJÁ (Spondias lutea l.) A TEMPERATURAS SEMI-CRIOGÊNICAS
(Caja (Spondias lutea L.) fruits freezing curves at semi-cryogenic temperatures )
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Michel da Silva
DETERMINAÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM EM FRUTOS DE CAJÁ.(Determination of the drying curves in cajá
fruits)
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Eliana da Silva Farias, Manassés Mesquita da Silva, , Maria da
Conceição Veloso Chaves Lígia Sampaio Reis
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE BANANA DA TERRA (Musa sapientum L.): APLICAÇÃO DE MODELOS
MATEMÁTICOS (Osmotic dehydration of banana da terra ( Musa sapientum): application of mathematical models)
Francisco Diniz da Silva, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, J.A.Souza, Yvison Costa e Silva
SECAGEM OSMÓTICA DE TOMATE: EFEITO DA EPIDERME.(Osmotic drying of tomato: Epidermis effect)
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Robert Karel Kross
MATURAÇÃO DA GOIABA (Psidium guajava L.) MEDIANTE PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS (Maturation of the
guava (Psidium guajava l.) by physical-chemistry parameters)
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Bartolomeu Garcia de Souza Medeiros, Carmelita de F. A.
Ribeiro, Manassés Mesquita da Silva.
Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz, Milene Arcângela S. de Noronha
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial, n.1, p.1-7, 2003
ISSN: 1517-8595
1
CALOR ESPECÍFICO DA POLPA DE CAJÁ A TEMPERATURAS CRIOGÊNICAS
E DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE SÓLIDOS SOLÚVEIS: MÉTODOS DAS
MISTURAS
Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata1, Maria Elita Martins Duarte2
RESUMO
O cajá é uma fruta explorada extrativamente, principalmente nas regiões Norte e Nordeste do
Brasil, sendo assim, não existem dados na literatura dos volumes de produção, pois poucos são
os pomares comerciais. Contudo, baseado na grande aceitação desse fruto, a cultura vem se
expandindo, criando expectativas favoráveis ao seu consumo “in natura” e para sua
industrialização, já que a sua aceitação nos mercados consumidores é crescente. Durante o
processamento da polpa de cajá alguns componentes voláteis, que conferem aroma e sabor
característico, podem ser perdidos necessitando, portanto, que tanto o processamento quanto o
seu congelamento sejam rápidos. Diante desses fatos, o objetivo deste trabalho foi determinar
calor específico da polpa de cajá com quatro diferentes níveis de sólidos solúveis (9°Brix que é
o teor natural da polpa, 20, 40 e 60 °Brix) nas temperaturas de –18, –35, –70, –100, –180 e –
196°C. O calor específico, abaixo do ponto de congelamento, foi determinado utilizando-se o
método das misturas. Concluiu-se neste trabalho que: a) o calor específico, aumenta com o
aumento de temperatura de –196 oC para –18 oC e b) para uma mesma temperatura o calor
especifico aumenta com o aumento da concentração de sólidos solúveis de 9 para 60%.
Palavras-Chave: polpa, temperaturas criogênicas, propriedades termofísicas.
SPECIFIC HEAT OF THE CAJÁ PULP AT LOW TEMPERATURES AND DIFFERENT
SOLUBLE SOLIDS CONCENTRATION: MIXTURES METHOD
ABSTRACT
The cajá is an extractive explored fruit, mainly in the areas North and Northeast of Brazil. Data
don't exist in the literature of the production volumes, because the commercial orchards are few.
However, based on the great acceptance of this fruit, the culture is expanding, it self-creating
favorable expectation to its consumption "in natura" and for its industrialization, since its
acceptance in the consuming markets is growing. During the processing of the cajá pulp, some
volatile components, that give aroma and characteristic flavor, can be lost. Therefore, the
processing and its freezing must be fast. In the presence of these facts, the objective of this work
was to determine specific heat of the cajá pulp of four different levels of soluble solids (9°Brix
that it is natural content of the pulp, 20, 40 and 60 °Brix) at the temperatures of -18, -35, -70, 100, -180 and -196°C. The specific heat, below the freezing point, was determined through the
mixtures method. It was concluded, in this work, that: a) the specific heat, increases, with the
increase of the temperature from -196 °C to -18 °C and b) for a same temperature, the specific
heat it increases from 9 to 60% with the increase of the soluble solids concentration.
Keyword: fruit pulp, cryogenic temperatures, thermophysics properties
__________________
Protocolo 120 de 7 / 8 /2003
1
Prof. Dr. Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal da Campina Grande, Campina Grande, PB, Brasil, R-mail
[email protected]
2
Prof. Dr. Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal da Campina Grande, Campina Grande, PB, Brasil, R-mail
[email protected]
2
Calor específico da polpa de cajá a temperaturas criogenicas ...... Cavalcanti Mata & Duarte
INTRODUÇÃO
A cajazeira é uma árvore originária da
América, pertencente ao gênero Spondias da
família das Anacardiaceas, atingindo vinte
metros de altura ou mais. O fruto da cajazeira é
o cajá, que é uma drupa elipsoide de 3-4 cm de
comprimento, cor amarelo alaranjada, casca
lisa, polpa escassa, sucosa, doce-acidulada,
possuindo sabor e cheiro apreciáveis
(Cavalcante, 1972).
Os maiores produtores de cajá, no país,
são os estados nordestinos, sendo este fruto
encontrado com freqüência na Bahia, Sergipe
Pernambuco, Alagoas, Ceará, Piauí, Rio Grande
do Norte e Paraíba e vem sendo usado de modo
acentuado na indústria alimentícia, expandindose com perspectivas econômicas favoráveis,
uma vez que sua aceitação é cada vez maior nos
mercados consumidores (Gomes, 1989).
Contudo, não existem dados oficiais do volume
de produção deste produto.
O cajá é uma fruta que possui a polpa
ácida, às vezes doce, sendo muito utilizada,
para a produção de geléias, compotas, sucos,
refrescos e sorvetes. Também se faz aguardente
e licores de seu suco (Gomes, 1989), mas a
maior expectativa de sua industrialização é a
sua polpa, que, na realidade, vem sendo feita,
nestes últimos 4 anos, de forma insipiente. No
entanto, a importância econômica deste fruto
vem crescendo, acentuadamente, necessitando,
contudo, de maiores estudos quanto aos
diversos processos que antecede a sua
comercialização, principalmente, durante os
processos pós-colheita.
O cajá é um fruto bastante apreciável
para consumo “in natura”, no entanto, é
facilmente perecível, havendo, portanto, a
necessidade de seu processamento para
consumo ao longo do tempo. Uma das maneiras
mais utilizadas de armazenar o cajá, pela
industria alimentícia, é processando-o na forma
de polpa e congelando-a em seguida, para
posterior utilização e transformação para
consumo, nas diferentes formas supracitadas.
Outra linha de processamento de polpa,
concentra a polpa in natura de modo a aumentar
os seus quantitativos de sólidos solúveis. Este
processo altera a temperatura de congelamento
do produto bem como provocam alterações em
suas propriedades térmicas.
Desta forma, o conhecimento do calor
especifico da polpa do fruto é de suma
importância, pois permite empregar a carga
térmica correta nas unidades de processamento,
pois segundo Kasahara et al. (1986) o calor
específico se altera durante o congelamento
com a alteração do estado da água presente no
produto e com os quantitativos de açúcares
existentes nas polpas das frutas.
Kazarian & Hall (1965) tem reconhecido
a dificuldade de se medir o calor específico de
materiais biológicos, devido ao conteúdo de
umidade do material e ao calor de absorção.
Devido a estas dificuldades é que poucos
valores de calor específico estão disponíveis na
literatura. Muitos desses métodos, utilizados
para determinar o calor especifico, baseiam-se
no equilíbrio térmico estabelecido entre um
primeiro corpo, que se pretende determinar o
calor especifico, e um segundo corpo de calor
específico conhecido. Contudo,
segundo
Mohsenin (1980), Hwang & Hayakawa (1979);
e Kazarian & Hall, (1965) o método mais
comum para determinação do calor específico
em produtos biológicos é o método das
misturas.
Este método consiste em utilizar um
recipiente isolado de capacidade calorífica
conhecida, com um líquido inerte. O cálculo do
calor específico é feito através de um balanço
global de massa e energia em um sistema
isolado termicamente:
calor perdido pela amostra = calor ganho
pela água + calor ganho pelo calorímetro
CPa .M A TA  TE   CPw M W TE  TW   CPc M C TE  TW 
(1)
Alguns pesquisadores, em vez de água
como líquido calorimétrico, têm usado tolueno,
cuja densidade é de 0,86 e o calor específico é
de, aproximadamente, 1,63 kJ.kg-1.K-1. A baixa
massa específica possibilita que os produtos
biológicos submergirem no líquido.
Segundo Simões (1997) Hwang &
Hayakawa desenvolveram uma metodologia
para determinar o calor específico de alimentos
onde não há contato direto da amostra com o
líquido de capacidade calorífica conhecida. Este
método pode ser aplicado para determinar o
calor específico de alimentos altamente
higroscópicos. Desta forma, o calor de absorção
e algumas reações químicas que poderiam
ocorrer são eliminados. Este procedimento pode
ser utilizado para produtos altamente
desidratados e de alto teor de umidade. Vieira
(1996) utilizou esta técnica para determinar o
calor específico do suco de laranja encontrando
bons resultados quando comparados com os da
literatura.
Charmi (1971) propôs uma equação para
determinar o calor específico em função do teor
de gordura (XF), teor de sólidos solúveis totais
(XS) e também do conteúdo de água (XW).
Manohar et al. (1990) estudando o calor
específico do suco de tamarindo, e Choi &
Okos (1983) suco de tomate propuseram uma
equação baseada no teor de sólidos solúveis
totais e do seu conteúdo de água. No entanto,
LAU et al. (1992) trabalhando com suco de
aipo propuseram uma equação baseada apenas
no teor de sólidos solúveis totais. Já, Watson
citado por Peacock (1995), propôs uma equação
para sucos e xaropes que é função da
temperatura e do oBrix.
3
Na Tabela 1 encontram algumas fórmulas
para determinação do calor específico de alguns
produtos biológicos, os autores que propuseram
essas fórmulas e os intervalos
para sua
utilização. Como se pode observar nessa tabela,
os autores não estudaram o calor especifico de
diferentes produtos biológico e não o fizeram
para baixas temperaturas.
Assim com base no exposto, o presente
trabalho teve como objetivo determinar o calor
específico da polpa do cajá para 4 diferentes
níveis de sólidos solúveis (natural da polpa, 20,
40 e 60%) as temperaturas de –18, –35, –70,
–100, –180 e –196°C.
Tabela 1 - Modelos da literatura para predição do calor específico de alimentos
Produto
Fórmula Cp (KJ.Kg-1 °C-1)
Geral
Cp = 0,837 + 3,349 XW
Geral
Geral
Suco de
tomate
Cp = 2,093 XF+1,256 XS + 4,18 XW
Cp = 1,465 + 2,721 XW
Cp = CPWXW+ CpS .XS
CPW= 999,89-0.06033 T -0,003671 T2
CPS= 1469,3+0,5467 T - 0,00695 T2
Cp = 4,18 + M.XS
M = 5,03. 10-2 +6,839 10-5 T
Cp=4,1253-0,024804 B + 6,7 l0-5 T B+
1,8691 10–3 T - 9,271 10-6 T2
Cp = 4,1713 - 0,02779 B
Suco de
tamarino
Sucos e
xaropes
Suco de
laranja
Folhas de
fumo
Cp = 1465 + 2,562.U
MATERIAL E MÉTODOS
Este trabalho foi realizado no Setor de
Refrigeração e Congelamento do Laboratório
de Armazenamento e Processamento de
Produtos Agrícolas da Universidade Federal de
Campina Grande, em Campina Grande, Estado
da Paraíba, Brasil.
Para a realização deste trabalho foram
coletados frutos de cajá, junto aos produtores da
região, e levados ao Laboratório onde os frutos
foram selecionados, em estádio de maturação
denominado de sem-maduros, contendo uma
coloração amarela, consistência da polpa firme
e isento de manchas escuras.
Os frutos depois de selecionados foram
lavados, branqueados a uma temperatura de
60oC por 15 minutos, resfriados e despolpados
por uma despolpadeira Laboremus a
Intervalos
Autores
XW> 50%
Siebel citado por Mohsenin
(1980)
Charmi(1971)
Lamb(1976)
Choi & Okos (1983)
T: 20 1500C
T: 35 - 50C
Manohar et al. (1990)
T: 40-1500C
B: <80 Brix
Watson citado por
Peacock(1995)
Vieira (1996)
Ducan et al. (1968)
temperatura ambiente de 23oC. O material
despolpado foi separado em quatro lotes. O
primeiro lote foi separado para ser trabalhado
com o teor de Sólidos Solúveis Totais (SST)
natural da própria fruta. Os outros 3 lotes de
polpa de cajá foram submetidos à adição de
açúcar até que tivessem 20, 40 e 60 oBrix.
A polpa de cajá processada com
diferentes teores de sólidos solúveis totais foi
analisada quanto a suas características química
de: acidez titulável, pH e conteúdo de água.
Determinações das características químicas
Acidez titulável: Foi determinada pelo método
da AOAC (1980), no 9.119, Os resultados foram
expressos em porcentagem de ácido cítrico
4
pH: O pH foi determinado pelo método
potenciometrico utilizando-se um aparelho
DMpH.2 da Digimed calibrado com duas
soluções tampão (pH 4,0 e 7,0) a 20°C.
Determinação do conteúdo de água: A
determinação do conteúdo de água do cajá foi
realizada em estufa a 70°C até peso constante,
utilizando-se o método da A.O.A.C.
(Association
of
Official
Agricultural
Chesmists) 14003.
Determinação dos sólidos solúveis totais
(SST): Essa determinação dos foi feita por meio
de um refratômetro manual de marca Atago,
colocando-se uma ou duas gotas do suco da
polpa no prisma e fazendo-se uma leitura direta
em Brix, com correção de temperatura.
Após a determinação das características
químicas da polpa de cajá, dividida em quatro
lotes, estas foram colocadas em embalagens
plásticas de 100g em formado de placa plana e
fechados em uma seladora modelo Semalut.
A polpa de cajá embalada, nas diferentes
concentrações de SST, foram inserida na
câmara do aparelho Kriostat N-180 (Figura 1)
onde o material foi congelado às temperaturas
de –18, –35, –70, –100, –180 e –196°C.
a temperatura no interior do calorímetro. Para a
determinação do calor específico da polpa de
cajá, necessitou-se determinar primeiro a
capacidade calorífica do calorímetro.
Capacidade calorífica do calorímetro
Para determinar a capacidade calorífica do
calorímetro, colocou-se 100g de água destilada,
em seu estado natural, dentro do calorímetro.
Em seguida, o calorímetro foi fechado com uma
rolha de borracha acoplada a um termômetro
onde se determinou a temperatura T1 no interior
do calorímetro. Na seqüência, colocou-se no
interior do recipiente mais 100g de água
destilada a uma temperatura média de
aproximadamente 2 °C, correspondendo à
temperatura T2. Realizada esta operação agitouse o calorímetro durante um determinado tempo
até que este alcançasse uma temperatura de
equilíbrio T3. A capacidade calorífica foi
determinada pela seguinte equação:
c1m1 (T1-T3) + Ccal (T1-T3) = c2m2 (T3-T2)
(2)
em que,
c1 = c2 = calor específico da água, 4,186 Jl/g °C
m1 = massa de água em estado natural, 100g
m2 = massa de água fria, 100g
T1 = temperatura da água em estado natural, °C
T2 = temperatura da água fria, °C
T3 = temperatura de equilíbrio da mistura, °C
Ccal = capacidade calorífica do calorímetro, J/°C
Figura 1 – Criostato N-180
Calor específico
Para determinação do calor específico
da polpa de cajá, foi utilizado o método das
misturas. Para essa determinação, utilizou-se
um calorímetro (Figura 2) construído,
utilizando-se uma garrafa térmica envolvida por
uma camada de fibra de vidro (isolante
térmico), colocada dentro de um tubo de PVC.
Um termômetro digital foi utilizado para medir
Figura 2 – Calorímetro
Tabela 2 - Características físico-químicas da
polpa de cajá “in natura”
Calor específico da polpa de cajá:
Conhecida a capacidade calorífica do
calorímetro (ccal), e a temperatura de equilíbrio
T3, coloca-se uma amostra contendo polpa de
cajá com uma temperatura T4 no calorímetro e
agita-se até que um novo equilíbrio seja
alcançado a uma temperatura T5. O calor
específico da polpa de cajá foi determinado
pelo seguinte balanço de energia:
ms.cs (T4 – T5) + L.(ms.U) = c1.m3 (T5 – T3) +
ccal (T5- T3)
(3)
em que,
c1
ms
cs
T4
T5
m3
L
U
5
= calor específico da água, 4,186 J/kg °C
= massa da polpa de cajá, 100 g
= calor específico da polpa de cajá, J/kg°C
= temperatura da polpa de cajá, °C
= temperatura de equilíbrio da mistura, °C
= m1+m2
= calor de latente da água (J/kg)
= conteúdo de água da polpa de cajá (decimal, base úmida)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Tabela 2, encontram-se os valores
de acidez titulável, pH e conteúdo de água e
sólidos solúveis totais da polpa de cajá
processada, onde se observa que os valores se
encontram próximos aos valores obtidos por
Gonçalves (2000) para polpa de cajá que obteve
uma acidez titulável 1,32%; pH 4,16;
conteúdo de água de 90% e sólidos solúveis
totais de 8,1°Brix
Descriminação
acidez titulável
pH
conteúdo de água
sólidos solúveis totais
Polpa de
cajá
unidade
1,32
3,2
90,1
9,0
% ácido cítrico
%base úmida
°Brix
Calor específico
Na Tabela 3, encontram-se os valores de
calor específico, determinados pelo método das
misturas, para polpa de cajá, a 9°Brix, onde se
pode observar que estes valores estão de acordo
com os valores de calor específico determinado
por outros autores para polpa de frutas abaixo
do ponto de congelamento, entre esses autores
pode-se citar Simões (1997) que determinou o
calor específico da polpa de manga
congelada (–18°C) e encontrou valores de: 2,25
kJ/kg°C para polpa concentrada, 2,36 kJ/kg°C
para polpa integral e 2,49 kJ/kg°C para polpa
peneirada. Alvarado (1989) obteve para o suco
de melancia, com umidade de 92,6% à
temperatura de –18°C o valor do calor
específico de 1,97 kJ/kg°C.
Observa-se, também, na Tabela 3, que os
valores do calor especifico do material variaram
de acordo com a temperatura de congelamento
e com o teor de sólidos solúveis totais, sendo
que estas variações podem ser atribuídas ao
gradiente de temperatura bem como à formação
de cristais de gelo.
Na Figura 3, encontram-se as equações
de calor especifico da polpa de cajá em função
da variação de temperatura de temperatura de –
18 a –196°C, para cada diferente teor de sólidos
solúveis totais, estudado neste experimento.
Constata-se, nessa figura, que o calor especifico
aumenta com o aumento de temperatura, mas
diminui com o aumento da concentração de
sólidos solúveis.
Tabela 3 - Valores de calor específico da polpa de cajá em função da temperatura e do teor de sólidos
solúveis totais.
Polpa de cajá ( kJ/kg °C)
Temperatura
-196
-180
-140
-100
-70
-35
-18
9°Brix
20°Brix
40°Brix
60°Brix
1,516
1,685
1,987
2,132
2,390
2,451
2,558
1,663
1,851
2,194
2,498
2,686
2,822
2,891
1,896
2,079
2,525
2,878
3,074
3,283
3,458
2,222
2,563
2,911
3,187
3,357
3,589
3,688
6
Calor especifico da polpa de cajá
Método das misturas
0
4,0
60 Brix
3,6
Cp = 3,723 + 0,00303.T - 2,157.10 .T
0
40 Brix
-5
-5
0
Calor específico (kJ/kg. C)
Cp = 3,51 + 0,0047.T + -1,81.10 .T
2
2
2
R =99,0%
2
R =99,8%
3,2
2,8
2,4
2,0
0
20 Brix
1,6
-5
2
-5
2
Cp = 2,9328 + 0,00213.T - 2,197.10 .T
2
R =99,9%
0
9 Brix
1,2
-220
Cp = 2,589 + 0,00247.T + -1,476.10 .T
-200
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
2
R =99,0%
-20
0
0
Temperatura ( C)
Figura 3- Equações do calor específico da polpa de cajá para baixas temperaturas e diferentes teores
de sólidos solúveis totais (9, 20, 40 e 60°C).
30p.
CONCLUSÕES
Neste trabalho, concluiu-se que:
a) o calor específico, aumenta com o aumento
de temperatura de –196 oC para –18 oC;
b) para uma mesma temperatura o calor
específico aumenta com o aumento
da
concentração de sólidos solúveis de 9 para 60%.
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Vieira, J.A.G. Propriedades termofísicas e
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de laranja em tubos, 1996. 132 p. Tese
(Doutorado em Engenharia de Alimentos)
Faculdade de Engenharia de Alimentos,
UNICAMP, Campinas.1996.
8
EDITAL DE SELEÇÃO DE CANDIDATOS
Doutorado em Engenharia de Processos
O curso de Doutorado em Engenharia de Processos foi criado por Resolução 01/99 do CONSUNI
da UFPB. Foi credenciado pela CAPES em março/2002.
As inscrições para o Processo de Seleção para ingresso no Doutorado de Engenharia de Processos
são abertas anualmente para inicio a partir de março de cada ano, sendo o período de inscrição
realizado entre outubro e novembro do ano anterior.
DOCUMENTOS EXIGIDOS:

Formulário de Inscrição devidamente preenchido












Duas cartas de Recomendação (formulário específico)
2 fotos de 3x4 recentes
Cópia do diploma de Mestre ou documento equivalente
Curriculum Vitae do candidato (com comprovantes)
Históricos Escolares da graduação e do Mestrado
Plano preliminar de Tese aceito por um orientador credenciado pelo Curso
Cópia autenticada da carteira de identidade.
Prova de estar em dia com as obrigações militares e eleitorais
A seleção dos candidatos será realizada com base na análise do Curriculum Vitae,(peso 4)
Histórico Escolar (peso 4) e Plano de Tese aceito por Professor cadastrado no Curso.(peso 2)
O Plano de Tese , com um máximo de 6 páginas, deverá incluir
introdução, justificativa, objetivos e metodologia.
Apresentação Oral do Plano de Tese: 02 e 03 de dezembro de 2002
Vagas: 20

ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS
LINHAS DE PESQUISA : PROCESSOS TÉRMICOS E DE SEPARAÇÃO DESENVOLVIMENTO E
TECNOLOGIA DE MATERIAIS
OBJETIVOS:
O Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba tem uma ampla e
reconhecida tradição nos cursos de pós-graduação em diversas áreas de engenharia.
Modernamente, tendo em vista os recentes progressos no ensino de engenharia, ações que
privilegiem atuações multidisciplinares entre áreas afins, são fortemente recomendadas.
O Curso de Doutorado em Engenharia de Processos, de natureza interdisciplinar, aglutina docentes
dos Departamentos de Engenharia Química, de Materiais, Mecânica e Agrícola em torno de tópicos
relativos à Engenharia de Processos, principalmente, através da abordagem de problemas regionais.
O objetivo primário do Doutorado em Engenharia de Processos é a pesquisa, treinamento e
formação de pessoal altamente capacitado, utilizando os princípios fundamentais da Ciência da
Engenharia aplicados ao estudo dos fenômenos das transformações, operações e processos
envolvidos nas industrias de diversos setores, tais como: químico, cerâmico, plásticos, bioquímico,
farmacêutico, metalúrgico, agroalimentar, etc.
Alunos do Curso tem atualmente bolsas da CAPES, CTHIDRO e ANP.
Cada uma das duas linhas de pesquisa oferecidas pelo programa inclui grandes temas de pesquisa
de natureza multidisciplinar que contemplam o desenvolvimento de uma série de projetos específicos
voltados para a área de Desenvolvimento de processos.
Maiores informações consultar http://www.cct.ufcg.edu.br/
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial, n.1, p.8, 2003
ISSN: 1517-8595
ATIVIDADE DE ÁGUA E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DE POLPAS DE
ACEROLA CONCENTRADAS
Edênia Diniz1, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo2, Alexandre José de Melo Queiroz2
RESUMO
Foram avaliadas a atividade de água e a condutividade elétrica da polpa de acerola, em
concentrações que variaram de 8°Brix a 22°Brix. A atividade de água foi determinada em
temperaturas de 20°C, 25°C, 30°C e 35°C. As condutividades elétricas foram medidas nas
temperaturas de 25°C, 30°C, 35°C, 40°C, 50°C e 60°C. A partir dos dados experimentais
estudou-se a relação das atividades de água com a concentração das amostras, como também a
influência da temperatura. Os resultados foram analisados estatisticamente utilizando-se o
programa ASSISTAT versão 6.5. As polpas de acerola apresentaram valores de atividade de
água que variaram entre 0,9710 e 0,9883, apresentando diminuição com o aumento da
concentração das amostras. As variações de temperatura não demonstraram influenciar de
maneira bem definida os resultados das atividades de água. Os resultados obtidos demonstraram
aumentos de condutividade elétrica com o aumento de concentração. Por influência de
aumentos de temperatura, não foi possível determinar uma tendência de aumento ou diminuição
da condutividade elétrica. Não foi possível deduzir uma correlação bem definida entre atividade
de água e temperatura. Os valores de condutividade elétrica variaram entre 0,8312 e 6,2700 mS
e o aumento da concentração provocou aumentos de condutividade elétrica nas polpas. O estudo
das amostras na faixa de temperatura de 25 a 60oC não resultou em variações de condutividade
elétrica que pudessem ser atribuídas às condições térmicas.
Palavras-chave: Malpighia emarginata, concentração, temperatura.
WATER ACTIVITY AND ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF THE CONCENTRATED
WEST INDIAN CHERRY PULPS
ABSTRACT
The water activity and electrical conductivity of West Indian cherry pulp were evaluated in
concentrations that varied from 8°Brix to 22°Brix. The water activity was determined at the
temperatures of 20°C, 25°C, 30°C and 35°C. The electrical conductivities were measured at the
temperatures of 25°C, 30°C, 35°C, 40°C, 50°C and 60°C. Starting from the experimental data, it
was studied the relationship of the water activity between the samples concentration, as well as
the temperature influence. The results were analyzed statistically using the ASSISTAT software
version 6.5. The West Indian cherry pulps presented values of water activity that varied between
0,9710 and 0,9883 and the water activities decreased with the increase of the samples
concentration. The temperature variations didn't demonstrate to influence, in a very defined
way, the results of water activities. The obtained results demonstrated increases of electrical
conductivity with the concentration increase. It was not possible to determine an increase or
decrease tendency of the electrical conductivity with the temperature. It was not possible to
deduce a defined correlation between water activity and temperature. The values of electrical
conductivity varied between 0.8312 and 6.2700 mS and the concentration increase provoked
increases of electrical conductivity in the pulp. The study of the samples at the temperatures
from 25 to 60oC didn't result in variations of electrical conductivity that could be attributed to
the thermal conditions.
Keywords: Malpighia emarginata, concentration, temperature
__________________
Protocolo 113 de 17 / 01 /2003
1
Aluna de Pós-graduação em Engenharia Agrícola, UFCG
2
Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande, Av. Aprígio Veloso, 882, Caixa Postal 10017, CEP
58109-970, Campina Grande, PB. [email protected]
9
10
Atividade de água e condutividade elétrica de polpas de acerola concentradas Diniz, et al.
INTRODUÇÃO
A acerola (Malpighia emarginata
D.C.), de acordo com Simão (1971), a exemplo
de outras plantas frutíferas, deixa dúvidas
quanto à sua origem, tendo sido encontrada no
Mar das Antilhas, no norte da América do Sul e
na América Central. Marino Neto (1986),
afirma que essa fruta sempre existiu na região
do Caribe de onde se propagou, disseminandose em outras ilhas, transportada por pássaros e
emigrantes.
No Brasil, a acerola é conhecida no
Estado de São Paulo há mais de 50 anos, tendo
sido introduzida em Pernambuco em 1955 pela
Universidade Federal Rural de Pernambuco,
procedente de Porto Rico (Marino Neto, 1986;
Universidade Federal Rural de Pernambuco,
1984).
Paiva et al. (2001) afirmaram que o
cultivo da acerola intensificou-se rapidamente
no Brasil no período de 1988 a 1992,
beneficiando-se da adaptação da planta ao
clima tropical e subtropical e como resultado
do crescente interesse internacional por parte
dos consumidores, industriais e exportadores,
devido ao seu alto teor de vitamina C.
O
processamento,
transporte
e
armazenamento de produtos perecíveis como a
acerola, envolve o conhecimento de inúmeras
propriedades físicas, sejam aquelas que
influenciam os processos deteriorativos, como
a atividade de água, ou outras que podem ser
utilizadas em processos térmicos, como a
condutividade elétrica.
De acordo com Stencl et al. (1999) os
produtos agrícolas durante o processamento e
armazenamento, podem sofrer mudanças
físicas, químicas e microbiológicas, sendo que
essas
mudanças
são
particularmente
influenciadas pela umidade, atividade de água e
temperatura de armazenamento. Segundo
Vitalli (1987) a atividade de água de um
alimento, ao contrário da umidade, é
considerada como um dos parâmetros que serve
para indicar a disponibilidade de água existente
para o crescimento de microrganismos
deteriorantes ou não, como também para a
ocorrência
de
reações
tais
como:
escurecimento, oxidação, hidrólise, etc.
O
efeito de
temperatura
em
propriedades dielétricas em alimentos pode ser
positivo ou negativo dependendo da
temperatura, faixa de freqüência, estado da
constante dielétrica e o fator de perda, que são
observados com o congelamento e o
descongelamento dos alimentos (Nelson 1978).
De forma geral, tem-se dado pouca atenção às
determinações
da
resistência
e
da
condutividade elétrica em frutas e em outros
vegetais.
Na maior parte dos casos, os trabalhos
dos pesquisadores são direcionados ao
estabelecimento de relações entre as
propriedades elétricas e alguns fatores que
determinam a qualidade dos produtos (Lewis,
1993). Esse autor também cita que o
desenvolvimento da acidez durante muitos
processos de fermentação se devem a elevação
do valor da condutividade elétrica e que as
medições dessa propriedade também são
utilizadas para medir a concentração de xarope
açucarado durante o processo de concentração
que precede a cristalização.
A condutividade elétrica, nos últimos
anos vem se tornando uma fonte de estudo no
delineamento de um novo processo de
tratamento térmico: o aquecimento ôhmico,
processo no qual o calor é gerado internamente
pela passagem de uma corrente elétrica pelo
produto. Neste processo, ao contrário dos
processos convencionais onde a condutividade
térmica do alimento é o parâmetro de controle,
a condutividade elétrica é usada para o controle
do processo. Este processo pode ser utilizado
para pasteurização de sucos de frutas. A
condutividade elétrica também pode ser usada
como uma boa ferramenta na caracterização de
produtos alimentícios (Palaniappan & Sastry,
1991).
Este trabalho foi realizado com o
objetivo de se verificar a influência da
concentração e da temperatura sobre a atividade
de água e a condutividade elétrica de polpas de
acerola.
MATERIAL E MÉTODOS
Matéria-prima
Acerolas maduras, adquiridas no
comércio de Campina Grande-PB, foram
selecionadas,
higienizadas,
despolpadas,
refinadas,
embaladas,
congeladas
e
armazenadas até o momento da concentração e
uso nas análises realizadas.
Concentração
A polpa de acerola integral, com teor de
sólidos solúveis totais igual a 8°Brix, foi
concentrada em evaporador rotativo (marca
QUIMIS, modelo Q-344B2) até a obtenção de
teores de sólidos solúveis totais de 10, 13, 16,
19 e 22°Brix, medidos em refratômetro. A
seguir os sólidos totais e umidade dessas
amostras foram determinadas segundo as
normas do método do Instituto Adolfo Lutz
(1985).
critérios utilizados para determinar a qualidade
dos ajustes da regressão foram o coeficiente de
determinação (R2), o erro relativo () (Equação
1) e o desvio percentual médio (P) (Equação 2).

Atividade de água (aw)
As leituras dos valores da atividade de
água das polpas de acerola foram feitas
utilizando o higrômetro AQUA-LAB, modelo
CX-2, fabricado pela Decagon Devices Inc.,
EUA, realizadas em triplicata. As temperaturas
utilizadas na medição dessa propriedade foram
20, 25, 30 e 35°C (  0,3°C), controladas em
banho termostático.
Condutividade elétrica
As leituras da condutividade elétrica nas
polpas de acerola foram realizadas em
condutivímetro digital HANNA, modelo HI
9032, nas temperaturas de 25, 30, 35, 40, 50 e
60°C.
Análise estatística
Para a avaliação estatística dos resultados
experimentais dos sólidos totais/umidade,
atividade de água e condutividade elétrica,
utilizou-se
o
programa
computacional
ASSISTAT versão 6.5 (Silva & Azevedo,
2002).
A análise dos sólidos totais/umidade das
amostras foi realizada utilizando-se o
delineamento inteiramente casualizado.
Para os dados de atividade de água da
polpa de acerola foi utilizado o modelo fatorial
6 x 4 x 3 (6 concentrações, 4 temperaturas e 3
repetições).
Para a condutividade elétrica utilizou-se
o fatorial 6 x 6 x 5 (6 concentrações, 6
temperaturas e 5 repetições).
A comparação entre médias foi feita pelo
teste de Tukey, em nível de 5% de
probabilidade, quando o teste F da análise de
variância resultou significativo.
As regressões lineares dos dados de
atividade de água em função da concentração
(oBrix) das diferentes amostras foram
realizadas
utilizando-se
o
programa
computacional STATISTICA versão 5.0. Os
11
P
Vexp  Vteor
Vexp
100 n Vexp Vteor 

n i 1
Vexp
(1)
(2)
em que:
Vexp - valores experimentais;
Vteor - valores preditos pela equação, e
n
- número de dados experimentais.
Sólidos totais / Umidade
Estão apresentados, na Tabela 1, os
valores médios da umidade e sólidos totais para
a polpa de acerola com concentrações entre 8°
e 22°Brix, as médias gerais, os coeficientes de
variação e os desvios mínimos significativos.
Com relação a umidade, verifica-se que houve
diminuições significativas nesses dados com o
aumento da concentração, a nível de 5% de
probabilidade, pelo teste de Tukey. Os dados
desse parâmetro variaram entre 90,15% e
79,05%, os quais aproximam-se dos obtidos
por Nogueira (1991) que variaram de 89,09 a
92,50% para a faixa de concentração de 5,10 a
7,00oBrix. O resultado da umidade da polpa
integral (8oBrix) está na mesma faixa de
valores determinada por Salunkhe & Desai
(1984).
Inversamente ao comportamento da
umidade, com o aumento da concentração da
polpa de acerola os sólidos totais aumentaram
significativamente. Todos os valores dos
sólidos totais estão dentro dos padrões de
identidade e qualidade estabelecidos pela
legislação do Ministério da Agricultura e do
Abastecimento (Brasil, 2000) que estabelece
um teor mínimo de sólidos totais para a polpa
de acerola de 6,5%.
12
Tabela 1 - Valores médios de umidade e sólidos totais em polpa de acerola em suas diferentes
concentrações.
Concentração (°Brix)
Umidade (%)
Sólidos totais (%)
*8
90,15 a
9,45 f
10
88,49 b
11,51 e
13
85,80 c
14,20 d
16
83,36 d
16,64 c
19
80,30 e
19,70 b
22
79,05 f
20,95 a
DMS
0,21
0,21
CV (%)
0,09
0,50
MG (%)
84,52
15,48
* Polpa integral
MG-Média geral, CV-Coeficiente de variação e DMS -Desvio mínimo significativo.
Obs.: médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas não diferem estatisticamente pelo teste Tukey, a nível de 5%
de probabilidade
Atividade de água
Na Tabela 2 são apresentados os valores
médios da atividade de água das polpas de
acerola nas seis concentrações e quatro
temperaturas, comparadas pelo teste de Tukey
em nível de 5% de probabilidade. Em todas as
temperaturas constata-se a diminuição da
atividade de água com o aumento da
concentração, concordando com os resultados
obtidos por Noreña et al. (2002) ao trabalharem
com sucos de caju e goiaba com concentrações
variando entre 5 e 45°Brix. Na temperatura de
20°C as diminuições com as concentrações são
estatisticamente diferentes desde 8 até 22°Brix.
Nas temperaturas de 25 e 30°C, essas reduções
entre as últimas concentrações não são
estatisticamente
diferentes,
embora
numericamente os valores sejam diferentes das
atividades de água entre 19 e 22°Brix. Na
temperatura de 35°C a ausência de diferenças
significativas já se faz presente entre as
amostras a 8, 10 e 13°Brix, entre 13 e 16°Brix e
entre 19 e 22°Brix, apesar de permanecer a
tendência de diminuição da atividade de água
com o aumento da concentração, percebe-se
que o efeito do teor de sólidos solúveis
diminuiu com o aumento da temperatura.
Entre temperaturas não se verifica, no
conjunto dos dados, uma correlação bem
definida entre variações na atividade de água e
aumentos de temperatura. Nas concentrações de
13° a 22°Brix, verifica-se que não existe
diferença significativa entre os valores da
atividade de água a 20°C e 25°C, porém esses
valores diferem significativamente dos valores
nas temperaturas de 30°C e 35°C. Moura
(1998), trabalhando com sucos concentrados de
tangerina, abacaxi e limão na faixa de 10 a 55
°Brix, observou que existe maior influência da
temperatura em concentrações mais baixas. O
autor relata que com a elevação da
concentração (acima de 40°Brix), a temperatura
praticamente não influenciou a leitura da
atividade de água. Analisando cada temperatura
nota-se que os maiores valores determinados
para atividade de água foram obtidos a 30°C.
Tabela 2 - Valores médios da atividade de água em polpa de acerola para a interação concentração x
temperatura
Temperatura (°C)
20
25
30
35
0,9857 aB
0,9833 aC
0,9883 aA
0,9833 aC
*8
0,9837 bB
0,9817 bC
0,9867 bA
0,9827 aBC
10
0,9800 cC
0,9793 cC
0,9843 cA
0,9820 abB
13
0,9773 dB
0,9777 dB
0,9810 dA
0,9807 bA
16
0,9733 eC
0,9723 eC
0,9777 eA
0,9763 cB
19
0,9710 fC
0,9713 eC
0,9770 eA
0,9750 cB
22
* Polpa integral
DMS p/ colunas = 0,0014; DMS p/ linhas = 0,0012; CV = 0,06%; MG = 0,97965%.
MG - Média geral, CV - Coeficiente de variação e DMS -Desvio mínimo significativo.
Obs.: médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas e maiúsculas nas linhas não diferem estatisticamente pelo teste Tukey, em
nível de 5% de probabilidade
13
Na Tabela 3 são apresentados os valores
e 0,085%, assim como os valores dos
dos coeficientes de determinação (R2) para cada
parâmetros da equação linear utilizada em cada
temperatura estudada em uma faixa de 0,915 a
temperatura
0,996 e desvios percentuais médios entre 0,028
.
Tabela 3 - Parâmetros de correlação entre atividade de água e concentração de polpa de acerola
ajustada por equação linear, coeficiente de determinação e desvio percentual médio.
Modelo
Temperatura (°c)
20
25
aW = A + B (°Brix)
30
35
Na Figura 1 são apresentados os pontos
experimentais obtidos para as atividades de
água em função da concentração da polpa de
acerola, com ajustes lineares. Além do
decréscimo das atividades de água com a
concentração, pode-se também observar que o
aumento da temperatura não afeta de forma
Parâmetros
A
B
0,9942
-0,0011
A
B
0,9908
-0,0009
A
B
0,9952
-0,0009
A
B
0,9892
-0,0006
R2
P (%)
0,996
R2
0,968
R2
0,981
R2
0,915
0,028
P (%)
0,061
P (%)
0,047
P (%)
0,085
bem definida o comportamento da atividade de
água. A curva referente a 35°C apresenta uma
inclinação menos pronunciada que as demais,
podendo indicar que nesta temperatura o efeito
da concentração sobre a atividade de água
torna-se menos importante.
Figura 1 - Atividade de água (aw) para polpa de acerola em função da concentração (°Brix) com
ajustes lineares
Na Figura 2 são vistos os pontos
experimentais obtidos para as atividades de
água de polpa de acerola em função da
temperatura, ajustados linearmente, onde se
observa que os maiores valores de atividade de
água ocorrem na temperatura de 30°C.
Nas concentrações de 13°Brix a 22°Brix
observa-se, em termos gerais, tendência de
aumento das atividades de água com o
aumento da temperatura. Nas concentrações de
8°Brix e 10°Brix as atividades de água
parecem se manter em um mesmo patamar de
valores.
14
Figura 2 - Atividade de água (aw) em polpa de acerola em função da temperatura com ajustes lineares
Condutividade elétrica
Na Tabela 4 são mostrados os valores
médios de condutividade elétrica das polpas de
acerola para as concentrações de 8 a 22°Brix
nas temperaturas de 25 a 60°C. É possível
observar que em todas as temperaturas, de
modo geral, o aumento de concentração foi
acompanhado pela tendência de aumento na
condutividade elétrica das amostras. O mesmo
comportamento foi constatado por Pelacani &
Vieira (2001) em suco de laranja, que
verificaram, com relação à concentração, que a
condutividade elétrica do suco aumentou com
o aumento desta. Entretanto, esta tendência
não se evidencia entre as concentrações
subseqüentes, mas fica clara quando se
compara o valor de condutividade obtido para
os três teores de sólidos solúveis mais baixos
com os três maiores, onde a soma destes
últimos supera a soma dos três primeiros em
todos os casos. Além disso o aumento é
gradativo, o que pode ser comprovado quando
se compara a soma das condutividades
elétricas obtidas para as duas amostras com
maior concentração com as somas das
condutividades com o teor de sólidos
intermediários e esta por sua vez, é comparada
com a soma dos valores de condutividade das
duas amostras de menor concentração.
Verifica-se, assim, que as somas das
condutividades das duplas de amostras com
maiores teores de sólidos são superiores às
somas das condutividades das duplas com
menores teores em todas as temperaturas.
Analisando
a
influência
da
temperatura nota-se que a 25°C foram medidas
algumas das menores condutividade. Na
temperatura de 30°C, para as amostras com
10° e 13°Brix, no entanto, foram determinadas
duas das maiores condutividades entre todas as
temperaturas. Nas temperaturas de 50 e 60°C
foram determinados os maiores valores de
condutividade, porém, na temperatura de
60°C, nas amostras com 13 e 19°Brix foram
observadas duas das menores condutividades
entre as temperaturas utilizadas. Também a
50°C, embora se observe duas das maiores
condutividades nas amostras a 19 e 22°Brix,
na amostra a 10°Brix foi determinada a menor
condutividade entre as temperaturas. Com
base na comparação desses dados, obtidos para
as temperaturas extremas, constata-se que não
é possível afirmar de forma conclusiva que os
aumentos das temperaturas afetaram a
condutividade elétrica das polpas de acerola. O
contrário dos dados obtidos por Moura (1998),
que trabalhando com condutividade elétrica
em sucos de tangerina, abacaxi e limão em
diferentes concentrações, observou que a
condutividade elétrica aumenta com o
aumento da temperatura.
Tabela 4 - Valores médios da condutividade elétrica (mS) em polpa
concentração x temperatura.
Temperatura (°C)
25
30
35
40
0,8312fF 1,0276fE 1,1692eC 1,1430fD
*8
1,3176eD 1,4700dB 1,1634eE 1,4098eC
10
1,6170bC 1,6924cB 1,2570dF 1,5072dD
13
1,4580dD 1,4314eE 1,5416cC 1,6318cB
16
2,2260aE 3,3300bC 3,0494aD 3,5220aB
19
1,5084cF 4,9000aC 1,6036bE 3,0300bD
22
15
de acerola para interação
50
1,2528eB
0,9214fF
1,9328cA
1,6340dB
5,5160bA
6,2700aA
60
1,5058eA
1,6346dA
1,4234fE
2,3704bA
2,1294cF
5,1380aB
DMS p/ colunas = 0,0135; DMS p/ linhas = 0,0135; CV = 0,34792% ; MG = 2,12686%.
MG-Média geral, CV-Coeficiente de variação e DMS -Desvio mínimo significativo.
Obs.: médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas e maiúsculas nas linhas não diferem estatisticamente pelo teste Tukey, em
* Polpa integral
Na Figura 3 estão graficados os dados
experimentais e curvas representando a
tendência de comportamento da condutividade
elétrica em função da concentração. Observase como o aumento da concentração provocou
aumentos da condutividade elétrica. Nota-se
também que a curva com maior inclinação
refere-se a 50°C, indicando maior influência
da concentração sobre a condutividade elétrica
das amostras nessa temperatura. Inversamente,
para as curvas referentes a 25°C e 35°C
notam-se as menores inclinações, com
posições relativas aproximadas.
Figura 3 - Condutividades elétricas (mS) de polpas de acerola em função da concentração (°Brix)
com curvas representando a tendência de comportamento.
De acordo com a Figura 4, observa-se
uma discreta tendência ascendente na maioria
das curvas, o que não indica de forma
conclusiva que a condutividade elétrica
aumenta com o aquecimento, tendo em vista a
grande oscilação dos pontos experimentais.
Entretanto, a amostra na concentração de
22°Brix apresenta uma elevação de
condutividade elétrica com o aumento da
temperatura, diferindo das demais amostras, o
que se evidencia pela sua inclinação em
relação à inclinação das demais curvas.
16
Figura 4 - Condutividade elétrica (mS) de polpas de acerola em função temperatura, com curvas
representando a tendência do comportamento.
CONCLUSÕES
A polpa de acerola apresentou valores
de atividade de água que variaram entre 0,9710
e 0,9883.
A atividade de água das polpas
diminuíram com o aumento da concentração
das amostras.
Os valores dos coeficientes de
determinação (R2) para ajustes lineares dos
dados experimentais de atividade de água com
a concentração variaram de 0,915 a 0,996 e os
desvios percentuais médios (P) de 0,028 a
0,085%
Não foi detectada uma correlação bem
definida entre atividade de água e temperatura.
Os valores de condutividade elétrica
variaram entre 0,8312 e 6,2700 mS para a
polpa de acerola.
O aumento da concentração provocou
aumentos de condutividade elétrica das polpas.
O estudo das amostras na faixa de
temperatura de 25 a 60oC não resultou em
variações de condutividade elétrica que
pudessem ser atribuídas às condições térmicas.
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18
ISSN: 1517-8595
19
PROPRIEDADE TERMOFÍSICAS DA POLPA DE MANGABA A BAIXAS E
ULTRA-BAIXAS TEMPERATURAS: DENSIDADE E CALOR ESPECIFICO
Maria Elita Martins Duarte1, Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata2
Benedito Rêgo de Paiva3
RESUMO
O Nordeste brasileiro, atualmente, é considerado um dos pólos promissores para a
fruticultura, notadamente aquela representada por espécies tropicais e subtropicais em
razão da qualidade dos frutos produzidos. O fruto da mangabeira é uma baga de cor
vermelho-amarelada, ‘e bastante aromática, saborosa e nutritiva. Composta fisicamente
por 83% de porção comestível (polpa) e 16,1% de resíduo (3,2% de casca e 12,9% de
semente), a mangaba tem ampla aceitação no mercado, tanto para o consumo in natura
quanto na indústria para o preparo de sucos, refrescos, sorvetes, doces, licores, vinhos e
vinagres. Após a colheita, em geral, o fruto é processado em forma de polpa e
submetido ao congelamento. Nesse processo, o produto deve ser rapidamente
congelado, de modo que o centro térmico do produto alcance –18°C ou temperatura
inferior, como meio de preservação da polpa, já que baixas temperaturas impedem o
crescimento de microorganismos. Neste trabalho determinou-se a massa específica e o
calor específico da polpa de mangaba quando submetida ao congelamento rápido às
temperaturas de –40, -60, -90, -130 e –196°C. A massa específica foi obtida pela razão
entre a massa e o volume, congelando-se as amostras de polpa em um recipiente de
volume conhecido às temperaturas estudadas, e os valores obtidos, em média,
diminuiram de 988 a 843 kg/m3 com a diminuição da temperatura. O calor específico
foi medido pelo método das misturas e pela metodologia proposta por Moline. Pelo
método das misturas, o calor específico variou de 1,665 kJ/kg°C a 0,798 kJ/kg°C,
enquanto que pelo segundo método, o calor específico variou de 1,485 kJ/kg°C a 0,760
kJ/kg°C, para uma variação de temperatura inicial de –40 a –180 °C.
Palavras-Chave: mangaba, propriedades termofísicas, congelamento ultra-rápido
THERMOPHYSICS PROPERTIES OF THE MANGABA PULP AT LOW AND
ULTRA-LOW TEMPERATURES: DENSITY AND SPECIFIC HEAT
ABSTRACT
The Brazilian Northeast, nowadays, is considered one of the promising poles for the
fruticultura, represented by tropical and subtropical species because of the quality of the
produced fruits. The mangabeira fruit (Hancornia speciosa) is a red-yellowish baga, and mainly
the one that is aromatic, tasty and nutritious. The mangaba, Composed physically by 83% of
eatable portion (pulp) and 16,1% of residue (3,2% of peel and 12,9% of seed), has wide
acceptance in the market very for the consumption in natura and for the preparation of juices,
refreshment, ice creams, sweet, liquor, wine and vinegar at the industry. Geerally after the crop,
the fruit is processed in pulp form and submitted to the freezing. In this process, the product
should be quickly frozen, so that the thermal center of the product reaches -18°C or inferior
temperature, as a form to preserve the pulp, since the low temperatures impede the growth of
microorganisms. In this work, it was determined the the specific mass and heat of the mangaba
________________________
Protocolo 125 de 25/ 8 / 2003
1
Profa. Dra. do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande Av. Aprígio Veloso No.
882, Campina Grande, Paraíba, Brasil, Telefone: 02183-3101287, Fax: 02183-3101185 E-mail: [email protected]
2
Prof. Dr. Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal da Paraíba, Av. Aprígio Veloso No. 882,
Campina Grande, Paraíba, Brasil, Telefone: 02183-3101287, Fax: 02183-3101185 E-mail: [email protected]
3
Engenheiro Agrícola, Mestre em Engenharia agrícola
20
Massa específica e calor específico da polpa de mangaba a temperaturas criogências Duarte et al.
pulp when it’s submitted to the fast freezing at temperatures of -40, -60, -90, -130 and -196°C.
The specific mass was obtained by the reason between the mass and the volume, freezing the
pulp samples in a recipient of well-known volume to the studied temperatures, and the obtained
values, decreased from 988 to 843 kg/m3 with the decrease of the temperature. The specific heat
was measured by the method of the mixtures and by the methodology that was proposed by
Moline. The specific heat varied from 1,665 kJ/kg°C to 0,798 kJ/kg°C for the method of the
mixtures, while, the specific heat varied from 5 kJ/kg°C to 0,760 kJ/kg°C for the second
method, for a variation of initial temperature from -40 to -180 °C.
Keyword-: mangaba, thermophysics properties, cryogenic temperatures
INTRODUÇÃO
O Nordeste brasileiro, atualmente, é
considerado um dos pólos promissores para a
fruticultura, notadamente, aquela representada
por espécies tropicais e subtropicais em razão
da qualidade dos frutos produzidos, com amplas
perspectivas de competição, nos mercados
nacional e internacional. O aroma, a cor da
polpa e o sabor constituem-se atributos de
ótima aceitação ao fruto, em conseqüência da
intensidade luminosa, baixa umidade relativa
do ar e o manejo adequado da água, além de
constituir um ambiente menos favorável à
ocorrência de pragas e doenças (Paiva, 2001).
A mangabeira (Hancornia speciosa
Muell. Arg.) é uma árvore de galhos pequenos
com porte variando entre três a seis metros de
altura, produz flores claras e perfumadas,
parecidas com o jasmim, vegeta espontâneamente nas regiões Nordeste, Norte, CentroOeste e Sudeste do Brasil. No Nordeste, é
encontrado em todos os tabuleiros e nas
baixadas litorâneas. Na Paraíba, sobrevive à
faixa costeira onde predominam solos pobres de
textura arenosa e de fácil drenagem, com pH
ácido. Em decorrência dessa circunstância, a
sua exploração, ao longo do tempo, vem sendo
de modo extrativista, notadamente, por
desconhecimento da importância que a cultura
poderá representar para a economia regional.
O fruto é uma baga de cor vermelhoamarelada, aromática, saborosa e nutritiva,
composta fisicamente de 83% de porção
comestível (polpa) e 16,1% de resíduo (3,2% de
casca e 12,9% de semente), com ampla
aceitação de mercado, tanto para o consumo, in
natura, quanto para a indústria, no preparo de
sucos, refrescos, sorvetes, doces, licores, vinhos
e vinagres (Aguiar Filho et al., 1998)
A mangaba vem expandindo-se com
perceptivas favoráveis já que sua aceitação nos
mercados consumidores é cada vez maior. Com
base nesta aceitação, verifica-se a necessidade
de estudos em sua forma de processar e
armazenar, os quais possibilitem a comercialização, durante todo o ano, evitando, assim,
desperdícios e perdas que ocorrem, normalmente, na comercialização, in natura,
principalmente, em se tratando de um produto
sazonal e explorado de forma extrativista.
Segundo Kasahara et. al. (1986), o
conhecimento das propriedades termofísicas e o
tempo de congelamento é importante para o
dimensionamento de equipamentos e a
otimização dos processos térmicos dos quais é
submetido um determinado produto alimentício.
Em geral, modelagem, otimização e
automatização de processamento de alimentos
são difíceis e se deve a complexidade da
matéria prima e produtos envolvidos, efeito das
propriedades termofísicas, tais como; densidade, calor específico e condutividade térmica
que apresentam mudanças substâncias com a
temperatura e o teor de umidade (Telis Romero
et al., 1998).
Este trabalho visa caracterizar a polpa da
mangaba quanto à acidez, brix, pH, conteúdo de
água e estudar as propriedades termofísicas
como: densidade (massa específica) e calor
específico, quando submetida ao congelamento
rápido às temperaturas de –40, –60, –90, –130 e
–180°C
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Setor de
Criogenia do Laboratório de Armazenamento e
Processamento de Produtos Agrícolas do
Departamento de Engenharia Agrícola do
Centro de Ciências e Tecnologia da
Universidade Federal de Campina Grande,
Paraíba.
Características químicas
A polpa de mangaba, adquirida no
comércio local, foi levada ao setor de análise
química do Laboratório de Armazenamento,
onde foram determinados: sólidos solúveis
totais (°Brix), pH e conteúdo de água.
°Brix
O Brix foi determinado por leitura direta
em refratômetro manual de marca Atago,
colocando-se de uma a duas gotas da polpa de
mangaba sobre o prisma do refratômetro,
obtendo-se a leitura direta em °Brix., a 25°C.
21
A densidade foi determinada congelando-se a polpa às temperatura de –40, –60, –90,
–130 e –180°C, em um recipiente de volume
conhecido, depois de atingidas as referidas
temperaturas, foi efetuado as medidas do
volume e da massa. A densidade da polpa de
mangaba foi determinada dividindo-se a massa
do produto pelo volume da amostra
(   m / v ).
Calor específico
pH
Para a determinação do pH, foi utilizado
um potenciômetro da marca Digimed, tipo
DMPH-2, previamente calibrado com soluções
tampões de pH 7,0 e 4,0, .com leitura direta no
aparelho. Após a calibração foi feita a leitura do
pH na amostra de polpa de mangaba.
O calor específico para as temperaturas
estudadas, foi determinado pelo Método das
misturas e pelo Método proposto por Moline e
seus colaboradores.
No método das mistura, Figura 1, foi
utilizada a metodologia descrita por Gonçalves
(2000), e a equação utilizada foi:
Conteúdo de água
ms.cs (T2 – T3) + L.(ms.U) = c1.m1 (T3 – T1) +
ccal (T3- T1)
(1)
O conteúdo de água da polpa de mangaba
foi determinado em estufa a 70°C até peso
constante, de acordo com o método descrito
pelo Instituto Adolfo Lutz (1985).
Propriedades termofísicas
Para determinação dessas propriedades, a
polpa de mangaba foi congelada dentro de um
cilindro de aço inoxidável, em um UltraKryostat tipo N-180, calibrado para operar às
temperaturas de –40, –60, –90, –130 e –180°C.
A temperatura da polpa foi monitorada por um
termopar colocado no centro da amostra.
em que,
c1 = calor específico da água, 4,186 J/kg °C
cs = calor específico da polpa de mangaba,
J/kg°C
ccal = capacidade calorífica do calorímetro, J/°C
ms = massa da polpa de mangaba, kg
m1 = massa de água, kg
T1 = temperatura da água, °C
T2 = temperatura da polpa de mangaba, °C
T3 = temperatura de equilíbrio da mistura, °C
L = calor de latente da água (J/kg)
U = conteúdo de água da polpa de mangaba
(decimal, base úmida)
Densidade (massa específica)
Tampo de
borracha
Registrador de
temperatura
termopar
água
Amostra de
polpa
isopor
Figura 1 - Calorímetro utilizado para determinação do calor específico da polpa de mangaba pelo
método das misturas.
22
Método de Molien et al.
Segundo Gonçalves (2000), a metodologia proposta por Moline et al, , para determinação do calor especifico de produtos biológicos à
temperaturas abaixo do ponto de congelamento
consiste na construção de um equipamento que
é constituído de um bloco de poliestireno
expandido, com uma cavidade onde é colocada
uma cápsula cilíndrica de aço inoxidável com a
amostra de polpa, cujas extremidades são
isoladas com tampo de borracha sintética, como
ilustrado na Figura 2.
Na cápsula cilíndrica de inox, com tampo
inferior de borracha sintética, foi adicionada
uma amostra de polpa de mangaba à
temperatura ambiente. Em seguida, foi
conectado na parte superior do cilindro outro
tampo de borracha sintética juntamente com um
termopar, sendo este previamente dimensionado
para ficar localizado no centro geométrico da
amostra. Esse conjunto foi levado a um
equipamento, Ultra-Kryostat tipo N-180, para
que o mesmo ficasse com a temperatura de
congelamento desejada. (exemplo. –180°C).
O sistema congelado na temperatura
desejada era imediatamente colocado no bloco
de poliestireno expandido retangular à
temperatura ambiente. A variação de
temperatura no tempo foi registrada de 2 em 2
minutos até  0°C. O calor específico foi
calculado utilizando-se a Equação 2.9.
Esse procedimento também foi realizado
para a polpa de mangaba às temperaturas de 40, -60 –90 e –130°C.
O sistema cilindro-amostra foi
congelado até a temperatura negativa
desejada, utilizando-se o aparelho criostato
(exemplo até –180 °C). Atingida esta
temperatura, o conjunto cilindro-amostra
foi colocado num bloco de poliestireno, o
qual foi mantido a uma temperatura
ambiente, registrando-se continuamente a
sua temperatura. O calor específico foi
determinado pelo seguinte balanço de calor:
Mi.C pi
Cp 
dT
dT
 Ma.Ca
d i
d p
dT
M p.
d p
(2)
em que,
Ma = massa do cilindro finito, kg
Mi = massa do gelo , kg
Mp = massa da polpa de cajá, kg
Ca = calor específico do metal, kJ.kg-1.°C-1
Cpi = calor específico do gelo, kJ.kg-1.°C-1
Cp = calor específico do produto, kJ.kg-1.°C-1
d T/ di = gradiente da curva de resfriamento do gelo
d T/ dp = gradiente da curva de resfriamento da polpa
i = tempo para o gelo, min.
p = tempo para a polpa de cajá, min.
Figura 2 - Aparelho para determinação do calor específico pela metodologia proposta por Moline et
al, citados por Gonçalves (2000).
Características químicas
A mangaba é uma fruta bastante
comercializada nas regiões Norte e Nordeste,
principalmente, na forma de polpa, sendo tão
valorizada, quanto às frutas exóticas possui alta
digestibilidade e valor nutritivo, no entanto é
uma espécie pouco estudada, sendo que, na
literatura, poucos dados são encontrados a
respeito da sua composição química
Os valores dos sólidos solúveis totais, pH
e conteúdo de água encontrados na polpa de
mangaba foram em média de 7,34 °Brix., 4,22 e
89,49%, respectivamente
Esses valores são um pouco diferentes
aos encontrados por FAPEP/SINE (1997), que
foram em média de 8,00 °Brix, pH 3,40 e
conteúdo de água de 80,48%.
Essa diferença encontrada é de se
esperar uma vez que as frutas variam de safra
para safra, e em função dos insumos
empregados, das chuvas e dos tratos culturais
além de seu estádio de maturação.
Propriedades termofísicas
Densidade
Dados de densidade para alimentos e,
particularmente, para frutas e derivados são
escassos na literatura, principalmente, para
23
temperatura abaixo do ponto de congelamento.
Esses dados são essenciais em projetos de
equipamentos, como bombas, evaporadores,
misturadores entre outros.
Na Tabela 1, estão os dados de densidade
determinados, experimentalmente, para polpa
de mangaba, abaixo do ponto de congelamento
e também à temperatura de 26°C.
Tabela 1 - Valores de densidade encontrados
para polpa de mangaba
Temperatura
(°C)
Densidade
(kg/m3)
-180
-130
-90
-60
-40
26
843
919
935
983
988
1030
Na Tabela 1, observa-se que a densidade
da polpa de mangaba sofre alterações com a
variação da temperatura para valores abaixo do
ponto de congelamento. Esses valores divergem
um pouco dos valores obtidos por Gonçalves
(2000) e por outros autores que obtiveram
valores para polpa de cajá variando de 986
kg/m3 a 1025 kg/m3, para uma faixa de
temperatura variando de –180 a 0°C.
2
me=1020,201+0,8928378*T R
=97,70%
1100
massa específica (kg/m
3
)
1060
1020
980
940
900
860
820
-150
-100
-50
0
Temperatura (°C)
Figura 3 – Densidade da polpa de mangaba em função da temperatura.
24
Os dados de variação da temperatura para
polpa de mangaba e para o gelo em função do
tempo encontram-se nas Figuras de 3 e 5. Esses
dados permitem calcular o calor específico
abaixo do ponto de congelamento de acordo
com a metodologia proposta por Moline et al.,
citados por Gonçalves (2000).
Calor específico
O calor específico é influenciado pela
temperatura abaixo do ponto de congelamento,
ocorrendo a redução desses valores com a
diminuição da temperatura.
0
Temperatura (°C)
-50
-180°C
-130°C
-90°C
-60°C
-40°C
-100
-150
0
200
400
600
800
Tempo (min)
Figura 4 – Variação da temperatura da polpa de mangaba em função do tempo, para determinação do
calor específico
0
Temperatura (°C)
-50
-180°C
-130°C
-90°C
-60°C
-40°C
-100
-150
0
50
100
150
200
250
300
350
Tempo (min)
Figura 5 – Variação da temperatura do gelo em função do tempo, para determinação do calor
específico.
Na Figura 5, encontra-se a variação da
temperatura da polpa de mangaba e do gelo em
função do tempo de onde são retiradas as
informações para a determinação do calor
especifico da polpa de mangaba a – 90 °C.
Procedimento semelhante, foi realizado
para todas as temperaturas estudadas e os
valores de calor específico da mangaba foram
calculados, utilizando-se a Equação 2. Nas
Tabelas de 2 a 6, encontram-se os cálculos de
determinação do calor especifico da polpa de
25
mangaba congelada a diferentes temperaturas
com base nos dados extraídos dos gráficos.
Temperatura (°C)
0
dados experimentais (polpa)
dados calculados
dados experimentais (gelo)
dados calculados
-30
-60
2
-6
3
-9
4
-12
Tp = -89,07 + 0,70.t - 0,002.t + 3,787.10 .t - 3,145.10 .t + 1,0463.10
2
-6
3
Tg = - 89,082 + 0,834.t - 0,003.t + 4,093.10 .t
5
.t
2
R =99,99%
2
R =99,95%
-90
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Tempo (min)
.
Figura 6 – Variação da temperatura do gelo e polpa de mangaba em função do tempo para
determinação do calor específico a –90°C.
Tabela 2 – Valores de calor específico para polpa de mangaba congelada até –180°C.
T
(°C)
i
p
(min)
(min)
-180
-170
-160
-150
-140
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
0,0
3,2
8,8
15,1
22,8
31,2
39,7
50,0
61,6
74,9
88,5
105,7
126,0
146,4
172,0
198,2
238,0
0,0
6,7
13,5
20,8
28,8
37,2
48,7
57,1
70,0
84,0
96,6
113,3
132,5
154,9
180,8
210,0
252,8
Valor Médio
dT / di
dT / dp
Cpi
Cp p
(°C/min)
(°C/min)
(Kj/Kg°C)
(Kj/Kg°C)
3,125
1,786
1,587
1,299
1,190
1,176
0,971
0,862
0,752
0,735
0,581
0,493
0,490
0,391
0,382
0,251
0,192
1,490
1,473
1,370
1,250
1,190
0,870
1,190
0,775
0,714
0,794
0,599
0,521
0,446
0,386
0,342
0,234
0,158
1,676
1,640
1,613
1,595
1,585
1,584
1,590
1,602
1,621
1,646
1,675
1,709
1,747
1,789
1,833
1,880
1,928
1,979
0,820
0,730
0,569
0,515
0,938
0,296
0,664
0,607
0,469
0,546
0,539
0,768
0,685
0,862
0,846
1,093
0,760
26
Tabela 3 – Valores de calor específico para polpa de mangaba congelada até –130°C
T
(°C)
i
p
dT / di
dT / dp
(min)
(min)
(°C/min)
(°C/min)
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
0,0
10,8
21,1
31,8
43,6
58,0
75,7
91,1
111,5
134,9
162,3
195,6
0,0
10,4
20,9
32,1
44,5
58,4
74,2
92,4
113,6
139,1
170,6
210,8
0,926
0,971
0,935
0,847
0,694
0,565
0,649
0,490
0,427
0,365
0,300
0,233
0,9615
0,9524
0,8929
0,8065
0,7194
0,6329
0,5495
0,4717
0,3922
0,3175
0,2488
0,1905
Cpi
(Kj/Kg°C)
Cpp
(Kj/Kg°C)
1,5838
1,5896
1,6023
1,6211
1,6456
1,6753
1,7093
1,7473
1,7888
1,8330
1,8795
1,9277
0,46937
0,54174
0,58471
0,60474
0,51742
0,44678
0,84488
0,68994
0,79118
0,91107
1,03374
1,09797
Valor Médio
0,891
T
(°C)
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
p
dT / di
(min)
0,0
12,4
25,7
39,8
56,0
77,9
102,4
132,6
i
dT / dp
Cpi
Cp p
(min)
(°C/min)
(°C/min)
(Kj/Kg°C)
(Kj/Kg°C)
0,0
13,7
29,2
47,5
69,5
96,2
127,8
171,2
0,806
0,752
0,709
0,617
0,457
0,408
0,331
0,250
0,730
0,645
0,546
0,455
0,375
0,316
0,230
0,156
1,646
1,675
1,709
1,747
1,789
1,833
1,880
1,928
0,692
0,793
0,995
1,113
0,967
1,106
1,362
1,663
Valor Médio
1,086
T
(°C)
i
p
dT / di
dT / dp
(min)
(min)
(°C/min)
(°C/min)
-60
-50
-40
-30
-20
0,0
16,9
39,9
69,8
108,0
0,0
23,7
48,6
80,2
122,8
0,592
0,435
0,334
0,262
0,190
0,422
0,402
0,316
0,235
0,148
Valor Médio
Cpi
(Kj/Kg°C)
Cpp
(Kj/Kg°C)
1,747
1,789
1,833
1,880
1,928
1,415
0,974
0,974
1,111
1,438
1,182
27
T
(°C)
i
p
dT / di
dT / dp
(min)
(min)
(°C/min)
(°C/min)
-40
-30
-20
0,0
24,4
53,3
0,0
30,0
70,2
0,410
0,346
0,268
0,333
0,249
0,139
Cpi
(Kj/Kg°C)
Cpp
(Kj/Kg°C)
1,833
1,880
1,928
1,022
1,296
2,136
Valor Médio
1,485
Os valores de calor específico para polpa
de mangaba determinada, experimentalmente,
pela metodologia proposta por Moline et al.,
variaram de 0,760 kJ/kg°C a 1,485 kJ/kg°C,
para a faixa de temperatura de –180 a –40°C.
Como esperado, o calor específico sofre
influência da temperatura diminuindo com o
diminuição dela.
Gonçalves (2000) determinou o calor
específico da polpa de cajá para temperaturas
variando de –180 a –35°C, usando a
metodologia proposta por Moline et al. citados
por Kasahara et al. (1986), e obteve valores
médios de 3,23 kJ/kg°C a 2,79 kJ/kg°C,
respectivamente, valores esses bem superiores
aos encontrados, experimentalmente, para polpa
de mangaba usando a mesma metodologia.
Moline et al., citados por Kasahara et al.
(1986) sugerem que o incremento de erro da
metodologia proposta deve-se, provavelmente,
à existência de um gradiente térmico através da
amostra, essa discrepância, também, pode ser
atribuída a um equipamento experimental de
dimensões superiores, o que influenciaria
diretamente na curva de aquecimento.
Os valores de calor específico
determinados, experimentalmente, para polpa
de mangaba pelo método das misturas
encontram-se na Tabela 7, onde se observa que
estes valores são maiores do que os valores de
calor específico determinados pela metodologia
proposta por Moline e seus colaboradores
Tabela 7 – Valores do calor específico da mangaba calculado pelo Método das misturas e pelo
Método de Moline et al.
T
Cp Misturas
Cp Moline
(°C)
(kcal/kg°C)
(kJ/kg°C)
(kJ/kg°C)
-180
0,191
0,798
0,760
-130
0,215
0,901
0,891
-90
0,296
1,240
1,086
-60
0,321
1,345
1,182
-40
0,398
1,665
1,485
Poucos são os valores de calor específico
de polpa de frutas a baixas temperaturas que se
encontram na literatura, principalmente, para a
faixa de temperatura estudada. Observa-se neste
trabalho que os valores experimentais estão
abaixo dos encontrados por outros autores para
diferentes frutas. Não que se esperasse
encontrar valores semelhantes a outras polpas
de frutas, no entanto, esperavam-se obter
valores mais aproximados de outras polpas.
Por exemplo Simões (1997), encontrou
um valor de calor específico médio para polpa
de manga congelada a – 18°C de 2,39 kJ/kg°C
e Kasahara et al. (1986), obteve valores médios
de 2,62 kJ/kg°C e 2,42 kJ/kg°C para polpa de
mamão e chirimoia congeladas, respectivamente. No entanto, esses valores também
diferem bastante dos valores obtidos por Neves,
citado por Simões (1997) que encontrou um
calor específico para polpa de manga congelada
à temperatura de –18°C de 1,92 kJ/kg°C.
Embora os valores de calor específico
das polpas de frutas estejam bem dispersos,
sempre cabe lembrar que seus valores estão
28
muito relacionados com a quantidade de água
existente nas polpas de frutas, e esse valor se
aproxima do valor da água, quanto maior for o
quantitativo
1,8 de água existente na polpa de fruta.
Na Figura 7, encontram-se as equações
que expressam a variação do calor específico
determinado pelo método da mistura e pela
metodologia proposta por Moline e seus
colaboradores, para polpa de mangaba em
função da temperatura.
1,6
1,8
0,45
1,2
1,0
0,8
Calor específico (kJ/kg°C)
Cp - Método das misturas
y=1,8844 + 0,0114x + 3,0409.10
1,6
-5
0,40
Cp - Segundo Moline
y=2,1333 + 0,0140x + 3,6370.10
-5
0,35
1,4
0,30
1,2
0,25
1,0
Calor específico (kcal/kg°C)
1,4
0,20
0,8
0,15
-200
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
Temperatura (°C)
Figura 7 – Calor específico da polpa de mangaba determinado experimentalmente pelo método das
misturas e pela metodologia proposta por Moline et al., citados por Gonçalves (2000).
CONCLUSÕES
Diante dos resultados obtidos para polpa
de mangaba, conclui-se que:
a) Os valores médios de pH, sólidos solúveis
totais e teor de água foram em média de
4,22 pH, 7,34 °Brix, e 89,49% (base
úmida), respectivamente;
b) A densidade (massa específica) diminui de
988 a 843 kg/m3 com a diminuição da
temperatura de –40 a –180°C, descrevendo
uma curva linear, e de 1.030 kg/m3 à
temperatura de 26°C;
c) O calor específico médio obtido usando-se
a metodologia proposta por Moline et al.,
varia de 1,485 kJ/kg°C a 0,760 kJ/kg°C,
para uma variação de temperatura inicial
de –40 a –180 °C e de 1,665 kJ/kg°C a
0,798 kJ/kg°C, pelo método das misturas;
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
.
Aguiar Filho, S.P. de; Bosco, J.; Araújo, I. A.
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Pessoa: PB: EMEPA-PB, 1998, 26p.
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FAPEP/SINE – PB (Fundação de Amparo À
Pesquisa Do Estado Da Paraíba – Sistema
Nacional De Emprego). Curso de
tecnologia de industrialização de frutas.
João Pessoa, nov. 1997. 24p.
Instituto Adolfo Lutz. Normas Analíticas do
Instituto Adolfo Lutz: Métodos químicos e
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Gonçalves, A. de L. Propriedades termofísicas de polpa de cajá (Spondia lutea L.)
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UFPB, 2000. 90 p. (Dissertação de Mestrado).
Kasahara, G. I. Transferencia de calor y
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Refrigeracion
y
Congelacion
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Paiva, B. R. Propriedades termofísicas de
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Simões, M. R.; Propriedades termofísicas de
polpa de manga. Campinas: UNICAMP,
1997. 84p. (Dissertação de Mestrado).
30
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
A Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas do Departamento de Engenharia
Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande mantém 5 Laboratórios dentre eles o
Laboratório de Propriedade Físicas dos Materiais Biológicos, atendendo diversas linhas de
pesquisas dentre as quais as de:





Estudos das características físicas dos produtos agrícolas como grãos, sementes, frutos, raízes
e tubérculos, além de produtos cárneos, peixes e crustáceos;
Propriedades termofísicas dos materiais biológicos a temperaturas acima do ponto de
congelamento, abaixo do ponto de congelamento e a temperaturas criogênicas
Desenvolvimento de equipamentos para medições sensoriais dos alimentos
Estudo de propriedades aerodinâmicas e hidrodinâmicas dos materiais biológicos
Estudo reológico e reométrico de produtos agroindustriais
LABORATÓRIO DE PROPRIEDADES FÍSICAS DE MATERIAIS BIOLÓGICOS
O Laboratório atende principalmente os Cursos de Graduação e Pós-Graduação em Engenharia
Agrícola, além do Doutorado em Engenharia de Processos da UFCG.
Coordenação da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
Av. Aprígio Veloso, 882 – Caixa Postal 10.087 Fones (083)310-1287; 310-1194 FAX 310-1185
email- [email protected]
ISSN: 1517-8595
31
PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS DA POLPA DE UMBU
Ítalo José Evangelista de Lima1, Alexandre José de Melo Queiroz2,
Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo2
RESUMO
Foram estudadas polpas de umbu com teores de sólidos solúveis totais de 10, 20 e 30 oBrix.
Determinou-se, em cada amostra, a massa específica, a difusividade térmica, o calor específico e a
condutividade térmica. A massa específica foi determinada pelo método picnométrico, o calor
específico pelo método calorimétrico, a difusividade térmica pelo método do cilindro infinito proposto
por Dickerson (1965) e a condutividade térmica pela relação dessa propriedade com a massa
específica, o calor específico e a difusividade térmica. As propriedades estudadas também foram
calculadas por meio de equações teóricas propostas por outros autores. A massa específica aumentou
com o aumento da concentração e diminuiu com o aumento da temperatura, variando de 1.052,6 kg/m3
na amostra a 10oBrix à temperatura de 40oC até 1.159,8 kg/m3 na amostra a 30oBrix à temperatura de
20oC. A difusividade térmica variou de 1,35  10-7 a 1,52  10-7m2/s, decrescendo à medida que se
aumentou o teor de sólidos solúveis totais das amostras. O calor específico diminuiu com o aumento
do teor de sólidos solúveis totais, variando de 3,2 a 3,7 kJ/kgºC. A condutividade térmica variou entre
0,499 W/mºC na amostra a 30oBrix a 0,588 W/mºC na amostra a 10oBrix. As equações propostas em
literatura para o cálculo de propriedades termofísicas se mostraram adequadas para a determinação
teórica das propriedades de polpa de umbu.
Palavras-chave: Spondias tuberosa, calor específico, difusividade térmica, condutividade térmica
THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF THE UMBU PULP
ABSTRACT
Spondias tuberosa pulp with 5 soluble solids content of 10, 20 and 30oBrix was studied. It was
determined, in each sample, the density, the thermal diffusivity, the specific heat and the
thermal conductivity. The density was determined by the picnometric method, the specific heat
by the calorimetric method, the thermal diffusivity by the method of the infinite cylinder
proposed by Dickerson (1965) and the thermal conductivity by the relationship between this
property and the density, the specific heat and the thermal diffusivity. The studied properties
they were also calculated through theoretical equations proposed by other authors. The density
increased with the increase of the concentration and it decreased with the increase of the
temperature, varying 1052.6 kg/m3 in the sample at 10oBrix at the temperature of 40oC up to
1159.8 kg/m3 in the sample at 30oBrix at the temperature of 20oC. The thermal diffusivity varied
from 1.35  10-7 to 1.52  10-7m2/s, decreasing with the increase of the total soluble solids
content of the samples. The specific heat decreased with the increase of the total soluble solids
content, varying from 3.2 to 3.7 kJ/kgºC. The thermal conductivity varied between 0.499
W/mºC in the 30oBrix sample and 0.588 W/mºC in the 10oBrix sample. The equations proposed
in literature for the calculation of thermophysical properties were appropriate for the theoretical
determination of the properties of Spondias tuberosa pulp.
Keywords: Spondias tuberosa, specific heat, thermal diffusivity, thermal conductivity
__________________
Protocolo 127 de 26 / 08 / 2003
1
Aluno de graduação em Engenharia Agrícola, Bolsista PIBIC/UFPB.
2
Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande, Av. Aprígio Veloso, 882, Caixa Postal 10017, CEP
32
Propriedades termofísicas da polpa de umbu
INTRODUÇÃO
As frutas de clima tropical representam
um grande mercado potencial ainda pouco
explorado pela agroindústria brasileira. No caso
das frutas típicas da região Norte e Nordeste do
Brasil, o seu consumo é restrito, praticamente, à
região de produção, tendo pouca penetração
junto aos mercados consumidores de maior
poder aquisitivo das regiões Sul e Sudeste e não
constando, em sua grande maioria, sequer como
item da pauta de exportações brasileiras. Isso
representa um desperdício da aptidão produtiva
natural da região cujo clima quente e com
pequenas variações de temperatura ao longo do
ano favorece o desenvolvimento e a produção
de culturas de clima tropical.
Dentre as espécies frutícolas que se
apresentam como opção de exploração na
região Nordeste, o umbuzeiro tem destaque em
virtude de ser uma planta originária da região,
adaptada ao regime de chuvas do trópico semiárido, com grande produtividade, estimada em
7.500 kg/ha (Duque, 1980) e por produzir um
fruto com aroma e sabor exótico, apreciado sob
inúmeras formas, tanto como fruta inteira,
quanto nas mais variadas apresentações, como
sucos, néctares, sorvetes e doces em geral.
Além do fruto, o próprio umbuzeiro se
apresenta como uma árvore que propícia
excelente proteção para o solo, visto possuir
uma copa que pode atingir até 15 metros de
diâmetro (Corrêa, 1978). Essa característica
torna-o uma opção de escolha para emprego
como cobertura vegetal de áreas desmatadas e
uma alternativa no combate ao processo de
desertificação já instalado em extensas áreas da
região (Desert/IBAMA, 1992).
A viabilização da exploração econômicamente eficiente do umbu (Spondias tuberosa
Arruda Câmara) em um prazo mais curto deve
ocorrer através da industrialização da polpa em
razão de que, nessa forma, diferente do que
ocorre com a comercialização do fruto inteiro,
pode-se dispensar os demorados e dispendiosos
procedimentos de seleção, necessários à obtenção de frutos uniformes e com relação
polpa/semente adequada.
Os conhecimentos necessários para
manipulação, transporte e estocagem de polpas
de frutas envolvem propriedades físicas
relacionadas ao material, importantes para o
correto dimensionamento dos equipamentos
destinados a estas operações. No caso de polpas
de frutas, são usados processos de aquecimento
em pasteurização, concentração, etc., e a
utilização de baixas temperaturas é um
Lima et al.
procedimento largamente utilizado para a
preservação da qualidade desses produtos. No
entanto, a utilização de tais recursos envolve
gastos expressivos com energia e com sistemas
e instalações, os quais podem ser otimizados
pelo correto dimensionamento das instalações,
levando em consideração as cargas energéticas
requeridas pelo material que por sua vez
dependem da sua natureza termofísica.
O objetivo desse trabalho foi
determinar a massa específica, calor específico,
condutividade térmica e difusividade térmica da
polpa de umbu em três concentrações (ºBrix).
MATERIAIS E MÉTODOS
Este trabalho foi desenvolvido no
Laboratório
de
Armazenamento
e
Processamento de Produtos Agrícolas do
Departamento de Engenharia Agrícola, Campus
I da Universidade Federal de Campina Grande
(UFCG).
Matéria-prima
Foi adquirida polpa de umbu congelada
no comércio local da cidade de Campina
Grande – PB, em que o teor de sólidos solúveis
totais (°Brix) tivesse o valor mínimo de
10°Brix.
Caracterização química e físico-química
As determinações físico-químicas e
químicas realizadas na polpa de umbu, foram
feitas em triplicata, sendo: o pH em peagômetro
modelo pH300 M de marca Analyser; os
sólidos solúveis totais (°Brix) através de leitura
direta em refratômetro manual de marca Atago,
com correção de temperatura, através de tabela
contida no manual do Instituto Adolfo Lutz
(1985); a acidez total titulável, cinzas, açúcares
totais e redutores, utilizando-se as metodologias
descritas pela AOAC (1997); sólidos
totais/umidade método proposto pelo Instituto
Adolfo Lutz (1985); o teor de pectina foi
determinado, segundo a metodologia de Carré e
Haynes (Pearson, 1970).
Elaboração das amostras
Foram utilizados três tipos de amostras,
com teor de sólidos solúveis totais de 10°Brix,
20°Brix e 30°Brix, sendo as amostras a 20 e
30oBrix produzidas por adição de sacarose.
Massa específica
A determinação das massas específicas
das polpas em três temperaturas (20°C, 30°C e
40°C) e três concentrações (10,0°Brix,
20,0°Brix e 30,0°Brix), em triplicata, foi feita
utilizando-se picnômetro de 25ml.
Equações apresentadas em trabalhos
diversos foram utilizadas para cálculos da
massa específica teórica das amostras de polpa
de umbu (Tabela 1).
Tabela 1 - Equações para o cálculo da massa específica de produtos alimentícios
Produto
Equação
- Polpas e suco de
frutas (geral)
  1002  4,61 B  0,460  T  7,001 10 3  T 2  9,175 10 5  T 3
w
- Sucos clarificados  
de maçã
0,992417  3,7391 10 3  B
- Suco de pêssego
33
Lima et al.
  1006,56  0,5155  T  4,1951  B  0,0135  B 2
Referência
Alvarado &
Romero
(1989)
Constenla
et al. (1989)
Ramos &
Ibarz
(1998)
em que,
 - massa específica (kg/ m3);
w - massa específica da água (kg/ m3);
T - temperatura (ºC), e
B - concentração (ºBrix).
Calor específico
O calor específico das polpas de umbu
nas três concentrações foi determinado através
do método calorimétrico. O calorímetro usado
era constituído de uma garrafa térmica (frasco
Dewar) com capacidade para 1,0 litro,
envolvido por uma camada de 5 cm de isolante
térmico (lã de vidro) e tendo um invólucro
externo cilíndrico de PVC. As aferições de
temperatura foram verificadas em um indicador
conectado a um termopar, inserido através de
um orifício central feito em rolha de vedação do
calorímetro.
O calor específico das amostras foi
determinado, utilizando-se o balanço de calor e
massa apresentado na Equação 1.
m p  C p  T4  T5   C1  m 3  T5  T3   C cal  T5  T3 
(1)
em que,
mp - massa do produto (g);
Cp - calor específico do produto (cal/g°C);
T4 - temperatura inicial do produto (ºC);
T5 - temperatura de equilíbrio (ºC);
C1 - calor específico da água (cal/gºC), e
m3 - soma das massas m1 + m2 (g).
Equações obtidas em literatura foram
utilizadas para a estimar o calor específico
(teórico) das polpas de umbu com diferentes
concentrações (Tabela 2).
34
Lima et al.
Tabela 2 - Equações para o cálculo do calor específico de produtos alimentícios
Produto
Equação
Referência
C

0
,
837

3
,
349

X
Produtos alimentícios
Siebel apud Kasahara (1986)
p
w
Produtos alimentícios C p  1,465  2,721  X w
Suco de tamarindo
Lamb apud Choi & Okos (1986)
C p  4,18  (6,839  10 5  T  0,0503)  S Manohar et al. (1991)
em que,
Cp - calor específico (kJ/kgºC);
Xw - fração mássica da água (adimensional);
T - temperatura (K), e
S - sólidos solúveis (%).
Difusividade térmica
As difusividades térmicas das amostras
de polpa de umbu foram determinadas,
utilizando-se um aparato similar ao utilizado
por Dickerson (1965), que consiste em um
cilindro metálico (2,45cm de raio interno e
23,0cm de comprimento interno útil), com
rolhas plásticas nas extremidades e termopares
para acompanhamento das temperaturas, um
inserido na superfície externa e outro
internamente, no centro da secção cilíndrica.
Em cada ensaio, a cápsula era
preenchida com a amostra de polpa e
mergulhada em banho termostático, com
agitação mecânica e aquecimento a uma taxa
constante de 0,5ºC/minuto. As temperaturas do
centro do cilindro (Tc) e na superfície externa
(Ts) eram aferidas em intervalos de 2 minutos.
As difusividades foram determinadas
com o uso da Equação 2 proposta por
Dickerson (1965):
AR C2

4(TS  TC )
(2)
em que,
 - difusividade térmica (m2/ s);
A - taxa constante de aquecimento (ºC/s);
Rc - raio do cilindro (m);
Ts - temperatura na superfície do cilindro de
raio R (ºC), e
Tc - temperatura no centro do cilindro (ºC).
Os valores da constante da velocidade
de aquecimento (A) e (Ts – Tc) foram obtidos
do gráfico de temperatura (Ts e Tc) versus
tempo, construído a partir dos dados coletados.
As equações para determinação das
difusividades térmicas teóricas para as polpas
são apresentadas na Tabela 3.
Tabela 3 - Equações para o cálculo da difusividade térmica de produtos alimentícios
Produto
Equação
6
Referência
6
Alimentos em geral
  0,088 10
 ( w  0,088 10 )  X w
Alimentos em geral
  (0,057363  X w  0,000288  T) 10 6
Suco de laranja
  7,9683 10 8  5,9839 10 8  X w  0,02510 10 8  T
Riedel (1969)
Martens apud Choi
& Okos (1986)
Telis-Romero
(1998)
em que,
 - difusividade térmica (m2/ s);
w - difusividade térmica da água (m2/ s);
Xw - fração mássica da água (adimensional);
T - temperatura (ºC).
Condutividade térmica

As condutividades térmicas das
amostras foram calculadas por meio da
Equação 3, utilizando-se os valores
experimentais da difusividade térmica (),
calor específico (Cp) e da massa específica ()
determinada
experimentalmente
na
temperatura de 40o C.
35
Lima et al.
k
C p
(3)
Também
foram
calculadas
as
condutividades térmicas das amostras,
utilizando-se equações extraídas de trabalhos
diversos e apresentadas na Tabela 4.
Tabela 4 - Equações para o cálculo da condutividade térmica de produtos alimentícios
Produto
Suco
clarificado
de maçã
Equação
Autor
k  0,27928  3,5722 x 10 3 B  1,1357 x 10 3 T
Banana
k  0,901 0,967 exp(0,014M)
Constenla et
al. (1989)
Njie et al.
(1998)
Sucos de
frutas, leite
k  (326,58  1,0412T  0,00337T 2 )(0,46  0,54X w )1,73x10 3
e solução
de açúcar
Riedel apud
Choi &
Okos (1986)
em que,
k - Condutividade térmica (W/mºC);
Xw - Fração mássica da água (adimensional);
B - Concentração (ºBrix), e
T - Temperatura (ºC).
As análises estatísticas dos dados
coletados foram realizadas, utilizando-se o
programa computacional ASSISTAT versão
6.0 (Silva & Azevedo, 2002). A comparação
entre as médias foi feita, empregando-se o
teste de Tukey, ao nível de 5% de
probabilidade.
Erros percentuais
Os
erros
percentuais
foram
determinados com o uso da Equação 4, em que
se avaliou a precisão dos ajustes obtidos a
partir das equações propostas em literatura em
relação
aos
valores
determinados
experimentalmente.
p 
Ve  Vt
100
Ve
(4)
p - erro percentual (%);
Ve - valor experimental, e
Vt - valor teórico.
Caracterização química e físico-química
Os resultados médios das análises
químicas e físico-químicas de pH, sólidos
solúveis totais (°Brix), sólidos totais, pectina,
umidade, acidez total titulável, açúcares totais,
açúcares redutores, açúcares não redutores,
cinzas, desvio-padrão e coeficiente de variação
(CV) são apresentados na Tabela 5. O valor
obtido para o pH e pectina encontra-se abaixo
dos valores de determinado por Policarpo et al.
(2002), mas os açúcares redutores são
superiores ao desses pesquisadores. A umidade
está de acordo com os dados de Cavalcanti et
al. (2003).
em que,
36
Lima et al.
Tabela 5 - Características químicas e físico-químicas da polpa de umbu
Determinações
pH
Sólidos solúveis totais (ºBrix)
Sólidos totais (%)
Pectina (g/100g)
Umidade (% b.u.)
Acidez total titulável (% de ácido cítrico)
Açúcares totais (% glicose)
Açúcares redutores (% glicose)
Açúcares não redutores (% sacarose)
Cinzas (%)
Tem-se na Tabela 6 os valores dos
parâmetros da caracterização físico-química da
polpa de umbu a 10ºBrix, 20ºBrix e 30ºBrix
Média
2,16  0,021
10,0  0,0
10,11  0,035
0,31  0,06
89,89  0,035
1,45  0,007
7,74  0,024
4,51  0,054
3,01  0,14
0,22  0,013
CV (%)
0,97
0,00
0,35
19,35
0,04
0,48
0,31
1,20
4,65
5,91
utilizados nos cálculos das propriedades
termofísicas com as equações de ajuste.
Tabela 6. Valores dos parâmetros da caracterização físico-química da polpa de umbu
Composição
10ºBrix
20ºBrix
30ºBrix
Sólidos totais (%)
12,11
22,11
32,11
Umidade (% b.u.)
87,89
77,89
67,89
Massa específica
Na Tabela 7, são mostrados os valores
médios de massa específica das polpas em
função da concentração e temperatura, onde as
amostras diferem estatisticamente entre si pelo
teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade, o mesmo ocorrendo em relação
a amostras de mesmo oBrix em temperaturas
diferentes. Os resultados experimentais médios
obtidos para as massas específicas das polpas
encontram-se, na mesma faixa de valores,
obtidos para polpa de frutas (Alvarado &
Romero, 1989), sucos clarificados de maçã
(Constenla et al., 1989) e suco de pêssego
(Ramos & Ibarz, 1998). Verificam-se
aumentos consistentes nas massas específicas
das amostras, conforme se aumentou a
concentração, assim como se verificaram
reduções dessa variável nos três tipos de
amostra, conforme se aumentou a temperatura,
em todos os casos. Fazendo-se a comparação
das médias das massas específicas para cada
teor de sólidos, nas três temperaturas,
constatam-se aumentos de 3,4% entre 10o e 20o
Brix, de 9,3% entre 10o e 30oBrix e de 5,7%
entre 20o e 30oBrix. Comparando-se as médias
de massa específica das três concentrações nas
temperaturas de 20o, 30o e 40oC observam-se
reduções de 0,45% entre 20o e 30oC, 0,9%
entre 20o e 40oC e de 0,45% entre 30o e 40oC.
Destes resultados vê-se um maior impacto da
variação do teor de sólidos sobre as massas
específicas das amostras do que a variação de
temperatura, nas faixas estudadas. O
coeficiente de variação ficou em torno de
0,06%, valor que, de acordo com Gomes
(1987), indica boa precisão experimental.
Nas Tabelas 8, 9 e 10, têm-se os valores
de massa específica obtidos através das
equações propostas em literatura para as
diferentes
temperaturas
e
diferentes
concentrações, assim como os erros
percentuais dos valores determinados com o
uso das equações em relação aos valores
experimentais. Em todos os casos, os valores
teóricos situaram-se abaixo dos valores
experimentais. Observa-se que a equação de
Constenla et al. (1989) proposta para suco
clarificado de maçã resultou nos melhores
ajustes, para a determinação das massas
específicas das polpas, nas três concentrações
estudadas, com erros percentuais, variando
entre 0,70% e 2,22%. Para as equações de
Constenla et al. (1989) e de Alvarado &
Romero (1989) há um decréscimo do erro
percentual com o aumento da temperatura em
todas as amostras, ocorrendo o inverso com a
equação de Ramos & Ibarz (1998). Os
menores erros percentuais foram determinados
nas amostras a 20ºBrix, variando entre 0,70% e
1,26%. Haja vista que o maior erro não atingiu
2,5% pode-se considerar que todas as equações
37
Lima et al.
se prestaram para a predição das massas
específicas das polpas de umbu nas
concentrações e temperaturas utilizadas
Tabela 7 - Valores médios de massa específica de polpa de umbu na interação de concentrações com
temperaturas.
Massa específica (kg/m3)
20ºC
30ºC
40ºC
1.063,39 cA
1.057,14 cB
1.052,61 cC
10
1.097,16 bA
1.093,28 bB
1.088,91 bC
20
1.159,80
aA
1.155,37
aB
1.149,91 aC
30
DMS para colunas = 1,39 representada pelas letras minúsculas; DMS para linhas = 1,39 representada
pelas letras maiúsculas; CV% = 0,06; MG = 1.101,96 kg/m3.
MG - Media geral; CV - Coeficiente de variação e DMS - Desvio mínimo significativo.
Obs.: médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si.
Concentração (ºBrix)
Tabela 8 - Valores da massa específica (kg/m3) calculados com equações propostas em literatura para
a polpa de umbu 10oBrix
Modelos
Polpa de frutas (Alvarado & Romero, 1989)
Erro (%)
Suco clarificado de maçã (Constenla et al., 1989)
Erro (%)
Suco de pêssego (Ramos & Ibarz, 1998)
Erro (%)
20
1.040,97
2,11
1.045,24
1,71
1.039,55
2,24
Temperatura (oC)
30
1.038,12
1,80
1.042,57
1,38
1.034,40
2,15
40
1.035,03
1,67
1.038,97
1,29
1.029,24
2,22
Tabela 9 - Valores da massa específica (kg/m3) calculados com equações propostas em literatura para
a polpa de umbu 20oBrix
Modelos
Erro (%)
Erro (%)
Erro (%)
20
1.087,07
0,92
1.087,83
0,85
1.085,55
1,06
Temperatura (oC)
30
1.084,22
0,83
1.085,05
0,75
1.080,40
1,18
40
1.081,13
0,71
1.081,31
0,70
1.075,24
1,26
Tabela 10 - Valores dos modelos de ajuste da massa específica (kg/m3) para a polpa de umbu a
30oBrix.
Temperatura (oC)
Modelos
20
30
40
1.133,17
1.130,32
1.127,23
Erro (%)
2,30
2,17
1,97
1.134,04
1.131,14
1.127,24
Erro (%)
2,22
2,10
1,97
1.134,25
1.129,10
1.123,94
Erro (%)
2,20
2,27
2,26
38
Lima et al.
coeficientes de determinação (R2) em todas as
amostras. Na amostra a 20ºBrix obteve-se os
menores valores de R2, mas, ainda assim,
acima de 0,96.
Equações do tipo linear e quadrática
foram propostas (Tabela 11) relacionando a
massa específica com a temperatura. A
equação quadrática resultou nos melhores
Tabela 11 - Equações propostas para o cálculo da massa específica da polpa de umbu.
A
B
C
R2
  A  BT
1.073,89
-0,5392
–
0,9874
  A  BT  CT 2
1.081,02
-1,0524
0,0086
0,9956
A
B
C
R2
  A  BT
1.105,48
-0,4122
–
0,9666
  A  BT  CT 2
1.103,49
-0,2685
-0,0024
0,9677
A
B
C
R2
1.169,85
-0,4942
–
0,9850
1.165,57
-0,1861
-0,0051
0,9885
Amostra
Polpa
10oBrix
Equações
Equações
Polpa
20oBrix
Equações
Polpa
30oBrix
  A  BT
  A  BT  CT
2
 (kg/m ); T (ºC)
3
Na Tabela 12, são apresentados os
valores médios de difusividade térmica de
polpa de umbu obtidos pelos parâmetros A,
( TS  TC ) e Rc. Mediante a utilização do teste
de Tukey, observa-se uma diferença
significativa dos valores médios de
difusividade térmica ao nível de 5% de
probabilidade entre as amostras estudadas.
Constatam-se decréscimos da difusividade
térmica com o aumento da concentração,
comportamento idêntico foi verificado por
Pereira et al. (2003).
Tabela 12 - Valores médios da difusividade térmica para as diferentes concentrações (ºBrix) da polpa
de umbu
TS  TC (ºC)
Amostra (ºBrix)
A (ºC/min)
Difusividade térmica (m2/s)
10
0,54
8,9
1,52  10-7  0,019  10-7 a
20
0,53
9,1
1,45  10-7  0,018  10-7 b
30
0,51
9,5
1,35  10-7  0,018  10-7 c
-7
-7
2
CV = 1,25%; DMS = 0,045  10 ; MG = 1,44  10 m /s
MG - Média geral; CV - Coeficiente de variação e DMS - Diferença mínima significativa.
Obs.: médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si.
Os
valores
experimentais
da
difusividade térmica se encontram próximos da
faixa de valores entre 1  10-7m2/s e 2  107 2
m /s, relatada por diversos autores como
Alvarado (1994) para polpa de mamão e
Bhowmik & Hayakawa (1979), para polpa de
maçã e tomate. Também Simões (1997),
determinando a difusividade térmica da polpa
de manga, encontrou valores numa faixa de
1,28  10-7m2/s a 1,41  10-7m2/s.
Na Tabela 13, têm-se os valores
teóricos da difusividade térmica obtidos
através de equações de ajuste propostas em
literatura, juntamente com os respectivos erros
percentuais. A equação que resultou nos
melhores ajustes foi a de Riedel (1969)
proposta para alimentos em geral, com erros
percentuais variando de 3,18% a 5,79%. Em
todas as equações os valores teóricos situaramse abaixo dos valores experimentais.
Lima et al.
39
Tabela 13 - Valores das equações de ajuste da difusividade térmica para polpa de umbu
Difusividade térmica (m2/s)
Equação
10ºBrix
20ºBrix
30ºBrix
Alimentos em geral (Martens apud Choi & Okos, 1986) 1,406  10-7 1,348  10-7 1,291  10-7
Erro (%)
7,50
7,03
4,37
Alimentos em geral (Riedel, 1969)
1,432  10-7 1,369  10-7 1,307  10-7
Erro (%)
5,79
5,59
3,18
-7
-7
Suco de laranja (Tellis-Romero et al., 1998)
1,423  10
1,363  10
1,303  10-7
Erro (%)
6,38
6,00
3,48
Calor específico
Têm-se, na Tabela 14, os valores
médios experimentais para o calor específico
da polpa de umbu para as três amostras
estudadas, com diferenças significativas entre
as amostras na comparação das médias ao
nível de 5% de probabilidade pelo teste de
Tukey. Observa-se que com o aumento de
sólidos solúveis ocorre um decréscimo do
calor específico. Outros autores como Choi &
Okos (1993), Manohar et al. (1991) e Lau et al.
(1992)
também
relatam
observação
semelhante.
Tabela 14 - Valores médios do calor específico para as diferentes concentrações (ºBrix) da polpa de
umbu.
Amostra (ºBrix)
Calor específico (kJ/kgºC)
10
3,67  0,006 a
20
3,48  0,006 b
30
3,21  0,012 c
MG = 3,46 kJ/kgºC; DMS = 0,021; CV = 0,24%.
CV - coeficiente de variação; MG - média geral e DMS - diferença mínima significativa
Obs.: médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao
nível de 5% de probabilidade.
São apresentados, na Tabela 15, valores
teóricos para o calor específico, calculados por
equações sugeridas em literatura, com os erros
percentuais em relação aos valores obtidos
experimentalmente. Observa-se que os erros
percentuais para a polpa a 10ºBrix variaram de
2,87% a 4,93%, sendo este último o maior dos
erros percentuais entre todos os casos. Para a
polpa a 20ºBrix, obtiveram-se os menores erros
percentuais, numa faixa de variação de 1,10% a
2,89%. Para todas as equações foram obtidos
erros percentuais abaixo de 5%.
Tabela 15 - Valores de calor específico para polpa de umbu calculados por equações propostas em
literatura.
Calor específico (kJ/kgºC)
Equação
10ºBrix
20ºBrix
30ºBrix
Produtos alimentícios (Siebel apud Kasahara, 1986)
3,78
3,45
3,11
Erro (%)
2,87
1,10
3,21
Suco de tamarindo (Manohar et al., 1991)
3,83
3,54
3,25
Erro (%)
4,23
1,65
1,17
Produtos alimentícios (Lamb apud Choi & Okos, 1986)
3,86
3,58
3,31
Erro (%)
4,93
2,89
3,04
40
Lima et al.
experimentais para a condutividade térmica da
polpa de umbu.
Condutividade térmica
Na Tabela 16, apresentam-se os
valores calculados por meio dos dados
Tabela 16 - Valores médios da condutividade térmica para as diferentes concentrações (ºBrix) da
polpa de umbu
Amostras
10ºBrix
20ºBrix
30ºBrix
Condutividade térmica (W/mºC)
0,588
0,550
0,499
Com os resultados encontrados,
observa-se que a condutividade térmica
mostrou-se inversamente proporcional ao teor
de sólidos solúveis (ºBrix), sendo esta uma
constatação comum relatada por outros autores
como Oliveira (1997) e Simões (1997).
Na Tabela 17, têm-se os valores de
condutividade térmica calculados a partir de
equações propostas em outros autores.
Observa-se que a equação de Riedel citado por
Choi & Okos (1986) resultou, nos melhores
ajustes, para as amostras com menores teores
de sólidos solúveis (10 e 20oBrix). Na amostra
a 30oBrix o melhor ajuste foi obtido com a
equação de Njie et al. (1998). Os resultados
para a polpa a 10ºBrix apresentaram-se com
dois dos menores erros, entre 0,17% e 3,57%,
enquanto os resultados para a polpa a 30ºBrix
apresentaram-se com dois dos maiores erros
percentuais entre as equações, com valores
iguais a 4,01% e 5,81%. As três equações
utilizadas podem ser consideradas satisfatórias
para predizer a condutividade térmica da polpa
de umbu, uma vez que o maior dos erros não
atingiu 6,0 %.
Tabela 17 - Valores da condutividade térmica para polpa de umbu calculadas com equações propostas
em literatura
Condutividade térmica (W/mºC)
10ºBrix
20ºBrix
30ºBrix
0,587
0,553
0,519
0,17
0,54
4,01
0,599
0,563
0,528
1,87
2,36
5,81
0,609
0,565
0,514
3,57
2,73
3,01
Equação
Sucos de frutas (Riedel apud Choi & Okos, 1986)
Erro (%)
Erro (%)
Banana (Njie et al., 1998)
Erro (%)
específica da polpa de umbu, com erros
percentuais inferiores a 2,25%.
CONCLUSÕES

Os valores médios da massa específica para
polpa de umbu a 10ºBrix, nas temperaturas
de 20ºC, 30oC e 40ºC variaram,
respectivamente, de 1.063,39 kg/m3 a
1.052,61 kg/m3. A 20ºBrix nas três
temperaturas variaram de 1.097,16 kg/m3 a
1.088,91. A 30ºBrix variaram de 1.159,80
kg/m3 a 1.149,91 kg/m3 a 20ºC, 30oC e
40ºC, respectivamente. Das equações
propostas em trabalhos diversos a equação
de Constenla resultou nos melhores ajustes
para determinação teórica de massa

Os valores de difusividade térmica variaram
entre 1,35  10-7 a 1,52  10-7 m2/s,
decrescendo à medida que se aumentou o
teor de sólidos solúveis (ºBrix) em todas as
amostras Dentre as equações propostas em
literatura a equação de Riedel (1969)
resultou no melhor ajuste para predição de
difusividade térmica de polpa de umbu.

Os valores médios para o calor específico
para as amostras 10ºBrix, 20ºBrix e 30ºBrix
foram respectivamente de 3,67 kJ/kgºC,
3,48 kJ/kgºC e 3,21 kJ/kgºC, diminuindo
conforme se aumentou o teor de sólidos
solúveis. A equação de predição de calor
específico proposta por Siebel resultou nas
melhores aproximações em relação às
determinações experimentais.

A condutividade térmica teve os valores
médios de 0,588 W/mºC, 0,550 W/mºC e
0,499 W/mºC para as amostras 10ºBrix,
20ºBrix e 30ºBrix, respectivamente. Das
equações propostas na literatura, utilizadas
para cálculo de condutividade térmica a que
resultou no melhor ajuste foi a de Riedel,
com erro percentual máximo de 3,98%.
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ISSN: 1517-8595
43
CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE CARAMBOLAS PRODUZIDAS EM REGIÃO
SEMI-ÁRIDA DO NORDESTE BRASILEIRO
Lucicléia B. V. Torres1, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo2,
Alexandre José de Melo Queiroz2
RESUMO
Foi utilizada como matéria-prima para este trabalho carambolas, provenientes da cidade de AçuRN. Os frutos, coletados aleatoriamente, com boas características externas de qualidade, se
encontravam em três estádios de maturação: maduros, semi-maduros e verdes. Da polpa
extraída destes frutos foi realizada a caracterização, através das determinações do pH, sólidos
solúveis totais (oBrix), sólidos totais, cinzas, e acidez total titulável. As polpas dos frutos
maduros e semi-maduros apresentaram o teor de sólidos solúveis totais em torno de 8°Brix e
7°Brix, respectivamente, enquanto para o produto verde o valor médio obtido foi de 5,5°Brix.
Para as polpas dos frutos maduros, semi-maduros e verdes, foram encontrados valores médios
de pH de 3,69, 3,61 e 3,52, o teor de sólidos totais de 9,52, 9,26 e 7,57%, o percentual de cinzas
de 0,52, 0,40 e 0,34% e acidez total titulável em torno de 0,37, 0,38 e 0,41% de ácido cítrico,
respectivamente.
Palavras-chave: Averrhroa carambola, composição, maturação.
CHEMICAL CHARACTERIZATION OF CARAMBOLAS FRUITS PRODUCED IN
SEMI-ARID AREA OF THE BRAZILIAN NORTHEAST
ABSTRACT
Carambola fruits were used for this work. They come from Açu-RN. The fruits, randomly
collected with good external characteristics of quality, were at three maturation states: ripe,
semi-ripe and not ripe. The characterization was accomplished from the extracted pulp of these
fruits, through the determination of the pH, total soluble solids ( oBrix), total solids, ashes, and
titratable total acidity. The ripe and semi-ripe fruit pulp presented the total soluble solids content
around 8°Brix and 7°Brix, respectively, while the obtained medium value for the not ripe
product was 5.5°Brix. The pulp of the ripe, semi-ripe and not ripe fruits, and the medium pH
values of 3.69, 3.61 and 3.52 were found, the total solids content of 9.52, 9.26 and 7.57%, the
percentile of ashes of 0.52, 0.40 and 0.34% and titratable total acidity around 0.37, 0.38 and
0.41% of citric acid, respectively, were also observed.
Keywords: Averrhoa carambola, composition, maturation.
.
_________________
Protocolo 143 de 05 / 11/ 2003
1
Aluna de Pós-graduação em Engenharia Agrícola, UFCG
2
Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande, Av. Aprígio Veloso, 882, Caixa Postal
10017, CEP
44
Caracterização química de carambolas produzidas em região semi-árida do nordeste brasileiro
INTRODUÇÃO
Alimentos são definidos como misturas
complexas de diferentes componentes (água,
proteínas, lipídeos, carboidratos, minerais,
vitaminas, pigmentos, aditivos, etc.) destinados
ao
consumo
humano.
Dados
sobre
características químicas, físico-químicas e
físicas de alimentos são importantes para
inúmeras atividades, dentre estas, sobressaindo-se o controle de qualidade de alimentos in
natura e/ou processados (Madruga &
Aldrigue, 2002). As frutas, os legumes e as
hortaliças, em geral, são considerados do ponto
de vista de seu valor nutritivo como
complementos
dos
alimentos
básicos,
fornecendo energia, minerais e vitaminas
(ITAL, 1980).
A carambola (Averrhoa carambola L.)
pertencente à família Oxalidaceae é
originária
da
Ásia
tropical,
mais
provavelmente da Índia, e parece ter sido
introduzida, no Brasil, por volta de 1817, no
Nordeste, espalhando-se, a partir dessa região,
por todo o litoral brasileiro (Venturoso et al.,
2002). Atualmente é cultivada em regiões
tropicais de ambos os hemisférios. É
produzida, no Brasil, e, em países, como:
Índia, Tailândia, Israel e alguns países da
África.
As formas dos frutos da caramboleira
variam de oblongo a elipsóide, com 6 a 15 cm
de comprimento e com 4 a 5 recortes
longitudinais, que correspondem aos carpelos
(Campbell & Koch, 1989). A casca é
translúcida, lisa e brilhante, e a cor varia do
esbranquiçado ao amarelo ouro intenso
(Wilson, 1990), com sabor agridoce (Gomes,
1980). A polpa é, em geral, de consistência
rígida.
O mercado de frutas tropicais ou
exóticas vem crescendo, fortemente, nos
últimos anos, tanto no mercado interno, quanto
no externo e a carambola se destaca como uma
opção rentável de diversificação e uma
alternativa de cultivo ao fruticultor. Saúco
(1994) referiu-se a caramboleira como uma das
fruteiras com grande potencial, devido à
capacidade de rápido desenvolvimento, alta
produtividade, seleção de clones doces e
possibilidade de cultivo, em sistemas
protegidos.
Araújo & Minami (2001) acrescentaram
que a escassez de dados sobre a caramboleira,
no Brasil, a crescente demanda de
informações, o apelo mercadológico, quanto ao
Torres et al.
formato e sabor exótico, as possibilidades,
quanto à utilização do fruto, a adaptabilidade
da planta às condições edafoclimáticas
brasileiras, a precocidade, a quantidade,
regularidade e vida útil de produção são
parâmetros que viabilizam o cultivo na maioria
do território nacional, exceto nas regiões
submetidas às geadas e baixas temperaturas
durante longo período.
A carambola é consumida fresca ou sob
forma de compotas, geléias, vinhos, passas,
doces; o suco da polpa é refrigerante e tem uso
medicinal no tratamento de febre, escorbuto e
diarréia. O fruto é fonte de vitaminas A e C,
sendo rico em ácido oxálico. Seu sabor pode
variar muito, de árvore para árvore e de fruto
para fruto, mas costuma ser adocicado, quando
amadurece e um tanto ácido e adstringente,
quando ainda verde. Nesse último caso, pode
ser preparado em conservas salgadas, do tipo
pickles, conferindo-lhes um sabor exótico e
uma aparência decorativa.
As pequenas flores da caramboleira, de
cor violeta, no centro, e esbranquiçadas, nas
bordas, são utilizadas, em alguns países, como
ingrediente no preparo de saladas.
A qualidade das frutas se relaciona às
características químicas, como teor de sólidos
solúveis, pH, acidez e outros, sendo
dependente dos fatores climáticos e variando
ainda com o tipo de solo onde vegeta a planta.
Da conjugação dos fatores edafoclimáticos
resultam espécimes com grande variação de
caracteres, originando produtos que podem ter
maior ou menor aceitação pelo mercado
consumidor, assim como pela agroindústria
processadora. Frutas produzidas no semi-árido
nordestino tendem a ser beneficiadas com a
alta intensidade de luz solar recebida pela
região e pelo maior número de dias de sol
aberto ao longo do ano, possuindo, muitas
vezes, características diferentes das observadas
em materiais idênticos, oriundos de outras
regiões.
O presente trabalho foi realizado com o
objetivo de caracterizar carambolas produzidas
no município de Açu, RN, localizado na região
semi-árida do Nordeste, em três estádios de
maturação, mediante determinações do pH,
sólidos solúveis totais (oBrix), sólidos totais,
cinzas, e acidez total titulável e verificar a
correlação destes fatores com o estádio de
maturação.
MATERIAL E MÉTODOS
Esse trabalho foi realizado no Laborató-
rio de Armazenamento e Processamento de
Produtos Agrícolas do Departamento de
Engenharia
Agrícola,
pertencente
à
Universidade Federal de Campina Grande.
Torres et al.
45
A matéria-prima utilizada nos ensaios
foi carambolas provenientes da cidade de Açu
-RN. As etapas do trabalho seguiram a ordem
apresentada no fluxograma da Figura 1.
Recepção
Seleção
Lavagem/Desinfecção
Despolpamento
Homogeneização
Análises
Figura 1 - Fluxograma das etapas do processamento das carambolas.
De acordo com a Tabela 2, verifica-se
que os valores médios do pH da polpa de
carambola aumentam com o processo de
maturação da fruta. Esses valores são menores
que o determinado por Miller & McDonald
(1998), que foi de 4,2, porém estão dentro da
variação de 2,9 a 4,2 relatada por Wilson
(1990). O pH inferior a 4,0 classifica a
carambola como fruto muito ácido, condição
que desfavorece o desenvolvimento de um
grande número de bactérias (Alves et al., 2002).
Após aquisição, os frutos foram levados
para o laboratório, selecionados e divididos por
lotes. Essa divisão foi realizada por meio de
seleção visual, efetuada a partir da cor da casca,
classificada como amarelo ouro, amarelo e
verde, correspondendo, respectivamente, aos
lotes de exemplares maduros, semi-maduros e
verdes.
A desinfecção dos frutos foi feita por
imersão deles em solução de hipoclorito de
sódio a 50 ppm, durante 15 minutos, seguida de
enxágüe em água corrente.
A extração da polpa para a determinação
das características químicas dos frutos foi feita
em multiprocessador doméstico.
Os frutos foram analisados, quanto ao
potencial de hidrogênio (pH), sólidos solúveis
totais (°Brix), sólidos totais , cinzas e acidez
total titulável, conforme as metodologias do
Instituto Adolfo Lutz (1985) descritas a seguir:
pH
O pH foi registrado em peagômetro
digital, modelo TE-902 marca DIGIMED com
precisão de 0,01 unidades de pH, previamente
calibrado com soluções tampão (pH 4,0 e 7,0).
Sólidos solúveis totais
Determinou-se o conteúdo dos sólidos
solúveis totais (°Brix) em refratômetro de
bancada tipo Abbe, marca Quimis modelo Q109B.
Sólidos totais
Os sólidos totais foram determinados
pesando-se 20g da polpa, aproximadamente, a
temperatura ambiente, seguido de secagem em
estufa a 70°C até peso constante.
Cinzas
O método utilizado para a determinação
da quantidade de substâncias inorgânicas
obtidas por meio das cinzas ou resíduo mineral
Torres et al.
46
fixo da amostra, baseia-se no resíduo obtido por
ração entre as médias pelo teste de Tukey,
incineração da amostra em mufla a 525°C.
usando-se o programa computacional Assistat
(Silva & Azevedo, 2002).
Acidez total titulável
A acidez total titulável do produto foi
determinada, titulando-se a amostra com
solução de hidróxido de sódio 0,1N,
expressando-se o resultado final em
percentagem de ácido cítrico.
A análise estatística dos dados foi feita,
utilizando-se o delineamento inteiramente
casualizado, com três repetições, e a compa-
pH
Na Tabela 1, encontra-se a análise de
variância dos valores do pH da polpa de
carambola para os três estádios de maturação.
Verifica-se diferença significativa em nível de
1% de probabilidade pelo teste F para as
diferentes amostras.
Tabela 1 - Análise de variância do pH da carambola em diferentes estádios de maturação.
Fonte de variação
Tratamentos
Resíduo
Total
G. L.
2
6
8
S. Q.
0,04709
0,00259
0,04968
Q. M.
0,02354
0,00043
F
54,4588**
** - Significativo a nível de 1% de probabilidade
G. L. – Grau de liberdade; S. Q. – Soma dos quadrados; Q. M. – Quadrado médio
Tabela 2 - Valores médios do pH da carambola em diferentes estádios de maturação.
Amostra
Verde
Semi-madura
Madura
pH
3,52 c
3,61 b
3,69 a
DMS = 0,05; MG = 3,61; CV = 0,58%.
MG – Média geral; CV – Coeficiente de variação e DMS – Desvio mínimo significativo.
Obs.: médias seguidas pelas mesmas letras não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey em nível de 5% de
probabilidade.
As
representações
gráficas
do
comportamento do pH da carambola para os
três estádios de maturação encontram-se na
Figura 2.
O pH foi influenciado significativamente
pelo estádio de maturação.
3,8
pH
3,7
3,69
3,61
3,6
3,52
3,5
3,4
Madura
Semi-madura
Verde
Figura 2 – Valores médios do pH para a carambola em diferentes estádios de maturação.
47
tratamentos, em nível de 0,01 de probabilidade
pelo teste F, para a fonte de variação estádio de
maturação, indicando que existe mais de 99%
de probabilidade de pelo menos um contraste
entre médias de tratamento diferir de zero.
Sólidos totais
A análise de variância para a variável
sólidos totais encontra-se na Tabela 3.
Observa-se diferença significativa entre os
100%
90,4
92,4
Torres et al.
90,7
80%
Solidos Totais
Umidade
60%
40%
20%
7,5
9,5
9,2
0%
Verde
Madura
Semi-madura
Figura 3 - Umidade e sólidos totais para a carambola em diferentes estádios de maturação.
Cinzas
Pelos dados da análise de variância
(Tabela 5) do conteúdo mineral (cinzas) das
polpas de carambola obtidas para os três
estádios de maturação, observa-se que houve
diferença significativa em nível de 5% de
probabilidade para os tratamentos (maduro,
semi-maduro e verde).
Tabela 5 - Análise de variância dos dados das cinzas da carambola em diferentes estádios de
maturação
Fonte de variação
G. L.
S. Q.
Q. M.
F
Tratamentos
2
0,04882
0,02441
0,6134*
Resíduo
5
0,01980
0,00396
Total
7
0,06862
* - Significativo a nível de 5% de probabilidade
Os resultados experimentais obtidos da
média de três repetições das cinzas (conteúdo
mineral) da polpa de carambola nos três
estádios de maturação, estão apresentados na
Tabela 6. Tem-se também a média geral, o
coeficiente de variação e o desvio mínimo
significativo. Constata-se que o teor de cinzas
nos frutos apresentou tendência de aumento
com a maturação dos frutos. O coeficiente de
variação em torno de 14% indica uma média
precisão experimental.
Os frutos maduros apresentaram o
maior teor de cinzas, não diferindo
estatisticamente, porém, do valor médio dos
frutos semi-maduros. Entre os frutos verdes e
maduros existe diferença significativa em nível
de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey,
sendo estes valores superiores aos relatados por
Taylor (1993) e Lennox & Ragoonath (1990).
Torres et al.
48
Tabela 6 - Valores médios das cinzas para a carambola em diferentes estádios de maturação.
Amostra
Verde
Semi-madura
Madura
Cinzas (%)
0,34 b
0,40 ab
0,52 a
DMS =0,20 x (1/nr1+1/nr2); MG = 0,42%; CV = 14,82%
probabilidade.
Na Figura 4, estão
graficados as
variações do teor de cinzas para os três
materiais, onde se constata valores na mesma
faixa dos determinado por Teixeira et al. (2001)
para seis diferentes cultivares de carambola.
Percebe-se que o material verde contém pouco
mais da metade do teor de cinzas do material
maduro.
Figura 4 - Conteúdo mineral (cinzas) para a carambola em diferentes estádios de maturação.
Analisando-se os dados da análise de variância
para os valores da acidez total titulável da polpa
de carambola apresentados na Tabela 7,
verifica-se diferença significativa para p<0,05
para a fonte de variação estádio de maturação
Tabela 7 - Análise de variância dos dados da acidez total titulável de carambola em diferentes estádios
de maturação
S. Q.
Q. M.
F
Fonte de variação
G. L.
Tratamentos
2
0,00136
0,00068
7,5398*
Resíduo
6
0,00054
0,00009
Total
8
0,00190
* - Significativo em nível de 5% de probabilidade
Na Tabela 8, têm-se os valores médios
para a acidez total titulável das amostras. Notase o maior valor para os frutos verdes, com
resultados decrescentes entre os produtos semimaduros e maduros. Porém, existe diferença
significativa apenas entre os frutos verdes e os
maduros estando estes valores acima do valor
relatado por Lederman et al. (2000) e dentro
dos valores médios citados por Teixeira et al.
(2001).
Torres et al.
49
Tabela 8 - Valores médios da acidez total titulável para a carambola em diferentes estádios de
maturação.
Amostra
Verde
Semi-madura
Madura
Acidez total titulável (% ácido cítrico)
0,41 a
0,38 ab
0,37 b
DMS = 0,02; MG = 0,39% ácido cítrico; CV = 2,43%
probabilidade.
0,42
Verde
Acidez Total Titulável
(% äcido Cítrico)
0,41
0,4
0,39
Semi-madura
0,38
Madura
0,37
0,36
0,35
Figura 5 - Teores de acidez total titulável para a carambola em diferentes estádios de maturação.
Na Figura 5 estão representados
graficamente os valores médios da acidez total
titulável das carambolas. Observa-se decréscimo da acidez com a maturação dos frutos.
Sólidos solúveis totais
Na Tabela 9, encontram-se os valores
médios dos sólidos solúveis totais para as três
amostras. Os teores dos sólidos solúveis totais
nas polpas analisadas aumentam com o
amadurecimento dos frutos. Estes valores são
inferiores aos encontrados por Teixeira et al.
(2001) e Lederman et al (2000), sendo o teor da
polpa madura superior ao encontrado por
Lennox & Ragoonath (1990).
Tabela 9 - Valores médios dos sólidos solúveis totais (oBrix) para a carambola em diferentes estádios
de maturação
Amostra
Verde
Semi-madura
Madura
MG = 6,83oBrix
Sólidos solúveis totais (0Brix)
5,5
7,0
8,0
Na Figura 6, estão representados
graficamente os valores médios dos sólidos
solúveis totais das carambolas. Observa-se
aumento da concentração com a maturação dos
frutos.
50
Torres et al.
9
Sólidos solúveis totais (*Brix)
Madura
8
Semi-madura
7
Verde
6
5
4
3
2
1
0
Figura 6 - Teores de sólidos solúveis totais para a carambola em diferentes estádios de maturação
Relação sólidos solúveis totais/acidez total
titulável
Analisando-se os dados da análise de
variância apresentados na Tabela 10, constatase que o valor do teste F é significativo em
nível de 5% de probabilidade, indicando que a
hipótese de nulidade, isto é, de efeito nulo para
os tratamentos, é rejeitada e que as diferenças
entre as médias de tratamentos provavelmente
não são casuais, e são devidas ao
comportamento diferente das amostras, isto é,
do estádio de maturação.
Tabela 10 - Análise de variância dos dados da relação sólidos solúveis totais/acidez total titulável de
carambolas em diferentes estádios de maturação
Fonte de variação
Tratamentos
Resíduo
Total
G. L.
2
6
8
S. Q.
89,567
1,3761
90,943
Q. M.
44,783
0,2293
F
195,2679*
* - Significativo a nível de 5% de probabilidade
Na Tabela 11, estão contidas as relações
entre os sólidos solúveis totais e a acidez total
titulável para as carambolas nos três estádios
de maturação. Os frutos maduros apresentaram
a maior relação de SST/ATT, conseqüência
direta do maior teor de sólidos solúveis totais
(SST) e a menor acidez total titulável (ATT).
Segundo Wilson (1990), a relação SST/ATT
ótima para o consumo da carambola é de 12,6
(8,6% de SST e 0,69% de ATT) sendo menor
que os valores observados para todas as polpas
analisadas, indicando que mesmo os frutos
verdes produzidos na região de onde
provieram as amostras são aceitáveis para o
consumo.
Torres et al.
51
Tabela 11 - Relação sólidos solúveis totais/acidez total titulável para a carambola em diferentes
estádios de maturação.
Amostra
SST/ATT
Verde
13,4 c
Semi-madura
18,4 b
Madura
21,6 a
DMS = 1,19; MG = 17,61; CV(%)= 2,72
Obs.: médias seguidas pelas mesmas letras não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey a nível de 5% de probabilidade.
Na Figura 7 observa-se que a relação
SST/ATT aumenta com a maturação dos
frutos, dados necessários para a seleção dos
frutos com o melhor sabor.
25
Madura
Relação SST/ATT
20
15
Semi-madura
Verde
10
5
0
Figura 7 - Relação sólidos solúveis totais/acidez total titulável para a carambola em diferentes
estádios de maturação.
Nas Tabelas 12, 13 e 14, encontram-se
os valores experimentais de características
físico-químicas determinadas para as polpas de
carambola maduras, semi-maduras e verdes,
bem como valores referenciados na literatura
para carambola sem discriminação do estádio
de maturação.
Analisando-se os coeficientes de
variação
apresentados
nessas
tabelas,
determinados a partir do valor experimental e
dos três valores da literatura, constata-se uma
acentuada variação (CV>10%) entre os valores
apresentados, podendo-se atribuir esse
comportamento a diferenças naturais existente
entre os frutos de plantas nativas e/ou de
cultivares selecionados e das condições edafoclimáticas as quais foram produzidas.
Diferenças
percentuais
entre
os
resultados experimentais e os valores
publicados foram tabelados com o objetivo de
se verificar as divergências. Considerando as
diferenças percentuais entre os resultados
experimentais e os resultados publicados temse variações entre 0% e 64,86% para polpa
madura, entre 2,63 e 60,53% para semimadura e de 2,07% a 48,78% para polpa
verde. Fazendo-se a média entre os resultados
experimentais e os resultados publicados para
cada um dos parâmetros tem-se valores médios
de pH entre 3,14 e 3,18; de SST entre 5,77 e
6,40 oBrix; e de ATT entre 0,48 e 0,49 (% de
ácido cítrico).
Constata-se que os valores experimentais de pH e SST no material maduro
superaram os resultados publicados nos três
trabalhos citados, enquanto a ATT igualou-se
ao menor valor obtido em literatura. Da
relação SST/ATT verifica-se que as amostras
maduras do presente trabalho apresentaram
resultados superiores às dos demais autores,
com diferenças entre 35 e 49%. Na polpa semimadura os resultados obtidos para pH e ATT
permanecem em níveis semelhantes aos da
polpa madura e os SST decrescem em torno de
12%. Ainda assim o teor de SST supera os três
valores publicados e a relação SST/ATT na
determinação experimental supera os valores
Torres et al.
52
publicados entre 24 e 40%. Na polpa verde o
apresentaram-se com características menos
pH e os SST se reduzem em relação às polpas
ácidas e mais adocicadas que as amostras
madura e semi-madura, enquanto a ATT
referidas em literatura, cujas características
apresenta acréscimo. Como conseqüência, os
mais se aproximaram das amostras verdes
resultados para esta polpa se aproximam dos
estudadas neste trabalho. Isto poderia ser
resultados apresentados em Oliveira et al.
explicado, pelas condições edafoclimáticas
(1989), inclusive no que se refere a relação
peculiares, incidentes sobre as carambolas
SST/ATT. Destas observações tem-se que as
oriundas do semi-árido, embora não se tenha
polpas produzidas de carambolas maduras e
dado sobre as variedades em estudo.
semi-maduras oriundas da região de Açu, RN,
Tabela 12 - Parâmetros físico-químicos experimentais da polpa de carambola madura e valores
determinados por outros autores.
Parâmetros
Araujo
Neog
Oliveira
&
Diferença
Diferença
& Diferença
C.V.
Exper.
et al
Média* D. P.
Minami
(%)
(%)
Mohan
(%)
(%)
(1989)
(2001)
(1991)
3,69
3,32
10,03
3,33
9,76
2,4
34,96
3,18 0,55 17,26
8,0
5,99
25,13
5,1
36,25
6,5
18,75
6,40 1,21 18,99
pH
SST (oBrix)
ATT
0,37
(% ac. cítrico)
SST/ATT
21,2
0,56
51,35
0,37
0,00
0,61
64,86
0,48
11,78
44,43
13,78
35,00
10,8
49,06
14,39 4,71 32,71
0,13 26,35
D.P. - Desvio padrão; C.V. - Coeficiente de variação; Exp. –Valores experimentais
*
Média dos quatro valores (experimental e literatura)
Tabela 13 - Parâmetros físico-químicos experimentais da polpa de carambola semi-madura e valores
Parâmetros
Araujo
Neog
Oliveira
&
Diferença
Diferença
& Diferença
C.V.
Exper.
et al
Média* D. P.
Minami
(%)
(%)
Mohan
(%)
(%)
(1989)
(2001)
(1991)
3,61
3,32
8,03
3,33
7,76
2,4
33,52
3,16 0,52 16,61
7,00
5,99
14,43
5,1
27,14
6,5
7,14
6,15 0,81 13,19
pH
SST (oBrix)
ATT
0,38
(% ac. cítrico)
SST/ATT
18,2
0,56
47,37
0,37
2,63
0,61
60,53
0,48
11,78
35,27
13,78
24,29
10,8
40,66
13,64 3,28 24,07
0,12 25,63
*
Tabela 14 - Parâmetros físico-químicos experimentais da polpa de carambola verde e valores
Parâmetros
Araujo
Neog
Oliveira
&
Diferença
Diferença
& Diferença
C.V.
Exper.
et al
Média* D. P.
Minami
(%)
(%)
Mohan
(%)
(%)
(1989)
(2001)
(1991)
3,52
3,32
5,68
3,33
5,40
2,4
31,82
3,14 0,50 15,95
5,5
5,99
5,1
7,27
6,5
5,77 0,61 10,50
8,91
18,18
pH
SST (oBrix)
ATT
0,41
(% ac. cítrico)
SST/ATT
13,5
0,56
36,59
0,37
9,76
0,61
48,78
0,49
11,78
12,74
13,78
2,07
10,8
20,00
12,47 1,42 11,39
0,12 23,71
*
CONCLUSÕES
Diante dos resultados obtidos, pode-se
concluir que:
As polpas de carambolas maduras e
semi-maduras estudadas, neste trabalho,
apresentaram-se menos ácidas e com maiores
teores de açúcares que as amostras reportados
em literatura.
Os resultados reportados em literatura se
equiparam aos obtidos no presente trabalho
para a polpa de carambolas verdes.
Os valores de pH para as polpas
estudadas variaram de 3,52 a 3,69; os sólidos
solúveis totais variaram de 5,5 a 8,0 oBrix; o
teor de cinzas variou de 0,34 a 0,52%; a acidez
total titulável variou de 0,37 a 0,41.
Os valores de pH, sólidos solúveis
totais, teor de cinzas e a relação sólidos
solúveis
totais/acidez
total
titulável
decresceram entre a polpa madura e a polpa
semi-madura e entre esta e a polpa verde; a
acidez total titulável aumentou entre as
amostras maduras e semi-madura e entre esta e
a amostra verde.
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1990. p.277-301.
ISSN: 1517-8595
CURVAS DE CONGELAMENTO DE FRUTOS DE CAJÁ (Spondias lutea L.) A
TEMPERATURAS SEMI-CRIOGÊNICAS
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata1, Maria Elita Duarte Braga1,
Michel da Silva2
RESUMO
O cajá é uma fruta produzida na região nordeste e ultimamente vem sendo exportada para outras
regiões do País na forma de polpa, onde já existe um mercado consumidor assegurado para seu
consumo na forma de suco e sorvete. No entanto, dois fatores delimitam a sua industrialização,
a sua sazonalidade e a sua perecibilidade. A perecibilidade dos frutos corresponde às alterações
fisiológicas que ocorrem nos frutos depois de sua formação e crescimento na planta mãe.
Portanto a partir desta etapa todo o processo deve ser rápido, a fim de evitar contaminações e
volatilização de componentes que dão sabor e aroma característicos da fruta. O congelamento de
frutos é uma maneira eficaz de se evitar a perecibilidade e controlar a sazonalidade Um produto
com elevado teor de umidade, quando congelado, tem três fases distintas, sendo a primeira a de
resfriamento, a segunda a de cristalização das partículas de água no interior do produto e a
terceira o pós-congelamento que corresponde ao congelamento do fruto na fase sólida. Diante
do relatado, o presente trabalho teve como objetivo estudar a cinética de congelamento dos
frutos de cajá às temperaturas de –30, –60 e –90°C. As curvas de congelamento foram obtidas
por meio de um aparelho Kryostat N-180 a uma velocidade do ar de congelamento de 35 m.min1
. Nesta pesquisa concluiu-se o cajá levou 75 minutos, na fase de cristalização, para se congelar
à temperatura de –30°C, 44 minutos à temperatura de –60 °C e 40 minutos à temperatura de –
90°C. No que diz respeito à cinética de congelamento do cajá pode-se verificar que a
difusividade térmica na primeira fase do congelamento (resfriamento) variou de 2,8.10-7m².s-1 a
3,452.10-7m².s-1, e que na terceira fase do congelamento de 3,1082.10-7m².s-1 a 3,2539.10-7m².s-1
(pós-congelamento).
Palavras-chave: cristalização, pós-congelamento, difusividade térmica
CAJÁ (Spondias lutea L.) FRUITS FREEZING CURVES AT SEMI-CRYOGENIC
TEMPERATURES
ABSTRACT
The cajá is a fruit produced in the northeast area and it HAS being exported lately for another
areas of the Country in the pulp form, where a assured consuming market for its consumption in
the juice and ice cream forms already exists. However, two factors delimitate its
industrialization: its seasonality and its perishability. The perishability of the fruits corresponds
to the physiologic changes that happen in the fruits after its formation and growth in the mother
plant. Therefore, starting from this stage, the process should be completely fast; in order to
avoid contamination and volatilization of ones is the components that provide flavor and
characteristic aroma of the fruit. The freezing of fruits is an effective way to avoid the
perishability and to control the seasonality. A product with high humidity text, when frozen, has
three different phases; the first one is the cooling, the second is the crystallization of the water
particles inside the product and the third is the post-freezing that corresponds to the freezing of
the fruit in the solid phase. The present work had as objective to study the freezing kinetics of
the cajá fruits at the temperatures of -30, -60 and -90°C. The freezing curves were obtained by
Kryostat N180 equipment to a speed of the freezing air of 35 m.min-1. In this research, the cajá
__________________
Protocolo 123 de 09 / 08 / 2003
1
Prof. Dr. Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal da Campina Grande, Campina Grande, PB, Brasil,
[email protected] e [email protected]
2
Químico Industrial. Mestre em Engenharia Agrícola UFLA, Porto Velho, Rondônia, RO, Brasil
55
56
Cinética de congelamento de frutos de cajá a baixas temperaturas Silva, et al.
took 75 minutes, in the crystallization phase, to freeze itself at the temperature of -30°C, 44
minutes at the temperature of -60 °C and 40 minutes at the temperature of -90 °C. According to
the cajá freezing kinetics, it can be verified that the thermal diffusivity in the first phase of the
freezing (cooling), varied from 2,8.10-7 m².s-1 to 3,452.10-7 m².s-1, and that in the third phase of
the freezing it varied from 3,1082.10-7m².s-1 to 3,2539.10-7m².s-1 (post-freezing).
Keywords: crystallization, post freezing, thermal diffusivity
INTRODUÇÃO
De acordo com Schottler e Hamatschek
(1994), a produção e o consumo mundial de
frutas tropicais vem crescendo, e, a cada dia,
novos mercados são conquistados. Este fato
ocorre devido à aparência e ao sabor exótico
que elas têm. O Brasil, por possuir um extenso
território, tem-se destacado com um percentual
significativo, no volume de produção mundial
de frutas, no entanto são insignificantes as
quantidades de frutas exóticas nativas da região
nordeste que são exportadas, como o cajá
(Spondias lutea L.), umbu (Spondias tuberosa
Arruda Câmara), ceriguela (Spondias purpurea
L.), mangaba (Hancornia speciosa Muell),
pitanga (Eugenia uniflora L.), Jaca (Artocarpus
integrifolia
L.),
carambola
(Averrhoa
carambola L.), caju (Anacardium occidentale
L.), graviola (Annona muricata L.), fruta-doconde (Annona squamosa L.), embora já se
tenha detectado e quantificado o possível
mercado consumidor para esses produtos.
O cajá é uma fruta produzida, na região
nordeste, onde existem poucos plantios
comerciais e como tal, não é uma fruta
contabilizada pelos órgãos oficiais de estatística
como o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia
e Estatística), no entanto, é consumida em todo
o Nordeste e ultimamente vem sendo exportada
para outras regiões do País, na forma de polpa,
onde já existe um mercado consumidor
assegurado, pois este produto é largamente
utilizado na forma de suco e sorvete.
O fruto, acima mencionado, e outros
existentes, na região nordeste do Brasil,
poderiam ganhar o mercado interno e externo,
se fossem adotadas políticas publicas de
produção e exportação dos frutos “in natura”,
bem como de produtos processados, nas formas
de polpas, sucos, sucos concentrados, sorvetes,
doces, compotas e geléias. Contudo, para que
isso seja viabilizado, torna-se necessário um
certo domínio tecnológico do processo
produtivo em escala industrial além do
conhecimento das alterações fisiológicas que
ocorrem com cada produto, durante o período
pós-colheita, que se inicia com os cuidados
indispensáveis na colheita, passando pelo
manuseio
do
produto,
transporte,
beneficiamento e armazenagem, não se
desconhecendo, em cada uma dessas etapas, a
inserção da cadeia do frio.
Mesmo com o domínio desses
conhecimentos, dois fatores delimitam o
consumo de um fruto “in natura”, a sua
sazonalidade e a sua perecibilidade.
A sazonalidade corresponde ao período
de tempo em que as fruteiras produzem seus
frutos, que, de um modo geral, para as frutas
acima mencionadas, e mais especificamente
para o cajá, varia entre 3 a 4 meses (novembro a
fevereiro) durante o ano. A perecibilidade dos
frutos corresponde às alterações fisiológicas
que ocorrem nos frutos depois de sua formação
e crescimento na planta mãe.
Segundo Bennett (1964), o processo de
degradação dessas frutas inicia-se ao serem
retiradas da planta mãe e o seu tempo de
permanência, como organismo vivo, vai
depender do gasto de energia de que o fruto
depende para permanecer vivo. Por esta razão
alguns autores, entre eles Rocha e Spagnol
(S/D); Lajolo (1979) e Chitarra e Chitarra
(1990), mencionam que a armazenagem dos
produtos se inicia, durante o período de colheita
e que, a partir desse período, os produtos só
perdem qualidade. Portanto, após este período
deve-se começar o controle de qualidade do
produto, iniciando-se, também, neste período, a
cadeia do frio que consiste em ir baixando a
temperatura dos frutos que saem dos pomares
até os setores de consumo.
Quando o produto é bastante perecível e
o tempo de operação, dentro do setor industrial,
é longo e o resfriamento do produto não é
suficiente, neste caso, a solução operacional é o
congelamento do fruto.
Nesse contexto, a velocidade de
congelamento é um dos fatores mais
importantes, pois, de uma maneira geral, os
frutos têm um conteúdo de água elevado e o
tamanho e a forma dos cristais de gelo,
dependem das velocidades de congelamento
Segundo Gruda e Postolski (1996) a forma dos
cristais de gelo dependem da temperatura de
congelamento de um produto, e quanto menor a
temperatura
de
congelamento,
mais
arredondada será a forma dos cristais de gelo,
perdendo a forma acúlea dos cristais de gelo
formados no interior do fruto, quando este é
congelado à temperatura em torno de -20 oC. Os
autores ainda relatam que, quanto menor a
temperatura, menor é o tamanho dos cristais de
gelo que se formam no interior da fruta..
Assim, o conhecimento do comportamento do cajá, quando submetido ao
congelamento para diferentes condições, são
dados de extrema impor tância, pois permitem
que uma agroindústria possa dimensionar
adequadamente suas máquinas dentro de uma
linha de processos.
57
Dimensões e volume do cajá
As medições do comprimento, largura e
espessura dos frutos de cajá foram feitas,
utilizando-se um paquímetro Mitutoyo com
divisões de 0,01mm, sendo realizadas medidas
nos três eixos mutuamente perpendiculares. O
volume foi determinado pelo método de
deslocamento de massa de água, descrito por
Mohsenin (1978). Neste método, são feitas 3
pesagens. A primeira pesagem é a massa da
fruta. A segunda pesagem, é a massa de um
recipiente contendo água e a terceira pesagem é
feita, forçando-se o cajá para dentro de um
recipiente com água. No entanto, a fruta ao ser
pesada, não deve tocar as superfícies do
recipiente, nem tampouco deve tocar o fundo do
recipiente. A massa especifica do cajá é obtida,
dividindo-se a massa do cajá pelo seu volume
Congelamento de frutas
Portanto, diante do exposto os objetivos
do presente trabalho foram:
1. Determinar
algumas
características
físicas do cajá a diferentes temperaturas como
volume, raio que equivale a uma esfera de igual
volume do cajá e densidade;
2. Estudar a cinética de congelamento dos
frutos de cajá e a difusividade térmica efetiva.às
temperaturas de –30, –60 e –90°C.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido no
Laboratório de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas da Universidade
Federal de Campina Grande.
Os frutos utilizados, neste experimento,
foram junto a produtores rurais do município de
Campina Grande – PB. Os frutos, logo após
serem adquiridos, foram transportados em
caixas plásticas de 2 litros para o Laboratório, à
temperatura
ambiente.
No
laboratório,
procedeu-se a uma lavagem e seleção dos
frutos de cajá, selecionando-se aqueles que
apresentavam a melhor aparência externa, casca
íntegra, sem furos, rachaduras ou manchas
causadas por agentes agressivos. A escolha
quanto ao grau de maturação, foi de um produto
ligeiramente maduro que tem casca amarelada e
polpa firme.
Determinação de algumas propriedades físicas
Esta operação foi realizada, utilizando o
aparelho Kryostat modelo N-180 (Figura 1) que
permite controlar a temperatura em sua câmara
entre –30 a –180 °C. O controle de cada
temperatura é feito, pelo aparelho, em função
da vazão mássica de um fluído refrigerante que,
neste caso, é o nitrogênio líquido.
Para
determinar
a
cinética
de
congelamento do fruto cajá, introduziu-se, em
cada fruto, 2 termopares de 0,3mm conectados
a um registrador multicanal marca Digi-sensi,
sendo que as localizações dos termopares foram
um na superfície do fruto e outro foi inserido
até que este tocasse o inicio da semente (7 mm).
Os dados de temperatura foram
registrados a cada 2 minutos, para as
temperaturas de –30, –60°C e –90°C, até que o
segundo termopar atingisse a temperatura
próxima à de equilíbrio. Todos os dados para
obtenção da cinética de congelamento foram
realizados em triplicata.
Tratamento matemático
Com os dados experimentais das curvas
de resfriamento dos frutos cajá, foram obtidos
os parâmetros fator de atraso (J) e difusividade
térmica (), utilizando-se a equação de Fourier
de acordo com PLUG & e BLAISDELL
(1963). A equação utilizada foi:

sen (i )  i . cos(i ) exp(  . F sen(i .  (1)
T  Tr
 2
i
0
Ti  Tr
i .
i 1 i (i  sen(i ). cos( i )
58

em que,
J  2
i 1
T = Temperatura de congelamento no momento
t, oC
Ti = Temperatura inicial do produto, oC
Tr = Temperatura de congelamento
i = Raiz da equação transcendental, adimensional
F0 = número de Fourier, adimensional
 = relação da posição onde é medida a temperatura, adimensional
sen (i )  i . cos( i ) . sen(i .  (3)
i (i  sen(i ). cos( i )
i .
em que,

r
Fo  2 t ,   ,
R
R
K
i2
R2
(4)
em que,
 = difusividade térmica efetiva, m2.s-1
R = raio do fruto, m
r = raio onde está sendo tomada a temperatura
do fruto, m
A equação (1) foi transformada em:
T  Tr
 J exp(  K . t )
Ti  Tr
(2)
Para obtenção dos parâmetros das curvas de
congelamento foram utilizados os programas
computacionais Statistica e Origin versão 5.0.
em que J é o fator de atraso e é dado por:
Potenciometro
Controlador de temperatura
Linha de controle
do aquecimento
Válvula
solenoide
Fluxo de nitrogênio
líqu
Ventilador
Evaporador
adicional
Válvulas de controle
de temperatura
Temperatura
controlada
Botijão criogenico
Nitrogênio na
forma de vapor
Sistema de aquecimento
Controlador on-off de temperatura
Figura 1 – Sistema de funcionamento do aparelho Kryostast N-180
Na Tabela 1, encontram-se as dimensões
do cajá, onde se observa que o fruto tem uma
forma elipsóide já que os valores de largura e
espessura do fruto são semelhantes. O valor
médio do diâmetro maior foi de 39,94 mm; o
diâmetro menor de 28,32mm e o diâmetro
intermediário de 28,56. O volume do fruto está
na ordem de 16,10 cm3 e o raio que equivale a
uma esfera de igual volume do objeto é em
media de 15,86mm. e a sua massa específica
média de 0,89 g.cm-3.
Nas Figuras 2, 3 e 4, encontram-se as
curvas de congelamento do fruto cajá a 7mm da
sua epiderme (casca), para as temperaturas de 30, -60 e -90°C, onde em todas as figuras, a
Fase I corresponde ao período de resfriamento
59
temperaturas de –30 e –60 °C, e na temperatura
de –90°C, um valor acima do ciclo logarítmico
não se verifica, podendo este fator ser atribuído
a rapidez do congelamento devido ao grande
diferencial de temperatura existente entre a
temperatura do fruto a ser congelado e a
temperatura de congelamento.
do fruto, a Fase II ao período de congelamento
ou cristalização e a Fase III ao período de póscongelamento.
Como se pode observar nessas figuras e
na Tabela 2, na primeira Fase do processo de
congelamento (resfriamento), o fator de atraso
(J) está acima do ciclo logarítmico nas
Tabela 1 – Dados das características físicas do cajá
Descriminação
Média
Diâmetro maior (mm)
Diâmetro médio (mm)
Diâmetro menor (mm)
Diâmetro da esfera equivalente (mm)
Volume (cm-3)
Densidade(g.cm-3)
Na Fase II, que corresponde ao
congelamento em si do fruto, observa-se que o
cajá a temperatura de –30°C, leva 75 minutos
para ser congelado; à temperatura de –60 °C 44
minutos e a temperatura de –90 °C 40 minutos.
Nesta fase de congelamento do fruto de
cajá, observa-se nas Figuras 2 a 4 que existe
uma inclinação da curva, o que teoricamente
não deveria existir, se o congelamento fosse
lento, pois nessas condições, toda a energia
seria utilizada para congelar o produto, ou seja,
a energia seria utilizada para formar os cristais
de gelo no interior do fruto. Como nas
temperaturas estudadas o processo de
congelamento se dá mais rapidamente, a
inclinação da curva nessa fase nos fornece um
indicativo que existem dois processos
ocorrendo simultaneamente o congelamento e a
abaixamento da temperatura da fração
39,94
28,56
28,32
15,86
16,11
0,890
Desvio Padrão
1,968
2,164
2,081
0,847
2,206
0,107
congelada, não sendo possível identificar só
com os dados da curva essas parcelas.
Na terceira fase, que é a de póscongelamento, a difusão deixa de ser em liquido
(86% base úmida) e passa a ser difusão em
sólido, ou seja, no fruto de cajá já congelado.
Na Tabela 2, encontram-se as difusividades
térmicas efetivas médias, que correspondem a
uma média ponderada das Fases I e III.
Constata-se, também, na Tabela 2, que nessas
Fases I e III, a difusividade térmica do cajá
aumenta com a diminuição de temperatura.
Observa-se ainda, na Tabela 2, que, tanto
durante o processo de resfriamento, quanto no
processo de pós-congelamento, a difusividade
térmica do cajá encontra-se na mesma ordem de
grandeza, o que indica que a difusividade
térmica ocorre na fruta cajá, semelhantemente,
durante o transporte de calor na fase liquida e
na fase sólida.
60
Cinetica de congelamento do fruto cajá a -30°C
Razão de temperatura (adimensional)
FaseII
FaseI
1,0
FaseIII
Legenda
Dados experimentais
Dados calculados
T = -30°C
RT = J’ . exp K1.t)
RT = J’’. exp (K2.t)
0,8
RT =

9
1
Fase I
Fase II
J ''' . exp (K3.t)
Fase III
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Tempo (horas)
Figura 2 - Curva de congelamento do fruto cajá a temperatura de –30 °C
Cinética de congelamento do fruto cajá a -60°C
Fase I
Fase II
Fase III
1,0
Legenda
Dados experimentais
Dados calculados
0,8
T = -60°C
0,6
RT =

9
1
Fase I
Fase II
J ''' . exp (K3.t)
Fase III
0,4
0,2
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Tempo (horas)
61
Cinética de congelamento do fruto cajá a -90°C
1,0
Fase I
Fase II
Fase III
Legenda
Dados experimentais
Dados calculados
0,8
T = -90°C
0,6
RT =
0,4

11
1
Fase I
Fase II
J ''' . exp (K3.t) Fase III
0,2
0,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Tempo (horas)
Tabela 2 – Fator de atraso (J) raiz transcendental da equação de Fourier () e difusividade térmica
efetiva () das três fases do congelamento do fruto cajá as temperaturas de –30, –60 e
–90°C.
Congelamento a –30°C = r/R = 0,5586
Fases
I
II
III

J
K
0,4743
0,1444
0,2999
1,0108
0,6137
1,0479
-9,0244
0,1729
-4,0010
Difusividade
Térmica efetiva ()
2,8029.10-7m²s-1
0,5793.10-7m²s-1
3,1082.10-7m²s-1
efetiva média ()
2,9438.10-7 m² s-1
Fases
I
II
III

J
K
0,5515
0,2279
0,5033
1,0018
0,6137
1,0480
-1,4324
0,1729
-11,5654
Difusividade
3,2906.10-7m²s-1
0,5088.10-7m²s-1
3,1901.10-7m²s-1
3,2236.10-7 m² s-1
Difusividade
3,4519.10-7m²s-1
0,0993.10-7m²s-1
3,2539.10-7m²s-1
Fases
J
K

I
0,4701
0,9760
-10,9181
II
0,4576
0,9036
0,2967
III
0,4785
0,9653
-10,6117
3,2935.10-7 m² s-1
Fase I – Resfriamento; Fase II – Cristalização; Fase III – Pós-congelamento
62
CONCLUSÕES
Diante das experimentações realizadas, pode-se concluir que:
Bennett, A.H. Precooling fruits and vegetables.
Trans. of the ASAE. Athens, GE. v.7, n.3,
p.265-270. 1964
1 - Com relação às características físicas do
cajá:
a) as dimensões médias dos 3 dois eixos,
diâmetro maior diâmetro médio e diâmetro
menor do elipsóide são de 39,94, 28,56 e
28,32mm, respectivamente e o raio que
equivale a uma esfera de igual volume do
fruto cajá é em media 15,86mm;
b) volume médio do cajá foi de 16,10 cm3 e a
sua massa específica média de 0,89 g.cm-3 ;
c) o cajá levou 75 minutos para ser congelado
(Fase II) à temperatura de –30°C, 44
minutos à temperatura de –60 °C e 40
minutos à temperatura de –90 °C;
d) a difusividade térmica, durante o
congelamento, variou de 2,8.10-7m²s-1 a
3,452.10-7m²s-1, na Fase I do congelamento
(resfriamento) e de 3,1082.10-7m²s-1 a
3,2539.10-7m²s-1
na
Fase
III
do
congelamento (pós-congelamento);
Chitarra, M.I.F.; Chitarra, A.B. Pós-colheita de
frutas e hortaliças. fisiologia e manuseio.
Lavras: Fundação de Apoio ao Ensino,
Pesquisa e Extensão (FAEPE), ESAL 1990.
378p.
Gruda. Z.; Postolski, J. Tecnologia de la
congelación de los alimentos. Zaragoza:
Editorial Acribia, 1986. 631p.
Lajolo, F. M. Regulação do amadurecimento de
frutas e controle da senescência. Bol.
SBCTA. Campinas, n.48, p.145-150, 1979.
Mohsenin, N. N. Physical properties of plant
and animal materials. New York:Gordon
and Breach Pub. Inc. 1992. 742p.
Pflug, I. J.; Blaisdell, J.L. Methods of analysis
of precooling data. ASAE J. v.5, n.11, p.3350. 1963.
Rocha, J. L. V.; Spagnol, W. A. Armazenamento de gêneros e produtos alimentícios.
São Paulo:Secretaria da Industria, Comércio,
Ciências e Tecnologia. S/D, 152p.
Schottler, P. Hamatschek, J. Application of
decanters for the production of tropical fruit
juices. Fruit Processing, v.4, n.1, p.198301, 1994.
ISSN: 1517-8595
63
DETERMINAÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM EM FRUTOS DE CAJÁ
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia1, Francisco de Assis Cardoso Almeida1,
Eliana da Silva Farias2, Manassés Mesquita da Silva2,
Maria da Conceição Veloso Chaves2, Lígia Sampaio Reis2
RESUMO
Esta pesquisa objetivou estudar, experimentalmente, a cinética de secagem do cajá (Spondias
lutea L.), em um secador de leito fixo, utilizando temperaturas de 50, 60, 70 e 80 ºC e
velocidade do ar de secagem de 1,0 e 1,5 m s-1. Foram utilizados frutos no estágio maduro
proveniente do comércio local. De acordo com a análise dos dados, a cinética de secagem do
cajá ocorreu no período de taxa decrescente sendo fortemente influenciada pela temperatura em
relação à velocidade do ar do processo. As equações polinomiais encontradas ajustam-se
eficientemente para valores dentro da faixa de temperatura e velocidade do ar estudada.
Palavras chave: Spondias lutea L, secagem, leito fixo.
DETERMINATION OF THE DRYING CURVES IN CAJÁ FRUITS
ABSTRACT
The Spondias lutea L. is a plant from anacardiaceous family, which is native from Tropical
America. It’s openly disseminated nearly throughout the Brazilian territory. This search had the
objective of studying, experimentally, the drying kinetic of cajá, with using temperatures of 50,
60, 70 and 80 ºC, and the drying air speed of 1.0 and 1.5 m s-1. According to the analysis of
results that were got, the cajá drying kinetic took place in the decreasing rate and it was strongly
influenced by the temperature in relation to air speed of the process. The polynomial equations,
which were found, adjust themselves efficiently to values inside the studied temperature and
speed values.
Keywords: Spondias lutea L., drying, fixed bed
INTRODUÇÃO
A cajazeira (Spondias lutea L.) é nativa da
América Tropical, comum em estado silvestre
ou subespontâneo nas matas de terra firme ou
várzea na Amazônia. Atualmente, esta espécie,
é explorada na forma de extrativismo e em
plantios espontâneos. A procura pelos frutos da
cajazeira deve-se principalmente às boas carac-
terísticas para a industrialização, aliadas ao
aroma e sabor agradáveis. É utilizada na
fabricação de sorvetes, geléias, polpas
congeladas, produção de bebidas alcoólicas e
consumo in natura, despertando interesse não
apenas para o mercado regional, mas também
para outros locais do país, onde a fruta é
escassa.
_________________
Protocolo 150 de 09 / 09 / 2003
1
Professor da UFCG/CCT/DEAg. E-mail: [email protected]
2
Engenharia Agrícola, CCT/UFCG, PB. E-mail: [email protected]
64
Determinação das curvas de secagem em frutos de cajá
Devido às potencialidades apresentadas
pelo fruto da cajazeira, pode-se afirmar que se
trata de recurso fitogenético importante para a
região Nordeste do Brasil, onde as condições
edafoclimáticas favorecem o seu cultivo e
produção, podendo-se afirmar que a cajazeira é,
sem dúvida, uma espécie frutífera promissora,
por causa das excelentes qualidades organolépticas do fruto. Apesar dos conhecimentos
adquiridos com relação às qualidades
organolépticas, medicinais e industriais dessa
frutífera, não existem plantios sistematizados
no país (Lozano, 1986; Gomes, 1990; Silva et
al., 1995).
Como a maioria das frutas, grande parte
da colheita do cajá é desperdiçada, porque é
comercializada in natura. É um fruto perecível
havendo a necessidade de um processo que
possibilite sua armazenagem e comercialização
por um longo período de tempo. Um dos
procedimentos mais importantes para a
conservação de alimentos por diminuição de
sua atividade de água é a secagem,
considerando que a maioria dos frutos frescos
são constituídos por mais de 80% de água. O
processo de secagem implica em uma
considerável
redução
de
volume
e
indiretamente redução de custos em transportes
e manipulação do produto além de prover um
efetivo método de prolongamento de sua vida
útil (Brasileiro, 1999).
Conforme Prado et al. (2000) a evolução
das transferências simultâneas de calor e de
massa, no curso da operação de secagem, faz
com que esta seja dividida, esquematicamente,
em três períodos de secagem: período 0 ou
período de se entrar em regime operacional;
período 1 ou período de secagem à taxa
constante; e período 2 ou de secagem à taxa
decrescente.
Segundo Villar (1999), as curvas de
secagem à taxa decrescente podem ser
côncavas, convexas ou aproximar-se de uma
linha reta; podem apresentar um ponto de
inflexão, quando ocorre uma mudança na
forma física do material, como por exemplo,
quando se produz contração e ruptura, e
quando se forma uma película na superfície do
material parcialmente seco.
Conforme Almeida et al. (2002), os
produtos são muito diferenciados entre si,
devido a sua forma, estrutura e suas dimensões,
além de as condições de secagem serem muito
diversas, conforme as propriedades do ar de
secagem e a forma como se faz o contato ar–
produto. Uma vez que o produto é colocado em
Gouveia et al.
contato com o ar quente, ocorre uma
transferência de calor do ar ao produto sob o
efeito da diferença de temperatura existente
entre eles. Simultaneamente, a diferença de
pressão parcial de vapor existente entre o ar e a
superfície do produto determina uma
transferência de massa para o ar. Esta última se
faz na forma de vapor de água, uma parte do
calor que chega ao produto é utilizada para
vaporizar a água.
A taxa de secagem pode ser acelerada
com o aumento da temperatura do ar de
secagem e, ou, com o aumento do fluxo de ar
que passa pelo produto por unidade de tempo.
A quantidade de ar utilizada para a secagem
depende de vários fatores. Entre eles: a
umidade inicial do produto e a espessura da
camada.
Alsina et al. (1997), quando estudaram o
efeito da temperatura do ar de secagem entre
60 e 80 ºC e velocidade do ar de secagem,
variando entre 0,7 e 1,5 m s-1, sobre a cinética
de secagem da acerola em monocamada,
comprovaram que a velocidade do ar exerce
pouca influência na taxa de secagem, mas um
considerável aumento da temperatura do ar de
secagem.
Yoshida e Menegalli (2000) secaram
milho superdoce a uma temperatura de 50 ºC e
velocidade do ar de 1,28 e 0,75 m s-1,
concluindo que a taxa de secagem tem um
pequeno aumento, quando se trabalha com
valores de velocidade maiores. Então, pode-se
considerar que a velocidade do ar tem um
pequeno efeito sob as curvas de secagem.
Gouveia (1999) obteve curvas de
secagem de gengibre em três diferentes níveis
de velocidade do ar (1,0, 1,5 e 2,0 m s-1) com
diferentes temperaturas (35, 50 e 65 ºC) e
concluiu que, para um mesmo tempo de
processo, quanto maior for a temperatura do ar,
maior a perda de umidade do produto,
concordando com estudos de Prado et al. (2000)
e Yoshida e Menegalli (2000). Estes mesmos
autores, quando fixaram a temperatura e
variaram a velocidade do ar, verificaram que a
velocidade do ar tem um pequeno efeito sobre
as curvas de secagem, quando comparada a
temperatura, a qual exerce maior influência do
que a velocidade do ar de secagem
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi conduzido no Laboratório
de Transferência em Meios Porosos e Sistemas
Particulados do Departamento de Engenharia
Química da Universidade Federal de Campina
Grande, PB. Foram utilizados frutos de cajá
(Spondias lutea L.) no estágio maduro,
provenientes do comércio local.
A secagem do cajá foi realizada,
utilizando-se um secador de leito fixo. As
curvas foram determinadas para quatro níveis
de temperatura (50, 60, 70 e 80 C) e duas
velocidades do ar de secagem (1,0 e 1,5 m s-1).
Antes do início de cada secagem, foram
retiradas
amostras
do
produto
para
determinação do teor de umidade inicial,
utilizando o método descrito pela AOAC
(1992), onde cinco amostras de cajá foram
levadas à estufa a uma temperatura de 100 C
por 3 h. Todas as medidas de massa foram
feitas em balança com precisão de leitura de
0,0001 g.
As amostras foram colocadas em uma
cesta de material metálico em tela de arame de
malha fina. Após o equipamento ser ligado, foi
determinada a velocidade do ar, através de um
anemômetro colocado na parte superior da
câmara de secagem, bem como ajuste das
temperaturas a ser trabalhada. O conjunto foi
pesado e colocado na câmara de secagem para
início do processo.
As leituras em relação à perda de peso de
cada amostra foram realizadas em intervalos
regulares de 30 e 60 min, onde as amostras
eram retiradas da câmara de secagem, pesadas e
recolocadas rapidamente no secador. A perda
de peso foi acompanhada até atingir peso
constante. Em seguida, foram colocadas em
recipientes de alumínio e levadas à estufa de
circulação forçada de ar a uma temperatura de
60 C por 24 h para posterior determinação de
matéria seca.
Estudou-se a cinética de secagem em
camada fina, analisando-se a influência das
variáveis operacionais, como: temperatura e
velocidade do ar de secagem. As curvas da
cinética de secagem estão apresentadas na
forma de adimensional do conteúdo de
umidade, (X-Xe)/(X0-Xe) em função do tempo
(Figura 1).
Gouveia et al.
65
A representação gráfica das curvas de
secagem é de comportamento similar, isto é, o
processo de secagem ocorre no período de taxa
decrescente para as condições estudadas, não
apresentando período à taxa constante, o que
pode ter ocorrido pela natureza da umidade,
uma vez que, mesmo havendo umidade
superficial livre, a água pode estar na forma de
suspensão de células e de solução (açúcares e
outras moléculas), apresentando uma pressão de
vapor inferior à da água pura. A ausência de
período, a taxa constante também foi observada
por diversos autores (Gabas, 1995; Gouveia et
al., 1997; Araújo et al., 2001; Almeida et al.,
2002). Observa-se ainda, que o tempo de
secagem, depende da temperatura. Todas as
curvas para cada critério em particular,
representaram curvas características de
adimensional de umidade similar, variando
amplamente com os valores absolutos da
temperatura.
As
curvas
de
secagem
apresentaram-se de forma bem definida, ou
seja, sem flutuações nos pontos, indicando uma
condição de homogeneidade no secador.
Verificou-se que a perda do conteúdo de
umidade é mais rápida no início do processo de
secagem. Com relação à temperatura tem-se
que quanto mais elevada, maior é a taxa de
secagem.
Mediante os resultados da Figura 1,
verificou-se que a variação da velocidade do ar
de secagem sofreu pequena influência. Este
efeito sugere que a resistência externa não
influencia nas condições de operações
utilizadas e que o controle de secagem depende
da difusão interna do cajá. Esta constatação está
de acordo com o fato de não ter sido observado
período de secagem a taxa constante.
Comportamento similar foi observado por
Villar (1999) e Brasileiro (1999), ambos
estudando secagem de acerola, respectivamente.
Embora não sendo significativa a influência
desta variável, na cinética de secagem, nota-se
que quando se trabalhou com a temperatura de
50 ºC e velocidade de 1,5 m s-1, a secagem
ocorreu de forma mais lenta. Deste modo, podese considerar, como uma variável de menor
importância no processo.
66
Gouveia et al.
1,0
80 ºC V ar=1,0 m s
70 ºC V ar=1,0 m s
60 ºC V ar=1,0 m s
0,8
50 ºC V ar=1,0 m s
80 ºC V ar=1,5 m s
70 ºC V ar=1,5 m s
(x-xe)/(x0-xe)
60 ºC V ar=1,5 m s
0,6
50 ºC V ar=1,5 m s
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
0,4
0,2
0,0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Tempo (h)
Figura 1. Cinética de secagem do cajá para quatro temperaturas e duas velocidades do ar de secagem
Analisando-se ainda as curvas de
secagem da Figura 1, observou-se que a cinética
de secagem foi fortemente influenciada pela
temperatura, a aplicação de temperatura mais
elevada reduz significativamente o tempo
necessário para secar o cajá, ou seja, para um
mesmo tempo de processo, quanto maior for a
temperatura do ar, maior é a taxa de secagem.
Nota-se que a perda do conteúdo de umidade é
bem rápida, no início do processo de secagem,
cuja estabilização para a temperatura mais baixa
(50 ºC) ocorre num período de tempo de,
aproximadamente, 38 h e 30 min, e para a
temperatura mais alta (80 ºC) a partir de
aproximadamente 9 h e 30 min, indicando que a
temperatura é a variável de maior influência no
processo. Moura et al. (2001) também
encontraram resultados semelhantes ao
afirmarem que o tempo gasto para secar caju
em temperaturas mais baixas (35 e 40 ºC) foi o
dobro do tempo utilizado em temperatura mais
elevada (65 ºC) que foi de 6 h.
A fim de se encontrar uma equação de
ajuste para as curvas de secagem do cajá foram
feitos ajustes (Tabelas 1 e 2), a partir de
equações polinomiais.
Observa-se que os coeficientes ajustados
para cada temperatura correspondem a
coeficientes de regressão (R2), entre 95,81% e
99,89%, e erro médio relativo (E), entre 0,88%
e 0,98%. Contudo, todas as equações podem ser
usadas como modelo de ajuste das curvas de
secagem de cajá por apresentarem valores de R2
superiores a 95%. Por serem de natureza
empírica, essas equações só podem ser
utilizadas para predizer dados de secagem para
as condições de temperaturas e velocidades do
ar de secagem estudadas.
Gouveia et al.
Tabela 1. Equações da cinética de secagem do cajá para a velocidade do ar de 1,0 m s
Temperatura (ºC)
67
-1
Equação polinomial
Var = 1,0 m.s-1
R2 (%)
E (%)
50
Y = 8.10– 8x2 – 0,001x + 0,95
99,88
0,94
60
Y = 5.10– 7x2 – 0,001x+ 0,99
99,64
0,97
70
Y = 1.10– 6x2 – 0,002x + 0,99
99,73
0,98
80
Y = 4.10– 6x2 – 0,004x + 0,92
95,81
0,90
Tabela 2. Equações da cinética de secagem do cajá para a velocidade do ar de 1,5 m s-1
Temperatura (ºC)
Equação polinomial
Var = 1,5 m.s
-1
R2 (%)
E (%)
50
Y = 5.10– 8x2 – 0,001x + 0,96
99,89
0,95
60
Y = 6.10– 7x2 – 0,002x+ 0,97
99,83
0,96
70
Y = 3.10– 6x2 – 0,003x + 0,90
98,71
0,89
80
Y = 4.10– 6x2 – 0,004x + 0,88
95,17
0,88
CONCLUSÕES
1. A cinética de secagem do cajá ocorre
no do período de secagem a taxa
decrescente.
2. A velocidade do ar tem um pequeno
efeito sob as curvas de secagem.
3. A
temperatura
é
fortemente
influenciada na cinética de secagem
4. As equações polinomiais encontradas
são ajustadas eficientemente para
valores dentro da faixa de temperatura e
velocidade do ar estudada.
Alsina, O.L.S., Silva, O.S.E; Santos, J.M.
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68
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69
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE BANANA DA TERRA (Musa sapientum):
APLICAÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS
Francisco Diniz da Silva1, Mario Eduardo E. M. Cavalcanti Mata2, Maria Elita Martins
Duarte2, J. A. Souza1, Yvison Costa e Silva1
RESUMO
A transformação de frutos perecíveis em novos produtos com maior vida de prateleira e maior
valor agregado vem se tornando uma alternativa para a indústria de alimentos. A desidratação
osmótica é uma técnica de grande potencial na indústria química e de alimentos. A aplicação de
modelos matemáticos confiáveis torna-se possível prever o comportamento de diversos
fenômenos que ocorrem no processo bem como possibilita a redução do seu custo operacional.
Neste trabalho foi estudada a aplicação dos modelos de Page e Thompson na desidratação
osmótica de banana da terra (Musa sapientum). O modelo de Page se ajustou melhor aos dados
experimentais, constatando-se uma variação do coeficiente de correlação de 98,7% a 99,8%,
enquanto que, para o modelo de Thompson o coeficiente de determinação teve uma variação
entre 83,7% a 98,3%.
Palavras-chave: Banana, desidratação osmótica, modelo de Thompson, modelo de Page.
OSMOTIC DEHYDRATION OF BANANA DA TERRA ( Musa sapientum):
APPLICATION OF MATHEMATICAL MODELS
ABSTRACT
The transformation of perishable fruits in new products with long shelf life and more valuable is
interesting the food industry. The osmotic dehydration is a great potential technique at the
chemistry and food industry. The application of trustful mathematical models makes possible to
predict the behavior of several phenomena that occurs in the process and to reduce its
operational costs. In this work the application of Thompson and Page’s models was studied.
Page’s model fitted better to the experimental data with a variation of the correlation coefficient
from 98,7% to 99,8%, while the Thompson’s model had a variation from 83,7% to 98,3% for its
correlation coefficient.
Key words: Banana, osmotic dehydration, Thompson’s model, Page’s model
INTRODUÇÃO
A banana é uma fruta de alto valor
nutritivo, muito rica em açúcares e sais
minerais, principalmente cálcio, fósforo, ferro e
potássio, e vitaminas A, B1, B2 e C. Fácil de
digerir, pode ser dada às crianças a partir dos 6
meses de idade. Como quase não tem gordura, é
indicada nas dietas de reduzido teor de
colesterol. O potássio, elemento abundante na
banana, cumpre o papel de manter o equilíbrio
hidrelétrico do organismo. Além disso, fixa os
ácidos estomacais e atua como protetor contra o
_________________________
Protocolo 210 de 05 / 02 / 2003
1
Aluno de mestrado em Engenharia Agrícola da UFCG
2
Professor Dr do Departamento de Engenharia Agrícola da UFCG
estresse do estômago. O magnésio, também
presente em levada porcentagem, é parte
essencial da molécula de diversos reguladores
metabólicos, mais conhecidos como enzimas.
Quando, os músculos desempenham esforços
intensos, sofrem faltam de magnésio e surge a
câimbra paralisante. Para evitá-las os esportistas
recorrem à banana. (Disponível em: http://
www.savive.com.br/poder.htm).
A banana da terra, cujo nome cientifico é
Musa sapientum é a maior espécie conhecida,
chegando a pesar 500g cada fruta e a ter um
comprimento de 30cm.
70
Desidratação osmótica de banana da terra: Aplicação de modelos matemáticos
Essa banana é achatada em um dos lados,
tem casca amarela escura, sua polpa é bem
consistente, de cor rosada e textura macia e
compacta, sendo mais rica em amido do que em
açúcar, o que torna essa fruta, ideal para
cozinhar, assar ou fritar.
Segundo Mannheim et al. (1994) uma das
principais causas da deterioração de alimentos
frescos e também conservados é a quantidade
de água livre presente nos mesmos. Desta
forma, as operações de desidratação têm sido
usadas há décadas em indústrias de
processamento de alimentos para uma eficiente
preservação dos produtos finais por longos
períodos. O objetivo básico dessa operação é a
remoção de água do sólido até um nível onde os
danos por microorganismo sejam evitados
(Drouzas & Shubert, 1996)
A secagem é um processo que utiliza
energia térmica para remover parte ou quase a
totalidade da água das frutas, sob condições de
temperatura, umidade e velocidade do ar
cuidadosamente controlado (Villar, 1999).
No entanto antes da desidratação das
frutas muitos alimentos são submetidos a uma
pré-secagem osmótica.
A pré-secagem osmótica ou desidratação
osmótica é uma técnica de alto valor potencial
industrial, que consiste na remoção de água do
alimento enquanto esta é imersa em uma
solução de um agente de alta pressão osmótica.
O gradiente de concentração que existe entre a
solução e o alimento age na remoção de água,
do alimento para o meio osmótico, enquanto
ocorre simultaneamente uma transferência do
soluto da solução para o alimento (Waliszewski
et al., 1997).
De acordo com Barbosa-Cánovas e
Vega-Mercado (1996), a osmose consiste em
movimentos moleculares de certos componentes de uma solução para outra solução menos
concentrada, sendo que os movimentos dessas
moléculas se dão por meio de uma membrana
semipermeável,. A migração do soluto depende
da seletividade e da permeabilidade do
alimento, tempo de contato e tamanho do
produto. Os solutos mais comumente usados
para desidratação osmótica são o cloreto de
sódio, sacarose, lactose, frutose e glicose.
A perda de água durante a desidratação
osmótica pode ser dividida em dois períodos.
No período inicial ocorre uma falta de taxa de
remoção, e no período posterior existe um
decréscimo desta taxa. A taxa inicial de perda
de água não é sensível para a circulação da
solução osmótica, no entanto a temperatura e a
concentração da solução osmótica afeta a taxa
de perda de água.
Para expressar a desidratação osmótica
em alimentos, muitos autores, entre eles, Mauro
& Menegalli (1995), Rastogi et al. (1997),
Sousa (1999), (Araujo, 2000) e Kross (2002),
têm utilizado a equação de Fick (Equação 1)
para expressar a perda de água dos alimentos,
no entanto, os autores, em todos os trabalhos,
têm relatado as limitações dessa equação quer
seja pela necessidade de um grande numero de
termos quer seja por não representar os dados
experimentais em trechos das curvas.
  2 n + 12 2 Def t  (Eq. 1)
X  Xe
8 
1
 2
exp


X o  X e  n  0 2 n + 12
4 L2


em que
X = conteúdo de água, decimal base seca;
X e = conteúdo de água de equilíbrio, decimal
base seca;
X o = conteúdo de água inicial, decimal base
seca;
X  X e = razão de umidade, adimensional
Xo  Xe
Def = difusividade efetiva, (m2.h-1)
Alguns desses autores têm sugerido a
utilização do Modelo de Page (Equação 2) que
é uma simplificação do modelo de Fick com
algumas considerações, sendo considerado um
modelo semi-teórico..
No modelo de Page considera-se a
equação de Fick, tomando-se apenas o primeiro
termos da série. Neste caso a Equação 1 ficaria:
RX 
X  Xe
8

. exp
Xo  Xe  2
   2 Def

2
 4 L
t


(Eq. 2)
Na Equação 2, considera-se que o termo
8/π2 estaria próximo de 1, o que satisfaria a
condição inicial, ou seja para t = 0, RX = 1.
Outra consideração feita para chegar ao Modelo
de Page é que π2 Def / 4 L2 é iqual a K que é
denominada de constante de secagem desta
forma a Equação 2, se tornaria:
RX 
X  Xe
 exp  K t 
Xo  Xe
(Eq. 3)
A ultima consideração feita para o
Modelo de Page é a introdução de um
coeficiente de correção no tempo t de ordem
potencial (N). Desta forma o Modelo de Page
para secagem de produtos agrícolas seria:
RX 

X  Xe
 exp  K t N
Xo  Xe

(Eq. 4)
Outra equação de caráter empírica
também tem sido sugerida por outros autores
como é caso do Modelo de Thompson (Equação
5), no entanto, esse modelo tem sido sugerido
mais para aplicações em secagem de grãos do
que para desidratação de frutas
t  A ( ln RX )  B ( ln RX ) 2
71
Inicialmente as bananas verde foram
lavadas em água corrente e depois imersas em
água destilada a temperatura de 60°C por 15
minutos para se fazer o branqueamento das
bananas eliminado-se, desta forma, os microorganismos existentes na fruta.
Em seguida as bananas foram descascadas e fatiadas em rodelas nas espessuras de 1,0;
1,25; 1,5 e 1,75mm, utilizando-se um fatiador
de inox, Figura 1.
(Eq. 5)
em que,
A e B são coeficiente que dependem do produto
Rastogi et al. (1997) estudaram, a
secagem de banana por desidratação osmótica.
Os autores assumiram que a fruta tinha uma
configuração cilíndrica e o processo de
desidratação obedece uma difusão Fickiana.
Neste trabalho foi determinado o coeficiente de
difusão efetivo para uma variação de
temperatura de 25°C a 35°C. Um estudo
semelhante foi conduzido por Mauro &
Menegalli (1995), considerando as fatias de
banana como um cilíndrico bidimensional. Foi
verificado o efeito do tempo de exposição,
concentração da solução e temperatura na
concentração osmótica das fatias de banana.
Desta forma, com base no exposto o
presente trabalho teve como objetivo estudar a
aplicação dos modelos de Page e Thompson na
desidratação osmótica de fatias de banana da
terra verde para diferentes concentrações de sais
(1:10, 1:15 e 1:20) e diferentes espessuras (1.0,
1,25, 1,5 e 1,75mm) das fatias de banana, em
temperatura ambiente.
O presente trabalho foi realizado no
Laboratório de Processamento e Armazenamento de Produtos Agrícolas do Departamento
de Engenharia Agrícola do Centro de Ciência e
Tecnologia da Universidade Federal de
Campina Grande.
Materiais
A matéria prima utiliza foi o banana da
terra verde (Musa sapientum), adquirida na
EMPASA - Campina Grande.
Figura 1 - Fatiador de banana projetado para
cortar fatias de banana em diferentes
espessuras.
Logo após o tratamento dessas bananas
foi determinado o seu conteúdo de água. Para
este fim, foram utilizadas 5 gramas da amostra,
seguindo-se as normas da AOAC (1984), onde
as amostras eram desidratação ate peso
constante a 70 oC. Todas as determinações
foram conduzidas em triplicata.
As bananas fatiadas nas diferentes
espessuras foram colocadas nas diferentes
concentrações de solução osmótica de cloreto
de sódio (NaCl) para realização de sua
desidratação.
As concentrações de cloreto de sódio
utilizadas foram de 1:10, 1:15 e 1:20 (1g de
cloreto de sódio para 20g de água).
Para a desidratação das bananas foram
utilizadas amostras de 100 gramas imersas na
solução osmótica, sendo sua perda de peso
correspondente a perda de água acompanha por
meio de uma balança analítica, conjuntamente
com um balanço de massa de absorção de
cloreto de sódio feito pela banana.
A cada pesagem das amostras, essas eram
retiradas da solução e colocadas em um papel
absorvente para retirada do excesso de solução
osmótica, sendo em seguida pesada e devolvida
ao recipiente contendo a solução osmótica.
72
A desidratação osmótica foi conduzida
ate o ponto em que a fruta não mais conseguisse
perder água para a solução osmótica.
O equipamento utilizado para a
desidratação da banana foi constituído de um
Becker de 1,5 litro e um agitador magnético
para manter a solução em movimento, Figura 2.
proposto por Thompson para expressar a curva
de desidratação da fruta variou entre 83,7% e
98,3%.
Tabela 1 – Parâmetros da equação de Page
obtidos através dos dados experimentais
Equação de Page
Figura 2 - Sistema usado para desidratação
osmótica.
Para cada tratamento, depois do
termino da desidratação osmótica da banana
foi determinado seu conteúdo de água
seguindo-se as normas da AOAC (1984), já
mencionada anteriormente.
Modelos
A partir dos dados obtidos de variação de
massa da banana durante o processo de
desidratação foram determinados os parâmetros
do Modelo de Page e de Thompson por meio de
regressão não linear, utilizando-se o programa
computacional Statistica 6.0.
Os modelo matemáticos de Page e de
Thompson correspondem às Equações 4 e 5,
respectivamente, já descritas no item anterior.
Nas Tabelas 1 e 2 encontram-se os
coeficientes das equações de Page e Thompson,
respectivamente, para cada concentração (C, em
gNaCl/gH2O) e espessura (E, em mm), obtidos
por regressão não linear.
Comparando os coeficientes de determinação (R2) da Tabela 1 com os da Tabela 2,
observa-se que o Modelo matemático de Page
se ajusta melhor aos dados experimentais, pois
seus valores variaram entre 98,7% a 99,8%,
enquanto que, para o Modelo matemático
RU = exp( k.tn )
K
C
E
n
R
R2
(min-1)
1,00 0,0586 0,6377 99,382 98,767
1,25 0,0407 0,7537 99,910 99,820
1:10
1,50 0,0903 0,5650 99,260 98,525
1,75 0,3004 0,3969 99,850 99,700
1,00 0,0621 0,6475 99,721 99,443
1,25 0,1505 0,4758 99,615 99,231
1:15
1,50 0,1691 0,5002 99,850 99,700
1,75 0,1320 0,5260 99,610 99,222
1,00 0,8018 0,7565 99,806 99,613
1,25 1,1292 0,5929 99,858 99,716
1:20
1,50 1,0736 0,6227 99,825 99,650
1,75 1,0256 0,4600 99,817 99,634
Tabela 2 – Parâmetros da equação de
Thompson obtidos através dos dados
experimentais
Equação de Thompson
t = A1.ln(RU) + A2.ln(RU)2
C
E
A1
A2
R
1,00 -135,276 -7,297 96,145
1,25 -100,175 -4,809 97,462
1:10
1,50 -130,406 -7,827 93,249
1,75 -116,488 -5,896 90,328
1,00 -133,489 -7,963 97,563
1,25 -148,616 -8,230 93,798
1:15
1,50 -117,151 -5,943 93,692
1,75 -123,254 -6,391 96,227
1,00 -118,659 -6,071 99,150
1,25 -114,763 -5,773 96,621
1:20
1,50 -109,363 -5,415 95,581
1,75 -156,058 -8,772 91,495
R2
92,439
94,989
86,955
81,592
95,185
87,980
87,782
92,598
98,308
93,356
91,358
83,714
Nas Figuras 3, 4 e 5 encontram as
curvas de desidratação osmótica de fatias de
banana, respectivamente para as concentrações
de 1:10; 1:15 e 1:20 gNaCl/gH2O, onde se
aplicou o modelo matemático de Page e nas
Figuras 6, 7 e 8 onde se aplicou o modelo de
Thompson
Observa-se nessas Figuras de 3 a 8, que
praticamente não houve efeito da espessura
das fatias de banana durante o processo de
desidratação osmótica, pois após 8 horas
todas as curvas convergem para o
equilíbrio. No entanto, constata-se também
que o modelo matemático sugerido por Page
descreve melhor a curva de desidratação da
banana para todas as concentrações estudadas,
73
contudo no trecho final da curva de desidratação, o modelo matemático sugerido por
Thompson se aproxima mais dos dados
experimentais, mas nos trechos iniciais as
curvas se encontram bastante distantes dos
dados experimentais.
Figura 3 – Aplicação do modelo de Page para desidratação osmótica de fatias de banana em diferentes
espessuras à concentração de 1:10 gNaCl/gH2O.
74
Figura 6 – Aplicação do modelo de Thompson para desidratação osmótica de fatias de banana
à concentração de 1:10 gNaCl/gH2O.
75
Figura 7 – Aplicação do modelo de Thompson para desidratação osmótica de fatias de banana à
concentração de 1:15 gNaCl/gH2O.
Figura 8 – Aplicação do modelo de Thompson para desidratação osmótica de fatias de banana à
concentração de 1:20 gNaCl/gH2O.
dratação osmótica da banana da terra
obtendo-se respectivamente coeficiente de
determinação entre 98,7% e 99,8% e entre
83,7% a 98,3%;
CONCLUSÕES
Diante dos resultados obtidos neste
trabalho e possível concluir que:

o modelo matemático proposto por Page e
superior ao modelo proposto por Thompson
para expressar o comportamento da desi-

praticamente, não foi observado efeito de
sua espessura nem da concentração da
76
solução osmótica no processo de desidratação de fatias de banana,
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secagem de fatias de banana nanica
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ISSN: 1517-8595
SECAGEM OSMÓTICA DE TOMATE: EFEITO DA EPIDERME
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata1, Maria Elita Duarte Braga1,
Robert Karel Kross2
RESUMO
O tomate é uma das hortaliças mais cultivadas e consumidas no mundo, daí sua importância
econômico e industrial, pois emprega um grande contingente de mão-de-obra, além de estar
diariamente ligada a dieta alimentar da maioria da população. Dada a alta perecibilidade do
produto, novos processos de industrialização do tomate têm sido pesquisados, objetivando a
redução das elevadas perdas pós-colheita. Um dos produtos que vem alcançando grande
interesse comercial são os tomates secos em conserva, no entanto os tratamentos osmóticos que
causa uma pequena secagem ao produto, as diferentes concentrações da solução osmótica e o
efeito da epiderme, necessitam de uma melhor investigação. Assim sendo, o presente trabalho
teve como objetivo estudar os tomates com epiderme e tomates sem epiderme, quando
submetidos a tratamentos osmóticos nas soluções de cloreto de sódio (NaCl) e sacarose nas
concentrações de 5/0,4%, 10/0,4% e 15/0,4%; a uma temperatura ambiente de 2510C. Como
conseqüência deste tratamento os tomates sofrem uma pequena secagem. A redução de contudo
de água dos tomates com epiderme e sem essa epiderme foram acompanhados por meio de uma
balança analítica e o ganho de soluto por meio de titulação direta. Para representar o processo de
secagem foi utilizado o modelo empírico proposto por Page, (U-Ue/Uo-Ue=C.exp(-Ktn)).
Concluiu-se neste trabalho que existe o efeito da epiderme e que o tempo para que ocorra a
secagem osmótica no tomate sem epiderme é praticamente a metade do que ocorre no tomate
com epiderme e que, a quantidade de remoção de água e de entrada de sal, decresce
gradualmente com o aumento do tempo e cresce com o aumento da concentração.
Palavras Chaves: pré-secagem, tomate seco, concentração osmótica
OSMOTIC DRYING OF TOMATO: EPIDERMIS EFFECT
ABSTRACT
The tomato is one of the most cultivated and consumed vegetables in the Word, so that, is hás
economic and industrial importance. It’s necessary a lot of people to Word and the tomato is
present on the majority of people’s alimentary diet. New processes of industrialization of the
tomato have been searched to reduce the large los after the crop because of it’s very perishable.
The dried in preserve tomatoes have getting a big commercial interest. However, it’s necessary
a better investigation of the osmotic treatments, which provoke a little drying on the product, the
different concentration of the osmotic solution and the epidermis effect. Therefore, this work
has the objective of studying the tomatoes with epidermis and without it when they are
submitted to osmotic treatments at the solutions of sodium chloride (NaCl) and sucrose at the
concentration of 5/0,4%, 10/0,4% e 15/0,4%; at the temperature of 25 10C. The tomatoes dry a
little as consequence of this treatment. A reduction of the water content of the tomatoes with
epidermis and without it was accompanied by an analytic scale and the solute gain through the
direct titratation. Page’s empiric model (U-Ue/Uo-Ue = C.exp(-Ktn)) was used to represent the
drying process. It has conclude that the epidermis effect exists and the time to the osmotic
drying happen at the tomato without epidermis is practically the half one of the tomato with
epidermis. The quantity of water removal and of entrance of salt, decrease gradually with the
time increase and it increases with the increase of the concentration.
Keywords: osmotic drying, conventional drying, Page equation
_________________________
Protocolo 270 de 08 / 02 / 2003
1
Químico Industrial , Mestre em Engenharia Agrícola da UFCG
2
Professor Dr do Departamento de Engenharia Agrícola da UFCG
INTRODUÇÃO
77
78
Secagem osmótica de tomate: efeito da epiderme Cavalcanti Mata et al.
O tomate é uma das hortaliças mais
cultivadas no mundo, e sua produção mundial
supera 70 milhões de toneladas/ano. Dentre as
hortaliças, o tomate é a cultura mais
importante, não só, em termos de produção,
como também, em valor econômico, pois é a
hortaliça mais industrializada e emprega
grandes contingentes de mão-de-obra, estando
diariamente na dieta alimentar da maioria da
população. O mercado de derivados de tomate
concentra-se, principalmente, na produção de
extrato de tomate, molhos prontos e “ketchup”
(Kross et al., 2001).
Dada a alta perecibilidade do produto,
novos processos de industrialização do tomate
têm sido pesquisados, objetivando a redução
das elevadas perdas pós-colheita. Em função
disso, muitos trabalhos com desidratação de
alimentos vêm sendo realizados, despontando
como excelente alternativa à produção de
tomates secos.
Para a produção de tomates secos alguns
parâmetros técnicos necessitam de maior
investigação, uma vez que a grande maioria
dessa produção ainda se dá em pequenas
indústrias caseiras.
Para produzir um produto como o tomate
seco, é necessário realizar um pré-tratamento
osmótico que ocasiona uma pequena perda de
água. De acordo com diversos autores, no
processo osmótico, o soluto se incorpora nos
espaços extracelulares, acumulando-se entre a
parede celular e a membrana celular, formando
uma solução hipertônica que favorece a saída
de água através da membrana celular (Hawkes e
Flink, 1978; Bolin et al., 1983; Lazarides, 2001;
Isse e Schubert, 1991; Saurel, 1995).
No processo de secagem osmótica, a
perda de água é função da concentração da
solução osmótica, da permeabilidade do
produto e da temperatura de operação. Em
geral, quanto maior a temperatura
e a
concentração do soluto, maior a perda de água.
No entanto, segundo Pointing et al. citado por
Baroni e Hubinger (1998), temperaturas acima
de 50oC favorecem as reações de escurecimento
não enzimático.
Com relação à permeabilidade de um
produto como o tomate, esta permeabilidade
está extremamente ligada à estrutura celular de
sua epiderme. Quando a epiderme do fruto tem
uma estrutura celular muito fechada, esta
estrutura se torna a principal barreira ao
processo osmótico, necessitando em muitos
casos removê-la.
Kowalska e Lenart (1998), relatam que a
perda de água é sempre maior que o ganho de
soluto, devido às diferenças entre os
coeficientes de difusão de água e do soluto.
Este fato foi, também, constatado por Rastogi e
Raghavarao (1997) atribuindo-o a um
fenômeno de transporte de osmose, através das
membranas celulares semipermeáveis.
De acordo com Biswal e Bozorgmehr
(1991), no tratamento osmótico, podem ser
usados diversos solutos, sendo, no entanto, o
mais utilizado, o cloreto de sódio para os
vegetais e a sacarose para frutas. O cloreto de
sódio é um excelente agente osmótico, pois a
sua mobilidade, na transferência de massa, é
favorecida pelo baixo peso molecular, que
facilita a entrada pela membrana celular,
abaixando muito rapidamente a atividade de
água do produto. Outra vantagem do sal é que
não reage com os constituintes químicos,
formando produtos indesejáveis (Pakowski, et
al., 2000; Simal, et al., 2001; Sereno et al.,
2001).
Segundo Raoult-Wack (1994) a présecagem osmótica tem sido associada a
diferentes tipos de processamento na forma de
um pré-tratamento, sendo que seus efeitos
refletem-se, positivamente, nas propriedades
organolépticas, nutricionais e funcionais do
produto seco. Este processo envolve difusão
simultânea de soluto e água, o que ocasiona
uma alteração no conteúdo de água do
produto, bem como no restante da composição
química do produto e na característica
estrutural do produto final. Essas mudanças
ainda influenciam na posterior taxa de
secagem por convecção (Finzer e Limaverde,
1996).
Portanto, diante do exposto o objetivo do
presente trabalho foi:
a) Estudar a cinética de secagem do prétratamento osmótico do tomate com epiderme e
sem epiderme em soluções de cloreto de sódio
(NaCl) e sacarose nas concentrações de 5/0,4%
(5% de cloreto de sódio e 0,4% de sacarose) de,
10/0,4% e 15/0,4%; a uma temperatura
ambiente de 2510C.
b)Determinar as constantes de secagem,
utilizando-se a equação proposta por Page.
O trabalho foi conduzido no Laboratório
de Armazenamento e Processamento de
Produtos Agrícolas da Universidade Federal de
Campina Grande.
A matéria prima utilizada foi o tomate,
adquirido na CEASA - Campina Grande. Os
tomates foram submetidos a uma seleção, sendo
utilizados tomates semi-maduros de consistência firme, com formas e tamanhos semelhantes,
de peso médio unitário, variando entre 55 e
60g.
Os tomates selecionados foram lavados
com hipoclorito de sódio na proporção de 1:50
e, em seguida, branqueados a uma temperatura
de 60 oC por 10 minutos.
Metade dos tomates branqueados foi
separada e a outra metade foi submetida à
eliminação de sua epiderme.
Tanto os tomates com epiderme, como os
sem epiderme foram imersos em diferentes
soluções de cloreto de sódio com sacarose. As
concentrações utilizadas foram de 5, 10 e 15%
de cloreto de sódio em água destilada e a todas
foi adicionado 0,4% de sacarose.
A temperatura utilizada foi de 250C e a
proporção de massa do produto:massa de
solução foi de 1:10, garantindo-se, dessa forma
não
haver
alteração
significativa
na
concentração da solução, durante o processo.
Em intervalos de tempo de 1 hora, a solução
osmótica era agitada.
Após essa etapa, uma amostra de tomate
era retirada dos lotes para determinação do
conteúdo de água inicial que foi determinado de
acordo com Association of Official Analytical
Chemistry- A.O.A.C. (1997), que consistiu em
submeter as amostras em uma estufa a uma
temperatura de 105  2oC até peso constante.
Perda de água, PA
Conhecendo-se o conteúdo de água
inicial do tomate, acompanhou-se a sua perda
de água pela variação de sua massa, pesando-se
os tomates de hora em hora por meio de uma
balança semi-analítica, Mettler modelo PC440.
Nos tempos pré-determinados, as amostras
eram retiradas e colocadas sobre papel
absorvente, para a remoção de solução em
excesso, sendo pesado imediatamente e
novamente colocado na solução osmótica. .
Perda de soluto pela solução, Ps
A variação de cloreto de sódio na solução
osmótica foi realizada de hora em hora, sendo
determinada por titulação direta, recomendada
por Mohr (Ranganna, 1986).
Tratamento dos resultados
79
As constantes da equação proposta por
Page, foram obtidas mediante análises de
regressão não linear, por meio do programa
computacional Statistica 5.0.
Os resultados da cinética de secagem
(perda de água) do tomate com epiderme e sem
epiderme, submetido aos pré-tratamentos
osmóticos nas diferentes concentrações
encontram-se nas Figuras 1 e 2 e nas Figuras 3
e 4 estão as perdas de soluto da solução de
cloreto de sódio, quando os tomates com
epiderme e sem epiderme foram imersos na
solução osmótica de cloreto de sódio/sacarose
nas contrações de 5/0,4%; 10/0,4% e 0,4/15%.
Observa-se, nessas figuras,
que a
quantidade de remoção de água (Figuras 1 e 2)
e a perda de cloreto de sódio da solução
osmótica (Figuras 3 e 4) decrescem,
gradualmente com o tempo e com a diminuição
da concentração. No geral, em soluções mais
concentradas, o tomate perde água mais
rapidamente, devido ao maior gradiente de
atividade de água. De acordo com a Figura 1, os
tomates com epiderme em solução de 5%
apresentaram uma perda de água mínima
durante as duas primeiras horas, fato este que
pode ser atribuído ao potencial da solução
hipertônica, que não foi suficiente para abaixar
a atividade de água no produto. Outro fator que
pode ser levado em consideração, a este
processo de transferência de massa, é a
resistência da epiderme.
Comparando-se a Figura 1 com a Figura
2, e a Figuras 3 com a Figura 4, verifica-se o
efeito da epiderme com bastante clareza, pois se
observa que existe uma redução no tempo de
secagem de aproximadamente de 45% (5 horas
de processamento) em todas as concentrações
da solução osmótica (5, 10 e 15% de NaCl).
Observa-se também nas Figuras de 1 a 4
que a remoção de água sempre foi maior que o
ganho do soluto. Esse resultado é semelhante ao
descrito por Biswal e Bozorgmehr (1991), para
pedaços de vagens submetidos à desidratação
osmótica em soluções alcalinas, e Baroni e
Hubinger (1998) no estudo da cinética de
desidratação osmótica de cebola.
Os coeficientes ka e n da equação de
Page referente a cinética de transferência de
massa de água do tomate e os coeficientes ks e
n da equação de Page relativos a cinética de
transferência de massa da solução osmótica
encontram-se, na Tabela 1. Nessa Tabela,
observa-se que as constantes associadas aos
80
coeficientes de transferência de massa para a
água, Ka, são maiores que as do cloreto de
sódio, Ks, confirmando, assim, que ocorre uma
maior saída de água do tomate do que uma
entrada de cloreto de sódio nesse tomate.
As constantes ka e ks da equação de
Page foram correlacionadas com as diferentes
concentrações da solução osmótica. Nas Figuras
5 e 6, estão as equações que expressam essa
correlação, observando-se que essa correlação é
linear, exceção se faz, à equação que expressa o
coeficiente ka da equação de Page em função
da concentração osmótica para o tomate com
epiderme, onde se constata que essa relação é
exponencial.
1,0
Tomate com epiderme
5% de cloreto de sódio e 0,4% de sacarose
0,8
RU
0,6
0,4
0,2
0,0
0
2
4
6
8
10
Tempo (h)
Figura 1 – Curva da perda de água do tomate com epiderme, submetido a diferentes concentrações
osmótica com cloreto de sódio e sacarose
1,0
Tomate sem epiderme
0,8
RU
0,6
0,4
0,2
0,0
0
2
4
6
Tempo (h)
Figura 2 – Curva da perda de água do tomate sem epiderme, submetido a diferentes concentrações
osmótica com cloreto de sódio e sacarose
81
1,0
Tomate com epiderme
0,8
RS
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
2,5
5,0
7,5
Tempo (h)
Figura 3 – Curva da perda de cloreto de sódio, quando o tomate, com epiderme, foi imerso nas
diferentes concentrações da solução osmótica.
1,0
Tomate sem epiderme
0,8
RS
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
2,5
5,0
Tempo (h)
Figura 4 – Curva da perda de cloreto de sódio, quando o tomate, com epiderme, foi imerso nas
diferentes concentrações da solução osmótica.
82
Tabela 1 – Coeficientes da equação de Page para a perda de soluto e perda de água do tomate com
epiderme e sem epiderme, quando este é submetido a diferentes concentrações de cloreto de sódio (5,
10 e 15%).
Concentração
NaCl (%)
com epiderme
-3
-1
2
Ksx10 (s )
n
R (%)
Kax10-3 (s-1)
n
R2 (%)
5
81,655
1,580
99,3
140,332
1,224
96,8
10
185,491
1,110
97,3
144,203
1,329
98,5
15
215,425
1,820
98,5
402,270
0,840
98,5
sem epiderme
5
59,780
2,365
99,2
118,110
1,815
98,7
10
65,751
3,322
99,3
137,448
1,756
98,9
15
77,246
2,244
99,5
148,570
1,721
98,8
Secagem osmótica do tomate
Coeficiente da equação de Page
450
com epiderme
400
(140.314 - 514.0)
Ka= ______________________
1 + exp[(x - 14.21)/0.925]
2
R =99,9%
-1
Coeficiente Ka (s )
350
+ 514,0
sem epiderme
300
Ka = 104,25 + 3,046.C
2
R =98,8%
250
200
150
100
4
6
8
10
12
14
16
Concentração (%)
Figura 5 – Coeficiente Ka da equação de Page referente à secagem osmótica do tomate (perda de água
do tomate) com epiderme e sem epiderme.
83
Perda de soluto da solução osmótica para o tomate
Coeficiente da equação de Page
240
-1
Coeficiente Ks (s )
210
180
150
com epiderme
Ks = 27,09 + 13,377.C
120
2
R =95,3%
sem epiderme
Ks = 50,126 + 1,747.C
90
2
R =98,4%
60
4
6
8
10
12
14
16
Concentração (%)
Figura 6 – Perda de soluto da solução osmótica para o tomate submerso na solução osmótica
CONCLUSÕES
Concluiu-se neste trabalho que:
 existe o efeito da epiderme e que o tempo
para que ocorra a secagem osmótica no
tomate sem epiderme é praticamente a
metade do que ocorre no tomate com
epiderme
 a quantidade de remoção de água do tomate
e de entrada de sal no produto, decresce
gradualmente com o aumento do tempo e
cresce com o aumento da concentração.
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ISSN: 1517-8595
MATURAÇÃO DA GOIABA (Psidium guajava L.) MEDIANTE PARÂMETROS
FÍSICO-QUÍMICOS
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia1, Francisco de Assis Cardoso Almeida1, Bartolomeu
Garcia de Souza Medeiros2, Carmelita de F. A. Ribeiro2, Manassés Mesquita da Silva2
RESUMO
Objetivou-se, com o presente trabalho, determinar a maturação da goiaba (Psidium guajava L.)
adubada com doses crescentes de nitrogênio mediante análise de suas características físicas e
químicas. O experimento foi conduzido no Laboratório de Armazenamento e Processamento de
Produtos Agrícolas, da Universidade Federal de Campina Grande, PB. As goiabas foram
oriundas da Estação Experimental de Veludo, Itaporanga, PB. As análises físicas determinadas
foram: peso do fruto, da casca e da polpa, diâmetro longitudinal e transversal, rendimento da
casca e da polpa, consistência do fruto sem casca (polpa), espessura transversal e densidade; as
análises químicas foram: pH, ºBrix, acidez titulável, e relação SST/ATT. Os dados foram
submetidos à análise de variância utilizando-se o delineamento inteiramente casualizado em
esquema fatorial de 8 x 6 (colheita x adubação) com 4 repetições paras as características físicas
e 5 x 6 (colheita x adubação) em triplicatas para as características químicas. A goiaba
apresentou quatro fases distintas de crescimento quando analisadas através da evolução do seu
peso e tamanho, os quais atingiram os seus maiores valores aos 157 dias da frutificação; o
rendimento das casca, ºBrix, pH, relação SST/ATT e as espessuras do pericarpo aumentaram
com o decorrer da maturação, entretanto, a consistência da polpa, densidade, rendimento de
polpa e acidez titulável diminuíram com a mesma. Sendo assim, a goiaba pode ser colhida a
partir dos 157 dias da frutificação momento em que apresentou uma densidade de 9,8 g cm-3,
uma consistência de polpa de 75,02 N cm-2 e uma relação SST/ATT de 6,69.
Palavras-chave: maturação, adubação e frutificação
MATURATION OF THE GUAVA (Psidium guajava L.) BY PHYSICAL-CHEMISTRY
PARAMETERS
ABSTRACT
This work had as objective to determine the maturation of the guava (Psidium guajava L.)
manured with growing doses of nitrogen by the analysis of its physics and chemistries
characteristics. The experiment was led at the Laboratory of Storage and Processing of
Agricultural Products, of the Federal University of Campina Grande, PB. The guavas were from
the Experimental Station of Veludo, Itaporanga, PB. The determined certain physical analyses
were: the weigh of the fruit, of the peel and of the pulp, longitudinal and transverse diameter,
revenue of the peel and of the pulp, consistency of the fruit without peel (pulp), transverse
thickness and density; the chemistry analyses were: pH, ºBrix, titratable acidity, and relation
SST/ATT. The data were submitted to the variance analysis of the completely randomized
delineation in factorial scheme of 8 x 6 (crop x manuring) with 4 repetitions to the physical
characteristics and 5 x 6 (crop x manuring) in triplicate for the chemistry characteristics. The
guava presented four different phases of growth when they analyzed through the evolution of
their weight and size, which reached their largest values in 157 days of the fructification; the
revenue of the peel, ºBrix, pH, relation SST/ATT and the thickness increased with the
maturation, however, the consistence of the pulp, density, pulp revenue and titratable acidity
decreased with it. Then, the guava can be picked since 157 days of the fructification moment in
what presented a density of 9.8 g cm-3, a pulp consistency of 75.02 N cm-2 and a relation
SST/ATT of 6.69.
Keywords: maturation, manuring, fructification
________________________
Protocolo 127 de 28/ 9 /2003
1
Departamento de Engenharia Agrícola/CCT/UFCG, E-mail: [email protected]; [email protected]
2
Mestrando em Engenharia Agrícola/DEAg/CCT/UFCG, E-mail: [email protected]
85
86
Maturação da goiaba mediante parâmetros físico-químicos Gouveia et al.
INTRODUÇÃO
O Brasil é um país que se destaca pelo
grande potencial agrícola que possui devido às
suas extensas faixas de terras férteis e também
devido a boas condições climáticas, fato este,
comprovado pela posição que ele ocupa no
mercado internacional agrícola, produzindo, a
cada ano, uma grande variedade de frutos
apreciados, em todo o mundo. Dentre estas
variedades de frutos, a goiaba vem ganhando
grande destaque por ser um dos frutos mais
apreciados, devido às suas características de
sabor e aroma e pelo seu elevado valor nutritivo
(Gongatti Neto et al., 1996). Ademais, assume a
posição de primeiro produtor da fruta no mundo
com uma área cultivada de 11.504 ha e uma
produção de 256.616 ton, segundo dados
publicados em Agrianual 2001, baseados nos
levantamentos do IBGE (CATI, 2003). Apesar
da importância econômica real e potencial da
goiabeira, há falta de informações e de
divulgação
tecnológica
conducente
à
otimização do seu cultivo. Este, quando
fundamentado nos conhecimentos tecnológicos
acumulados ao longo do tempo, constitui uma
alternativa de produção não só atraente, mas
adequada
às
excelentes
condições
edafoclimáticas dos principais pólos de
irrigação do Nordeste do Brasil. Um dos fatores
importantes para se obter sucesso em sua
produção é saber o momento exato para dar
início à colheita e com isso obter êxito nas
exportações, oferecendo ao consumidor um
fruto de alta qualidade, uma vez que a
determinação da fase de maturação com base
apenas na aparência do fruto é falha, por ser
uma medida subjetiva, sujeita a erro humano; o
que torna necessário o uso de métodos físicos e
químicos para se conseguir determinar o ponto
da colheita (Gongatti Neto et al., 1994). O
processo de amadurecimento de frutos pode
ocorrer antes ou depois da colheita. Todavia,
em qualquer uma destas situações, inúmeras
transformações na composição destes estão se
realizando, principalmente, considerando-se a
enorme variedade de compostos químicos que
eles contêm. Essas alterações químicas nos
frutos tropicais podem ser facilmente
identificadas por serem as responsáveis pelas
evidentes mudanças na coloração, textura, sabor
e aroma (Bleinroth, 1998). Shimizu et al.
(2002) caracterizando o ponto ideal de colheita
do fruto do coqueiro anão verde (Cocos
nucifera L.) mostraram que a colheita deve ser
realizada no período do final do sexto até o
sétimo mês, quando o crescimento em largura
mostrou-se mais efetivo, o que coincidiu com
um maior acúmulo de água. Garcia (1980)
preconiza a colheita no sexto mês, momento em
que a quantidade de água e a concentração de
açúcares são também mais elevadas. Mendonça
et al. (2002) determinando características físicas
e químicas de pitombas (Talisia esculenta
Radek) do brejo paraibano observaram que o
percentual de casca tendeu a aumentar à medida
que o amadurecimento progredia, o rendimento
em polpa foi baixo, embora com tendência a
aumentar no decorrer do desenvolvimento dos
frutos. Araújo Neto et al. (2000) determinando
o ponto de colheita e índices de maturação para
o sapoti (Manilkara achras (Mill.) Fosberg)
afirmaram que os frutos nos 202 e 209 dias
apresentaram menor firmeza, no dia da colheita
e maior vida de prateleira. Santos et al. (2002),
caracterizando frutos de pitangueira em
diferentes estádios de maturação concluíram
que o desenvolvimento dos dois tipos de
pitanga resultou, no aumento do diâmetro,
comprimento, matéria fresca e seca, e polpa até
os estádios anteriores ao atingimento do
amadurecimento pleno desses frutos. A firmeza
desses frutos diminuiu progressivamente à
medida que a maturação progredia, evidenciando o amadurecimento, assim como a acidez
total titulável, em contraste com a grande parte
dos frutos tropicais, e os sólidos solúveis totais
aumentaram no decorrer da maturação. Desta
forma, desenvolveu-se este trabalho, com o
objetivo de se determinar o ponto ideal de
maturação da goiaba mediante a análise das
suas características físicas e químicas.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido no
Laboratório
de
Armazenamento
e
Processamento de Produtos Agrícolas (LAPPA)
do Departamento de Engenharia Agrícola
(DEAg), o qual faz parte do Centro de Ciências
e Tecnologia (CCT), da Universidade Federal
de Campina Grande (UFCG), Campina Grande,
PB. As goiabas da variedade Paluma foram
provenientes da Estação Experimental de
Veludo, Itaporanga, PB, onde se utilizou um
pomar que continha cinco tratamentos com
doses crescentes de adubação (60, 120, 180,
240 e 300 g cova-1planta-1) nitrogenada na
forma de sulfato de amônio e mais um
tratamento sem adubação (testemunha). As
amostras eram colhidas, acondicionadas em
sacos de polietileno e, posteriormente, em
87
caixas com orifícios laterais para que houvesse
uma melhor ventilação durante o transporte. No
laboratório, os frutos foram selecionados,
descartando-se os danificados pelo atrito no
transporte, os manchados, deformados com
picadas de insetos ou com sintomas de doenças.
Os frutos sadios foram separados, lavados e
colocados em bandejas plásticas etiquetadas
com o nome de cada nível de adubação. Em
seguida, foram determinadas as características
físicas e, posteriormente, as goiabas foram
trituradas em um processador para obtenção da
polpa. Depois de preparadas, foram colocadas
em um freezer a –18 ºC para que se pudessem
iniciar as determinações químicas. Esse
procedimento foi repetido para as oito colheitas,
sendo que as análises químicas só tiveram
início a partir da quinta colheita. Na
caracterização física, determinou-se o peso do
fruto inteiro, utilizando-se uma balança semianalítica de marca Gehaka; o rendimento da
casca, obtido pela diferença entre o peso do
fruto inteiro e o peso dele sem casca e o
rendimento da polpa, obtido, pesando-se o fruto
sem casca; o tamanho do fruto foi determinado,
medindo-se os diâmetros longitudinais e
transversais, utilizando-se um paquímetro
metálico de marca Mitutoyo; a densidade foi
obtida pelo método do deslocamento de massa
de água, quando a fruta foi submersa num
recipiente com água destilada; a consistência da
polpa foi determinada, usando-se um
penetrômetro de mão, modelo FT011, cujas
perfurações foram feitas na região equatorial de
cada fruto, utilizando-se uma ponta cilíndrica
de 0,4 cm de diâmetro. As espessuras
transversais do pericarpo foram medidas na
região equatorial dos frutos. Na caracterização
química determinou-se o pH, por meio do
método potenciométrico; os sólidos solúveis
totais, determinados por leitura direta, utilizando um refratômetro de marca Guimis; a acidez
titulável, determinada por titulação com NaOH,
seguindo as regras da AOAC (1992) e a
relação SST/ATT, obtida pela razão entre o teor
de sólidos solúveis totais (SST) e da acidez
titulável (ATT). Os dados foram submetidos à
análise de variância, utilizando-se o software
Assistat (Silva, 1996). Utilizou-se o delineamento experimental, inteiramente casualizado,
em esquema fatorial de 8 x 6 (colheita x
adubação) com 4 repetições para as
características físicas e 5 x 6 (colheita x
adubação) em triplicata para as características
químicas. Dentro de cada fator quantitativo,
foram testados modelos polinomiais para
avaliar seus efeitos. O critério para a escolha do
modelo foi a significância pelo teste F a 1 e 5%
de probabilidade e com o maior coeficiente de
determinação apresentado (R2).
Peso do fruto, diâmetro longitudinal e
transversal, rendimento da casca e da polpa,
resistência da casca e da polpa, espessura
transversal 1 e 2, e, densidade
Os dados da análise de variância
mostraram efeito significativo dos fatores
colheita e doses de nitrogênio, enquanto o
desdobramento da análise de regressão indicou
efeito linear e quadrático ao nível de 1% de
probabilidade, para os parâmetros: peso,
diâmetro longitudinal e transversal do fruto
(Tabela 1) cuja representação gráfica expressa o
crescimento da goiaba em quatro estádios
durante o seu desenvolvimento (Figura 1).
Tabela 1 – Síntese do quadrado médio das análises de variância e de regressão para os fatores peso,
diâmetro longitudinal e transversal ao longo da maturação
Análise de variância
Fonte de Variação
GL
Peso total
Colheita
Doses de nitrogênio
Colheita x doses de nitrogênio
Resíduo
CV (%)
Regressão linear
Regressão quadrática
7
5
35
144
1
1
76796,867**
504,975**
669,873**
35,330
5,800
119390,257**
4461,588**
QM
Diâmetro
longitudinal
23,856**
1,266**
0,374**
0,059
3,930
42,716**
3,060**
Diâmetro
transversal
34,992**
0,152 ns
0,316**
0,071
5,110
56,627**
5,797**
**significativo a 1% de probabilidade; *significativo a 5% de probabilidade; ns – não significativo
88
8
Diâmetro longitudinal (cm)
(A)
Diâmetro trasnversal (cm)
7
6
5
4
3
y = -0,0002x2 + 0,1049x - 4,3091
R2 = 0,96**
2
1
6
5
(B)
3
y = -0,0002x 2 + 0,091x - 2,0244
R2 = 0,96**
2
0
0
80
100
120
140
160
80
180
100
120
140
160
180
Tempo
(dias)
Tempo (dias)
200
y = 0,0028x 2 + 1,1476x - 108,44
R2 = 0,94**
(C)
Peso (g)
160
120
80
40
0
80
100
120
140
160
180
Tempo
(dias)
Figura 1 – Valores médios do diâmetro transversal (A), diâmetro longitudinal (B) e de peso total (C)
do fruto da goiabeira do início da frutificação à maturação
Mediante os valores médios obtidos
para os parâmetros peso e diâmetro, os estádios
de desenvolvimento (Figura 1), estão descritos
a seguir: o primeiro, que vai do início da
frutificação até os 105 dias, com um aumento
lento; o segundo que vai dos 105 aos 135 dias,
constatando-se um aumento considerável; o
terceiro e último período, que vai dos 150 até o
final da maturação, ocorrendo um aumento
lento nesses parâmetros. Aos 157 dias, observase o maior valor de peso (161,77 g), diâmetro
longitudinal (7,1 cm) e transversal (6,28 cm).
Falcão et al. (2002) comentam que as frutas
atingem o peso e o tamanho máximo antes do
amadurecimento. Observação que se assemelha
com a encontrada por Rathore (1976),
entretanto, este caracterizou o desenvolvimento
da goiaba em três estádios de crescimento
distintos:
o
primeiro
período
de
aproximadamente 45 dias, ocorrendo aumento
considerável no peso e dimensões do fruto. O
segundo, de crescimento relativamente lento,
com duração aproximada de 30 dias. Nesse
período
ocorre
o
amadurecimento
e
endurecimento das sementes. No terceiro,
observa-se um incremento exponencial da taxa
de crescimento do fruto. Nessa fase, a altura e o
diâmetro dos frutos aumentam acentuadamente,
sendo sua duração de 30 dias. Pereira (1995)
relata que frutos da goiabeira da variedade
paluma devido às suas sucessivas floradas, são
produzidos em amplo período de safra, podendo
ser iniciada a colheita a partir dos 158 dias da
floração.
A resistência da casca e da polpa
(Tabela 2) variou de 266,49 a 71,10 N cm-2 para
o fruto com casca e de 231,29 a 70,0 N cm-2
para o fruto sem casca (polpa), evidenciando-se
que a resistência dele diminui progressivamente, com a sua maturação. Santos et al. (2002)
89
caracterizando
frutos
de
pitangueira
encontraram resultados similares, assim como
Araújo Neto et al. (2000), determinando o
ponto de colheita para o sapoti. Gongatti Neto
et al. (1996) afirmam que a goiaba pode ser
colhida, quando a polpa apresentar uma
consistência de 100 N cm-2. No presente
trabalho, este valor se encontra entre a terceira e
quarta colheita e indicam que a goiaba pode ser
colhida a partir dos 158 dias (sexta colheita).
Ocorrência que, em parte, pode ser explicada
pelo fato de que, normalmente, a resistência dos
frutos é medida através de um consistômetro
cuja ponta apresenta um diâmetro de 8 mm e,
no caso em estudo, adaptou-se o consistômetro
com uma ponta de 4 mm de diâmetro a qual
forneceu leituras menores, devido à menor área
de perfuração.
Tabela 2 – Variação do peso da casca (PC) e da polpa (PP), rendimento de casca (RC) e polpa (RP),
consistência da polpa (RP), espessura transversal 1 e 2 (ET1 e ET2) e a densidade da
goiabeira tratada com seis níveis de adubação nitrogenada do início da frutificação a
maturação
Colheita
(dias)
PC
(g)
PP
(g)
RC
(%)
RP
(%)
90
105
120
135
150
157
164
171
2,86
2,96
7,37
11,78
16,2
24,9
26,27
33,43
25,90
26,36
46,06
97,54
104,7
136,87
133,06
121,03
9,95
9,76
13,10
10,7
13,39
15,37
16,50
21,64
90,05
90,24
86,9
89,3
85,94
84,61
83,50
78,4
Através da análise dos resultados
contidos na Tabela 2, pode-se perceber que a
densidade do fruto diminuiu com o avanço da
maturação que variou de 1,07 a 0,96 g cm-3 dos
90 aos 171 dias ao longo do período de
colheitas. Gongatti Neto et al. (1994) comentam
que a goiaba pode ser colhida, quando apresenta
uma densidade de aproximadamente 0,98
g.cm-3. No presente estudo, a goiabeira
apresenta tal valor a partir dos 150 aos 157 dias,
correspondendo a quinta e sexta colheita,
respectivamente. A espessura transversal 1 e 2
variou de 0,49 a 0,87 cm e 0,47 a 0,82 cm,
respectivamente, correspondendo a um aumento
no decorrer da maturação, momento em que a
goiaba apresentou os maiores valores de peso e
tamanho.
O rendimento de polpa e casca observado
na Tabela 2, indicam que, à medida que o fruto
vai se desenvolvendo, a casca começa a ocupar
mais espaço, evidenciando-se um maior
incremento, neste rendimento, quando ela está
entre os períodos de 157 aos 171 dias (15,37;
16,50 e 21,64%) e que se deu com a diminuição
do rendimento da polpa que ao final do ciclo de
desenvolvimento da goiaba, foi de 78,40% a
RC
RP
(N cm-2) (N cm-2)
ET1
(cm)
ET2
(cm)
Densidade
(g cm-3)
266,49
83,18
79,6
76,02
71,26
71,10
0,49
0,51
0,73
0,70
0,77
0,84
0,84
0,87
0,47
0,58
0,72
0,77
0,82
0,85
0,80
0,82
1,07
1,03
1,00
0,99
0,98
0,98
0,97
0,96
231,29
79,38
79,10
75,02
70,80
70,00
sua participação. Tal comportamento foi
observado por Mendonça et al. (2002) que, ao
determinarem características químicas e físicoquímicas da pitomba, observaram que a
participação da casca tendia a aumentar com o
amadurecimento do fruto, assim como a polpa.
Esteves et al. (1983) encontraram rendimento
de polpa de quatro cultivares de goiaba,
variando de 64, a 70,50% o qual foi inferior ao
menor rendimento encontrado, no presente
trabalho, comportamento que pode ser
explicado pelo fato de que as goiabeiras foram
adubadas com seis níveis distintos de
nitrogênio.
pH, acidez titulável, ºBrix e relação SST/ATT
A análise de variância (Tabela 3) revelou
efeito altamente significativo (a 1% de
probabilidade) para os fatores colheitas e doses
de nitrogênio, enquanto o desdobramento da
análise de regressão indicou efeito linear para
as variáveis acidez titulável e sólidos solúveis
totais, e linear e quadrático para enquanto para
pH e SST/ATT.
90
Tabela 3 – Síntese do quadrado médio das análises de variância e regressão para os fatores pH, acidez
titulável (ATT), ºBrix (SST) e proteína da goiaba ao longo da maturação
Análise de variância
Fonte de Variação
GL
QM
pH
ATT
SST
SST/ATT
4
1,273**
0,209**
44,534**
184,500**
Colheita
5
0,016**
0,026**
5,882**
166,840**
Níveis de colheita
20
0,016**
0,016**
3,221**
98,600**
Colheita x adubação
60
0,001
0,001
0,020
0,140
Resíduo
0,603
3,120
2,840
1,230
CV %
1
1,468**
0,275**
57,253**
72,261**
Regressão linear
1
0,535**
0,011 ns
1,060 ns
0,319**
Regressão quadrática
**significativo a 1% de probabilidade; *significativo a 5% de probabilidade; ns – não significativo
Mediante análise da Figura 2, percebese que a acidez titulável diminuiu ao longo da
maturação de 0,89 a 0,63%. Este resultado pode
ser explicado porque, ao passo que a fruta
amadurece, o teor de açúcar vai aumentando e
paralelamente ocorreu uma degradação de
ácidos orgânicos. Comportamento similar foi
encontrado por Argenta et al. (1995),
determinando padrões de maturação e índices
de colheita de maçãs (Pyrus malus L.). Lima et
al. (2001) caracterizando frutos de goiabeira,
acharam uma acidez titulável de goiabas
maduras variando de 0,40 a 1,04%. Entretanto,
ITAL (1978) caracterizando goiabas vermelhas
em três diferentes estádios de maturação achou
valores de 0,39; 0,38 e 0,30% para os estágios
verde de vez e maduro, respectivamente. Vale
salientar que as amostras foram adubadas com
doses crescentes de nitrogênio e podem ter
causado aumento de sua acidez, considerandose também que esta é influenciada pelas
condições de clima e solo.
Acidez titulável (%)
0,996
0,83
0,664
0,498
0,332
y = -0,0002x 2 + 0,0662x - 3,659
R2 = 0,98**
0,166
0
130
140
150
160
170
180
Tempo (dias)
Figura 2 – Valores médios da acidez titulável da goiaba ao longo da maturação
A percentagem de sólidos solúveis
(ºBrix) variou de 3,87 a 7,94% dos 135 aos 171
dias, o que significa dizer que, à medida que o
fruto foi amadurecendo, a quantidade do ºBrix
aumenta de forma linear (Figura 3A), onde se
observa um maior incremento destes no último
estádio de maturação (aos 171 dias), que é
aquele destinado ao consumo in natura, quando
a goiaba está pronta para ser diretamente levada
para alimentação. Almeida et al. (1999)
observaram comportamento semelhante para o
incremento de sólidos solúveis em manga
espada, durante a maturação, assim como ITAL
(1991) para a goiaba. Segundo Maia et al.
91
comentam que a goiaba pode ser colhida
quando o seu ºBrix estiver próximo de 9,0%. A
maior porcentagem de ºBrix encontrada não
ultrapassou os 7,94%. Isto pode ser explicado
por este valor ser o resultado da média de seis
tratamentos com doses crescentes de adubação
nitrogenada, o qual causou ao longo das
mesmas uma diminuição em seu teor.
9,00
8,00
4,50
7,00
4,30
6,00
5,00
4,20
4,00
3,00
4,10
4,00
3,90
y = 0,1089x - 11,236
R2 = 0,92**
2,00
1,00
3,80
3,70
0,00
130
140
150
160
170
3,60
130
180
(A)
4,50
y = 0,001x 2 - 0,3029x + 25,782
R2 = 0,97**
4,40
4,30
pH
4,20
4,10
4,00
3,90
3,80
3,70
150
160
170
180
3,60
130
140
150
160
Tempo (dias)
Tempo (dias)
(A)
(B)
170
180
Figura 3 – Valores médios do ºBrix (A) e pH (B) da goiaba ao longo da sua maturação
Verifica-se, ainda, na Figura 3B, que os
resultados de pH variaram de 3,82 a 4,40 no
período compreendido entre 157 a 171 dias do
início de frutificação. Comparando estes dados
com os da acidez presentes na Figura 2, têm-se
que o pH está relacionado diretamente com o
decréscimo da acidez do fruto, observação que
concorda com os estudados por Nogueira et al.
140
150
Tem
Tempo (dias)
y = 0,1089x - 11,236
R2 = 0,92**
y = 0,001x 2
R
4,40
pH
º Brix (%)
(1998), determinando o ºBrix de quatro
variedades de goiaba, acharam valores destes,
variando de 11,00 a 12,10%. Por sua vez,
Ferreira (2002) obteve um ºBrix de 4,8. ITAL
(1978) relata que a goiaba apresentou
porcentagens de ºBrix de 9,5; 10,30 e 11,30%
para os estágios verde, de vez e maduro,
respectivamente. Gongatti Neto et al. (1996)
(2002) para acerola. Lima et al. (2001)
caracterizando goiabas na região do Submédio
São Francisco obtiveram pH na faixa de 3,72 a
4,22. Considerando o pH para os estágios:
verde, de vez, e, maduro, ITAL (1978)
encontrou valores para a goiabeira de 3,90; 3,85
e 4,00, respectivamente, valores que estão de
acordo com os obtidos por Ferreira (2002) ao
92
afirmar ter obtido pH de 3,96 para este fruto.
Assim, mediante os resultados obtidos e os
encontrados na literatura, pode-se concluir que
a colheita da goiaba possa ter início a partir dos
157 dias depois da frutificação para a condição
do presente trabalho ou quando o pH se
encontrar entre 3,87 e 4,4.
.
A relação SST/ATT variou de 4,34 e 12,6
(Figura 4). Comportamento explicado pela
relação deste fator com o ºBrix o qual diminui,
quando a acidez aumenta, provocando assim,
um aumento ou diminuição nessa relação
(SST/ATT), mostrando as tendências de
comportamento quadrático.
Relação SST/ATT
14,00
11,20
8,40
5,60
2
y = 0,008x - 2,2164x + 158,24
2,80
2
R = 0,99**
0,00
130
140
150
160
170
180
Tempo (dias)
Figura 4 – Valores médios de SST/ATT da goiaba ao longo da maturação
Estes resultados estão de acordo com os
observados por ITAL (1991) ao caracterizarem
cultivar de goiaba vermelha e Santos et al.
(2002) estudando frutos de pitanga. Ademais,
Nogueira et al. (2002) afirmam que os teores
mais elevados de SST são reduzidos pela chuva
ou irrigação excessiva, em virtude da diluição
do suco celular, e variam, também, de acordo
com o genótipo, assim como são elevados pela
temperatura média, no período de alta
luminosidade, em razão de elevar a atividade
fotossintética, causando um maior acúmulo de
carboidratos nos frutos (Dhillon et al., 1990).
CONCLUSÕES
De acordo com os dados obtidos e
discutidos, pode-se concluir que:
 A colheita pode se iniciada quando, ela
estiver com 157 dias da frutificação que é
o momento em que a goiaba apresenta
uma densidade de 0,98 g cm-3, um pH de
3,8, resistência da polpa de 75,62 N cm-2 ,
ºBrix de 5,49% e uma relação SST/ATT
de 6,69;

O comportamento do crescimento da
goiaba em relação ao peso e tamanho
seguiu um padrão polinomial quadrático
com quatro fases;

Tanto a consistência da casca como da
polpa diminuíram com o avanço da
maturação;

A participação da polpa decresceu com a
maturação fechando o ciclo com 78,4%, já
a participação da casca aumentou
finalizando o mesmo com 21,6%;

As variáveis pH, sólidos solúveis totais e
relação SST/ATT aumentaram com a
maturação, caso contrário ocorreu com a
acidez titulável.
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ISSN: 1517-8595
95
ARMAZENAMENTO DE ABACAXI MINIMAMENTE PROCESSADO
Rossana M. F. de Figueirêdo1, Alexandre J. de Melo Queiroz1,
Milene Arcângela S. de Noronha2
RESUMO
Estudou-se a evolução das características químicas de abacaxis minimamente processados
armazenados durante 10 dias. Os frutos foram lavados, sanitizados, descascados e fatiados em
espessuras aproximadas de 1 cm. Foram acondicionados em embalagens semi-rígidas de
poliestireno, com quatro fatias por embalagem. Nessas condições as amostras foram
armazenadas em câmara sob temperaturas de 5ºC, 9ºC, 12ºC e 15ºC e umidade relativa de 80%.
A cada dois dias eram determinadas perdas de peso, sólidos solúveis totais, pH, sólidos totais,
ácido ascórbico e acidez total titulável. Pelas determinações realizadas constatou-se que o
armazenamento a 5oC preservou melhor a qualidade dos abacaxis minimamente processados
durante o armazenamento em relação as demais temperaturas, observando-se que o teor de
acidez, sólidos totais, sólidos solúveis totais (oBrix) foram mantidos quando as fatias dos
abacaxis foram armazenadas a 5oC. Também a 5oC a perda de peso foi menor do que nas demais
temperaturas. O aumento da temperatura provocou perda de peso, diminuição dos sólidos
solúveis totais (oBrix) e aumento da acidez. A temperatura influenciou os valores de ácido
ascórbico das amostras, com os maiores valores observados a 5oC, os menores a 15o C e
intermediários nas temperaturas de 9 e 12o C. Com o tempo de armazenamento os teores de SST
(oBrix) diminuíram nas temperaturas acima de 5ºC; o pH diminuiu a 12ºC e 15ºC; os sólidos
totais diminuíram a 9ºC, 12ºC e 15ºC; e a acidez total titulável aumentou a 9ºC, 12ºC e 15ºC.
Palavras-chave: Abacaxi, Ananas comosus, minimamente processado, armazenamento, frutas
STORAGE OF MINIMALLY PROCESSED PINEAPPLE
ABSTRACT
The evolution of the chemistry characteristics of minimally processed pineapples stored for 10
days was studied. The fruits were washed, disinfected, shelled and sliced in nearly thickness of
1 cm. They were disposed in semi-rigid polystyrene packs, four slices in each pack. In those
conditions, the samples were stored under temperatures of 5ºC, 9ºC, 12ºC and 15ºC and relative
humidity of 80%. Weight loss, total soluble solids, pH, total solids, ascorbic acid and total
titratable acidity were determined every two days. According to the accomplished determination
it was verified that the storage at 5oC preserved better the quality of the minimally processed
pineapples during the storage than the other temperatures. It was observed that the acidity, total
solids, total soluble solids (oBrix) were maintained when the slices of the pineapples were stored
at 5oC. The weight loss was also at 5 °C smaller than it in the other temperatures. The increase
of the temperature provoked weight loss, decrease of total soluble solids (oBrix) and increase of
the acidity. The temperature influenced the values of ascorbic acid of the samples, with the
largest observed values at 5oC, the smallest ones at 15oC and the intermediary ones at the
temperatures of 9 and 12oC. The total soluble solid content (oBrix) decreased at the temperatures
above 5ºC, with the time of storage, the pH decreased at 12ºC and 15ºC; the total solids
decreased at 9ºC, 12ºC and 15ºC; and the total titratable acidity increased at 9ºC, 12ºC and
15ºC.
Keywords: pineapple, Ananas comosus, minimally processed, storage, fruits
_________________________
Protocolo 131 de 10/ 9/ 2003
1
Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande, Av. Aprígio Veloso, 882, Caixa Postal
10017, CEP 58109-970, Campina Grande, PB. [email protected]
2
Aluna de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, UFCG
96
Armazenamento de abacaxi minimamente processado Figueirêdo et al.
INTRODUÇÃO
O abacaxizeiro (Ananas comosus L.) é
um autêntico espécime das regiões tropicais e
subtropicais, nativo das regiões costeiras da
América do Sul. É cultivado na Ásia, África e
Américas do Norte, Central e do Sul.
Destacam-se como principais produtores: a
Tailândia, Filipinas, Brasil, China e Índia.
É um fruto famoso em todo o mundo
pelo aroma, pelo sabor agridoce e pelo grande
valor nutritivo. Possui um alto teor de vitamina
C. Além disso, contém fibras celulósicas,
importantes no funcionamento digestivo, e
bromelina-proteinase que facilita a digestão de
carnes. Também é bem provido em minerais
como cálcio, fósforo e ferro.
Seu consumo pode ser “in natura”,
cortado em fatias (rodelas) ou em cubos, sob
forma de sorvetes, doces, picolés, refrescos,
sucos caseiros. Industrializado, o fruto se
apresenta como polpa, xarope, geléia, doces
em calda, suco engarrafado, etc. Em regiões
secas e quentes, obtém-se vinho do fruto doce
e fermentado. Dentre as variedades, a mais
cultivada é a Smooth cayenne, por suas
características convenientes aos processos
agroindustriais.
A expansão da produção brasileira de
abacaxi e o seu potencial de exportação,
considerando-se o incremento da exportação
de frutas frescas em geral, mostram a
necessidade e o interesse de estudos básicos de
preservação do fruto, para que se possa
competir com igualdade de condições com os
demais países exportadores (Pinheiro et al.,
2000).
É um fruto, comercialmente, importante
no mercado brasileiro, com grande potencial
de exploração, não só “in natura”, mas também
na forma de processados. Porém, para
disponibilizá-lo dessa forma, técnicas de
conservação devem ser estudadas (Franco et
al., 2001).
A busca por uma dieta saudável,
composta por alimentos frescos e mais
convenientes, tem proporcionado um grande
aumento
no
consumo
de
produtos
minimamente processados, que, além de
facilitar a vida do consumidor, constituem-se
uma das principais tecnologias disponíveis, e
em desenvolvimento, para amenizar o
problema de perdas pós-colheita no país
(Bueno et al., 2001).
Frutos e hortaliças minimamente
processados são definidos como produtos
preparados por uma ou por algumas das
unidades de operação apropriadas, tais como
descascamento, fatiamento, corte, raspagem,
retalhamento, etc, mantendo a qualidade do
produto fresco, além de possuir grande
facilidade para o seu preparo e/ou consumo
(Chitarra, 2000).
A utilização de produtos minimamente
processados é recente no Brasil, tendo a sua
produção sido iniciada na década de 90 por
algumas empresas, atraídas pela nova
tendência de mercado. O valor agregado ao
produto pelo processamento mínimo aumenta a
competitividade do setor produtivo e propicia
meios alternativos para a comercialização. O
sucesso desse empreendimento depende, no
entanto, do uso de matérias-primas de alta
qualidade, manuseadas e processadas com
elevada condição de higiene, para manutenção
da qualidade e prolongamento da vida de
prateleira (Chitarra, 2000).
Este trabalho foi realizado com o
objetivo de se avaliar a evolução de
características químicas e físico-químicas
(perda de peso, SST, pH, sólidos totais, acidez
total titulável e teor de ácido ascórbico) de
abacaxi cv. Smooth cayenne L. minimamente
processado, armazenado sob diferentes
temperaturas (5°C, 9°C, 12°C e 15°C) e
umidade relativa de 80%.
MATERIAL E MÉTODOS
A etapa experimental do trabalho foi
desenvolvida
no
Laboratório
de
Armazenamento e Processamento de Produtos
Agrícolas do Departamento de Engenharia
Agrícola, que fazem parte do Centro de
Ciências e Tecnologia da Universidade Federal
de Campina Grande - Campus I.
Matéria-prima
A matéria prima utilizada, neste
trabalho, foi frutos de abacaxi (Ananas
comosus L.) em estádio de maturação meiomaduro, adquiridos na CEASA da cidade de
Campina Grande/PB, provenientes da região
de Sapé, PB.
Processamento da matéria prima
Os frutos foram selecionados manualmente, com o objetivo de separar os abacaxis
em estádio de maturação semelhante e eliminar
frutos em mal estado. Para compor as
amostras, foram selecionados aproximadamente 40 frutos por lote.
Foi realizada uma lavagem dos frutos
com auxílio de detergente e escova para retirar
as impurezas aderidas a casca. Depois, foram
imersos em solução de hipoclorito de sódio,
com concentração de 100ppm, durante 15
minutos. Após essa etapa, foram postos para
secar em ambiente natural e, em seguida,
descascados e cortados em fatias de 1cm,
aproximadamente.
A seguir, essas fatias foram imersas em
solução de hipoclorito de sódio, em
concentração de 10ppm a 4ºC, durante 4
minutos, enxaguadas, em seguida, com água
potável e levadas para escorrer, sendo depois
submetidas à imersão, durante 4 minutos, em
água destilada resfriada (5°C). Logo após,
escorreu-se o excesso de água e as amostras
foram encaminhadas para a etapa de
armazenamento.
97
4,0 e 7,0), a 20ºC, imergindo-se em seguida o
eletrodo em becker, que contêm a amostra,
expressando-se os resultados em unidade de
pH.
Sólidos totais
Os sólidos totais foram determinados,
seguindo-se, também, as normas analíticas do
Instituto Adolfo Lutz (1985), e os resultados
expressos em percentagem.
Ácido ascórbico
Utilizou-se, para essa determinação, o
método da AOAC (1997) modificado por
Benassi & Antunes (1990), o qual utiliza como
solução extratora ácido oxálico.
Armazenamento
Após o processamento, as amostras
foram acondicionadas em embalagens, com
distribuição de 4 fatias por embalagem,
pesando cerca de 150 a 200g. As embalagens
eram potes de poliestireno, com 6cm de altura
e 13cm de diâmetro. Assim acondicionadas, as
amostras foram armazenadas por 10 dias, sob
as temperaturas de 5ºC, 9ºC, 12ºC e 15ºC e
umidade relativa de 80%, sendo as análises
realizadas a cada dois dias.
Avaliações físico-químicas e químicas
Perda de peso
A perda de peso foi avaliada, pesando-se
os potes que contêm os abacaxis minimamente
processados a cada dois dias.
A acidez total titulável foi determinada
pelo método acidimétrico do Instituto Adolfo
Lutz (1985). Os resultados foram expressos em
mg/100g de ácido cítrico.
As análises estatísticas foram efetuadas,
utilizando-se o programa ASSISTAT (Silva &
Azevedo, 2002), versão 6.0, obtendo-se a
análise de variância e as tabelas com as
comparações entre médias, feitas pelo teste de
Tukey a nível de 5% de probabilidade.
O tratamento dos dados foi realizado,
segundo o fatorial com 4 temperaturas (5, 9, 12
e 15ºC), 6 tempos de armazenamento (0 dia, 2
dias, 4 dias, 6 dias, 8 dias e 10 dias) e 3
repetições.
Sólidos solúveis (ºBrix)
O teor do sólidos solúveis totais (ºBrix)
foi determinado por leitura direta em
refratômetro manual de marca ATAGO, com
correção de temperatura, utilizando-se de
tabela proposta pelo Instituto Adolfo Lutz
(1985).
pH
A determinação do pH realizou-se
através
do
método
potenciométrico,
calibrando-se o potenciômetro (DIGIMED
modelo DMPH-2), com soluções tampão (pH
Perda de peso
valores médios de perda de peso para a
interação tempo  temperatura, o coeficiente
de variação, a média geral e os desvios
mínimos significativos. Observa-se que não
existe diferença significativa, a nível de 5% de
probabilidade, pelo teste de Tukey, entre os
valores médios da perda de peso a 5°C, durante
o armazenamento. Nas temperaturas de 9oC,
12oC e 15ºC, verificam-se diferenças significativas, entre os tempos de armazenamento e, de
98
forma geral, aumento gradativo desse valor
com o decorrer do tempo, atingindo a perda
máxima no décimo dia.
Verifica-se que, quando o abacaxi foi
submetido à temperatura de 5°C, obtiveram-se
as menores percentagens de perda de peso,
variando entre um mínimo de 0,09% e um
máximo de 0,18%. Na temperatura de 15°C,
ocorreram as maiores perdas, com valores
entre 0,079% e 2,35%. Estes valores se
refletem na menor perda de peso média
ocorrida à temperatura de 5°C, com um valor
de 0,14% e a maior, verificada a 15°C, de 1,13
%. Observando a evolução das perdas de peso
ocasionadas pelo efeito das diferentes
temperaturas, nota-se, na maioria dos casos,
um aumento gradual nos valores dessa variável
à medida que se elevou a temperatura. Estes
resultados estão coerentes com as afirmações
de Ryall & Lipton (1979) ao verificarem uma
relação direta entre perda de peso e
temperatura de armazenamento.
Tabela 1 - Valores médios da percentagem da perda de peso do abacaxi minimamente processado
para a interação tempo  temperatura
Tempo (dia)
2
4
6
8
10
5ºC
0,0899 aA
0,1262 aA
0,1409 aB
0,1409 aC
0,1806 aC
Perda de peso (%)
9ºC
12ºC
0,0327 cA
0,1984 bcA
0,1104 cA
0,0661 cA
0,3072 bcB
0,1324 cB
0,6714 abB
0,5795 bB
1,0982 aB
1,0762 aB
15ºC
0,0786 dA
0,4423 dA
0,9876 cA
1,7850 bA
2,3530 aA
DMS p/ colunas = 0,4298; DMS p/ linhas = 0,4032; CV = 34,78 %; MG = 0,5298 %.
MG - Média geral, CV - Coeficiente de variação e DMS - Desvio mínimo significativo
Obs.: médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem estatisticamente pelo
teste de Tukey a nível de 5% de probabilidade
Sólidos solúveis totais (SST)
Na Tabela 2, estão apresentados os
valores médios dos sólidos solúveis totais
(SST) para a interação tempo x temperatura
dos abacaxis minimamente processados. A
média geral foi igual a 12,30oBrix e o
coeficiente de variação obtido foi igual a
5,31%, estando abaixo de 10%, o que
determina ótima precisão experimental de
acordo com a classificação de Ferreira (1991).
Constata-se que nas temperaturas de 5ºC
e 12oC, o teor de SST no final do
armazenamento não apresentou diferença
significativa em relação ao teor inicial. Esses
resultados são semelhantes aos verificados por
Abreu (1991). Nos tempos intermediários não
são notadas diferenças entre os teores a 5ºC. A
12oC são observadas poucas variações, embora
com predomínio de decréscimo. A 9oC e 15oC
o teor de SST no final do armazenamento
apresentou redução significativa, com ocorrência de diminuições, ao longo dos tempos.
Carvalho (2002) encontrou comportamento
semelhante
para
kiwis
minimamente
processados armazenados à 1oC e 85%UR,
tendo justificado essa redução pelo consumo
dos substratos no metabolismo respiratório.
Comparando-se os teores de SST no
início do armazenamento nas diversas
temperaturas, verifica-se que o lote utilizado
no armazenamento à 15ºC, é estatisticamente
diferente dos lotes utilizados a 5 e 9ºC,
apresentando valores inferiores. Do conjunto
de valores para as quatro temperaturas, nota-se
uma tendência de diminuição dos SST com o
aumento de temperatura. Os resultados estão
dentro da faixa de valores determinada por Thé
et al. (2001) que variaram entre 11,50 a
12,10oBrix em abacaxis da mesma variedade.
A variação pode ser ainda mais extensa, como
demonstram os valores de Spironello et al.
(1997) que apresentam o teor de SST em torno
de 13,0oBrix para abacaxis cultivados em
Cordeirópolis, SP.
99
Tabela 2 - Valores médios dos sólidos solúveis totais (ºBrix) dos abacaxis minimamente processados
para a interação tempo x temperatura.
SST (ºBrix)
Tempo (dia)
5ºC
9ºC
12ºC
15ºC
13,40 abA
14,13 aA
13,13 aAB
11,73 aB
0
13,07 abAB
13,67 aA
12,00 abB
12,00 aB
2
13,20
abA
13,47
aA
11,33
bcB
12,20 aAB
4
12,20 bB
13,67 aA
11,60 abcB
11,20 abB
6
13,40 abA
12,60 abA
10,40 cB
10,07 bcB
8
14,60 aA
11,60 bB
11,60 abcB
9,00 cC
10
DMS p/ colunas = 1,5865; DMS p/ linhas = 1,4231; CV = 5,31 %; MG = 12,30 oBrix.
Obs.: médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey a
pH
valores médios para a interação tempo x
temperatura do pH dos abacaxis minimamente
processados, o coeficiente de variação, a média
geral e os desvios mínimos significativos. A
média geral do pH foi de 3,69, estando dentro
da faixa de valores determinado por Spironello
et al. (1997) para abacaxis cv. Smooth cayenne
provenientes de diferentes tipos de muda que
variou de 3,4 a 4,2. Os valores encontrados
para o pH variaram de 2,82 a 3,83 para a
temperatura de 5ºC; de 4,09 a 3,90 para a
temperatura de 9ºC; de 2,91 a 3,66 para a
temperatura de 12ºC e de 4,55 a 3,27 para a
temperatura de 15ºC, no decorrer dos 10 dias
analisados.
Observa-se que a 5oC, existe diferença
significativa no pH, em nível de 5% de
probabilidade, entre o tempo zero e os demais
períodos, verificando-se que houve aumento
desse parâmetro, no segundo dia e permane-
cendo inalterado até o final do armazenamento.
Torres et al. (2002) verificaram estabilidade
nos valores do pH dos abacaxis cv. Smooth
cayenne minimamente processados armazenados a 5ºC por 8 dias em atmosfera
modificada ativa. A 9ºC não houve efeito
significativo em nível de 5% de probabilidade,
em relação aos diferentes tempos; a 12oC a
partir do quarto dia, o pH decresceu, do sexto
dia em diante ficou estável, chegando no final
do armazenamento com um valor de 3,00
unidades de pH; a 15oC o pH, também,
apresentou tendência de decréscimo com o
aumento do período de armazenamento com
redução de cerca de 24% ao décimo dia.
Tem-se no tempo zero que o pH é,
significativamente, diferente, entre todas as
temperaturas, mas, no final do armazenamento,
o pH à 5 e 9oC são estatisticamente iguais.
Essas diferenças podem ser justificadas pelas
diferenças naturais encontradas entre frutos, e
entre as partes de um mesmo fruto.
Tabela 3 - Valores médios do pH dos abacaxis minimamente
temperatura
pH
Tempo (dia)
5ºC
9ºC
2,82 bD
4,09 aB
0
3,65 aC
4,06 aB
2
3,65 aC
3,97 aB
4
3,75 aAB
3,93 aA
6
3,83 aA
3,93 aA
8
3,71 aA
3,90 aA
10
processados para a interação tempo x
12ºC
3,61 aC
3,66 aC
3,33 bD
3,27 bcD
2,91 dC
3,00 cdC
15ºC
4,37 aA
4,45 aA
4,55 aA
3,59 bB
3,27 cB
3,32 cB
DMS p/ colunas = 0,2642; DMS p/ linhas =0,2370; CV = 2,95 % ; MG = 3,69.
100
Sólidos totais
temperatura do teor de sólidos totais dos
abacaxis minimamente processados, o
coeficiente de variação, a média geral e os
desvios mínimos significativos. A média geral
foi de 14,10 %, esse valor encontra-se acima
dos valores determinados por Thé et al. (2001)
que encontraram valores, variando entre 12,63
e 13,22%.
Nota-se que não existe diferença
significativa, a nível de 5% de probabilidade,
entre os valores dos sólidos totais, durante o
armazenamento, a
5ºC;
nas
demais
temperaturas, houve alterações significativas
com
o
período
de
armazenamento,
apresentando redução nos sólidos totais a partir
do sexto dia até o final do período, a 9oC e
15oC, e a partir do quarto dia a 12oC, com
reduções em média de 23%. Esse
comportamento, também, foi verificado ao se
avaliar o teor de sólidos solúveis totais (oBrix),
e provavelmente essas reduções são devido ao
consumo dos substratos no metabolismo
respiratório.
Em relação às diferentes temperaturas,
no tempo final, houve diferença significativa
entre o valor médio dos sólidos totais a 5oC em
relação às demais temperaturas.
Tabela 4 - Valores médios do teor de sólidos totais (%) dos abacaxis minimamente processados para a
interação tempo x temperatura
Sólidos totais (%)
Tempo (dia)
5ºC
9ºC
12ºC
15ºC
15,49 aAB
16,05 aA
14,66 aAB
14,00 aB
0
15,13 aAB
15,94 aA
14,77 aAB
13,82 aB
2
16,28 aA
15,92 aAB
13,02 abC
14,26 aBC
4
15,77 aA
14,76 abAB
11,83 bC
13,02 abBC
6
15,25 aA
13,67 bcAB
12,08 bBC
11,65 bcC
8
16,45 aA
11,96 cB
11,70 bB
10,68 cB
10
DMS p/ colunas = 2,1452; DMS p/ linhas =1,9242; CV = 6,26%; MG = 14,10%
Obs.: médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem estatisticamente pelo teste Tukey a nível
de 5% de probabilidade
Ácido ascórbico
temperatura do teor de ácido ascórbico dos
abacaxis minimamente processados, o
coeficiente de variação, a média geral e os
desvios mínimos significativos.
Observa-se na Tabela 5 que, durante os
10 dias de armazenamento, o material a
temperatura de 5oC apresentou redução no teor
de ácido ascórbico a nível de 5% de
probabilidade, a partir do tempo 6. A 9oC,
12oC e 15oC não se verificam reduções nos
teores com o tempo de armazenamento. As
reduções isoladas para a temperatura de 5oC
podem ser atribuídas a porção de onde foram
extraídas as amostras, as quais, segundo
Spironello et al. (1997), podem apresentar
teores, significativamente, diferentes de ácido
ascórbico, conforme provenham da região
basal ou apical dos frutos.
Observando o efeito da temperatura vêse que o conjunto de valores sugere uma maior
preservação do ácido ascórbico na temperatura
de 5oC (excetuando-se os resultados a 8 e 10
dias) e uma redução mais acentuada a 15oC.
Nas temperaturas de 9oC e 12oC verificam-se
variações intermediárias.
Verifica-se, que no tempo zero, não
existe diferença significativa entre os valores
médios da temperatura de 5ºC e 12ºC, e no
tempo final, não houve diferença significativa
entre os dados na temperaturas de 5ºC e 9ºC.
Para o teor de ácido ascórbico, constata-se que,
no final do armazenamento, a temperatura de
15ºC apresentou o menor valor que foi de 6,12
mg ác. ascórbico/100g amostra.
O valor médio inicial do teor de ácido
ascórbico foi de 11,82mg ác. ascórbico/100g,
estando muito abaixo dos valores determinados
por Spironello et al. (1997) ao avaliar o teor de
vitamina C em abacaxi cv. Smooth Cayenne
cultivado em Votuporanga, SP, que foi em
média de 22,65 mg ácido ascórbico/100g, mas
estando na mesma faixa de valores
mencionados em ITAL (1987) para abacaxi no
estádio maduro.
101
Tabela 5 - Valores médios do ácido ascórbico dos abacaxis minimamente processados para a
interação tempo x temperatura
Ácido ascórbico (mg ác. ascórbico/100g)
Tempo (dia)
5ºC
9ºC
12ºC
15ºC
17,31 aA
9,98 bB
16,72 aA
3,30 aC
0
19,36 aA
6,18 cC
13,45 abB
4,14 aC
2
19,07 aA
14,15 aB
12,80 bB
6,38 aC
4
17,11 aA
11,78 abB
11,38 bB
6,53 aC
6
5,62 bB
11,85 abA
13,32 abA
4,02 aB
8
6,64 bB
10,85 abB
14,53 abA
6,12 aC
10
DMS p/ colunas =3,5809; DMS p/ linhas =3,2120; CV =13,47%; MG = 10,94 mg ác. ascórbico/100g amostra.
Acidez total titulável (ATT)
Na Tabela 6, são apresentados os valores
médios para a interação tempo x temperatura do
teor de ATT dos abacaxis minimamente
processados, o coeficiente de variação, a média
geral e os desvios mínimos significativos.
Observa-se que não houve efeito significativo a
nível de 5% de probabilidade para a
temperatura de 5ºC, em relação aos diferentes
tempos. Constata-se que, a partir do quarto dia
de armazenamento, a temperatura de 12ºC, e a
partir do sexto dia, nas temperaturas de 9ºC e
15ºC, houve aumento no teor de ATT com o
aumento do tempo, onde atingiram ao final do
armazenamento acréscimo de 210%, 132% e
532%, respectivamente. Torres et al. (2002)
observaram o mesmo comportamento de
aumento de acidez ao armazenar abacaxi
minimamente processado em atmosfera
modificada sob refrigeração a 5oC durante oito
dias e Siddiqui et al. (1991) verificaram o
mesmo para goiabas armazenadas a temperatura
ambiente.
Os valores médios encontrados para o
teor de ATT para as temperaturas de 5ºC, 9ºC,
12ºC e 15ºC, durante os 10 dias de
armazenamento, foram de 0,4344 mg/100g de
ácido cítrico, 0,5125 mg/100g de ácido cítrico,
1,1591 mg/100g de ácido cítrico e 0,5844
mg/100g de ácido cítrico, respectivamente.
Esses valores estão muito abaixo da média
determinada por Abreu (1991) que foi de 3,46 e
3,47, para frutos de abacaxi cv. Smooth
Cayenne, submetidos ao armazenamento com e
sem refrigeração, respectivamente.
Quando se comparam os valores do teor
de ATT, entre as temperaturas, observa-se que,
no tempo zero não houve efeito significativo a
5% de probabilidade entre as temperaturas de
5ºC e 12ºC; 5ºC e 9ºC; e 9ºC e 15ºC. Estas
relações se alteram com o tempo e, ao final do
armazenamento,
constatam-se
diferenças
significativas entre todos os valores nas
diferentes temperaturas.
.
Tabela 6 - Valores médios do teor de acidez total titulável (ATT) dos abacaxis minimamente
processados para a interação tempo x temperatura
ATT (mg/100g de ácido cítrico)
Tempo (dia)
5ºC
9ºC
12ºC
15ºC
0,4489 aAB
0,2887 cBC
0,5666 dA
0,2265 dC
0
0,4629 aA
0,4076 bcAB
0,5288 dA
0,2267 dB
2
0,4873 aB
0,4128 bcB
1,0601 cA
0,2034 dC
4
0,4570 aB
0,5417 abB
1,3499 bA
0,4997 cB
6
0,3582 aC
0,7542 aB
1,6913 aA
0,9189 bB
8
0,3921 aD
0,6705 aC
1,7579 aA
1,4313 aB
10
DMS p/ colunas = 0,2155; DMS p/ linhas = 0,1933; CV =13,19 %; MG = 0,6726 mg/100g de ácido cítrico
102
CONCLUSÕES
Perda de peso
 As perdas de peso aumentaram com a
elevação de temperatura. As menores
médias de perda de peso ocorreram a 5oC e
as maiores a 15oC;
 Não
se
verificaram
diferenças
significativas de perda de peso, ao longo do
armazenamento, na temperatura de 5oC;
 As perdas de peso apresentaram
comportamentos, ao longo do tempo de
armazenamento, aproximadamente constantes a 5oC e ascendentes a 9oC, 12oC e 15oC.
Sólidos solúveis totais (SST)
 Os sólidos solúveis totais (SST) foram
afetados pelo tempo de armazenamento,
com os teores determinados antes do
armazenamento, variando de 10,0 a 14,1
o
Brix e ao final de dez dias variando entre
5,5 e 14,6oBrix;
 Os teores de SST na temperatura de 5oC
não sofreram alteração durante o
armazenamento;
 Os teores de SST diminuíram progressivamente com o aumento de temperatura.
pH
 A 5oC o pH apresentou pequeno aumento
no segundo dia, permanecendo inalterado
até o final do armazenamento; O pH não se
alterou durante o armazenamento a 9oC; A
12oC e 15oC o pH diminuiu com o tempo de
armazenamento.
Sólidos totais
 Os sólidos totais a 5oC não sofreram
alterações significativas, durante o armazenamento;
 Nas temperaturas de 9oC, 12oC e 15oC,
houve redução dos teores de sólidos totais ao
final do armazenamento.
Ácido ascórbico
 A temperatura influenciou os valores de
ácido ascórbico das amostras, com os
maiores valores observados a 5oC, os
menores a 15o C e intermediários nas
temperaturas de 9 e 12o C.
Acidez total titulável (ATT)
 A ATT não foi influenciada pelo tempo de
armazenamento na temperatura de 5ºC;
 A ATT teve acréscimo nos seus valores ao
final do armazenamento nas temperaturas de
9ºC, 12ºC e 15ºC. Esses aumentos foram,
progressivamente, maiores com o aumento
da temperatura.

Abreu, C.M.P. Alterações no escurecimento
interno e na composição química do
abacaxi c.v. Smooth cayenne durante seu
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104
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alinhado nos dois lados e com a tabulação de
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Figuras Tabelas e Fotos - Deverão ser
inseridas logo abaixo do parágrafo onde foram
citadas pela primeira vez. Nas legendas, as
palavras Figura, Tabela e Foto devem estar em
negrito e ter a letra inicial maiúscula e seu
enunciado deverá ser alinhado à esquerda
abaixo da primeira letra após a palavra Figura.
As grandezas devem ser expressas no Sistema
internacional.
Exemplos de citações bibliográficas
 quando a citação possuir apenas um autor:
...Almeida (1997), ou ...(Almeida, 1997);
 quando a citação possuir dois autores:
.... Almeida & Gouveia (1997), ou ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 quando a citação possuir mais de dois
autores:
....Almeida et al. (1997).... ou (Almeida et al.,
1997).
A referência deverá conter os nomes de todos
os autores.
Los textos deberán ser encaminados al editor
de la Revista en disquete y 2 vías impresas, o
por e-mail [email protected].
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siguiente secuencia: Titulo, Autor(es),
Resumen, Palabras-claves, Titulo en ingles,
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y Métodos, Resultados y Discusión,
Conclusiones, Agradecimientos (facultativo) y
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lenguaje técnica de fácil comprensión, en
asuntos de interés de la comunidad que
demuestren una contribución significativa en el
asunto. Los artículos deben contener: Titulo,
Autor(es), Resumen, Palabras-claves, Titulo en
inglés, Abstract, Keywords, Introducción,
Materiales y Métodos, Resultados y Discusión,
Conclusiones, Agradecimientos (facultativo) y
Referencias Bibliográficas.
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echa en el Editor de texto - Word para
Windows versión 6.0 o superior, utilizando la
fuente Time New Roman, tamaño 11, excepto
para la notas de rodapié y titulo, que deberán
tener tamaño 8 y 12 respectivamente. El
formato del texto deberá tener la siguiente
disposición – Tamaño carta, orientación de
retrato en dos columnas, márgenes suprior y
inferior, derecha y izquierda de 2,5 cm,
enumeradas, espacio simples y en el máximo
de 20 laudas.
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mayúscula, negrito, itálico y centralizadas,
excepto las Palabras-claves, Keywords y subítems que deberán ser alineadas por la
izquierda en letras minúsculas y con la primera
letra en mayúsculo. Los nombres de los
autores deben estar dos espacios simples abajo
del Título, escrito por extenso y en negrito,
separados por vírgula. Los nombres de los
autores serán enumerados con algaritmo árabe
que tendrán a cada numero una llamada de
rodapié donde se hará constar la función,
titulación, institución, dirección postal y
electrónica (e-mail), teléfono y fax. El texto
deberá ser alineado por los dos lados y con la
tabulación de 1 cm para el inicio de cada
parágrafo.
Figuras, Tablas y Fotos – deberán ser
colocadas luego abajo del parágrafo donde
fuera citada pela primera vez. En las legendas,
las palabras Figuras, Tabla y Foto deben estar
en negrito y tener la letra inicial mayúscula y
en su enunciado deberá ser alineada por la
izquierda con la primera letra después de la
palabra Figura. Las unidades deben ser
expresas en el sistema internacional
Ejemplos de citaciones bibliográficas
 cuando la citación tiene un solo autor:
...Almeida (1997), o ...(Almeida, 1997);
 cuando la citación tiene dos autores:
.... Almeida & Gouveia (1997), o ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 cuando la citación tiene mas de dos autores:
....Almeida et al. (1997).... o (Almeida et al.,
1997).
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de todos los autores.
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words in Portuguese, Introduction, Materials
and Methods, Results and Discussion,
Conclusions, Acknowledgements (optional)
and Bibliographic References.
Technical articles: They should be written in
technical language of easy understanding, on
subjects of the community's interest that
demonstrate a significant contribution on the
subject. The goods should contain: I title,
Author (s’), Abstract, Keyword, Title in
Portuguese, Abstract, Key words, Introduction,
Description of the Subject, Conclusions and
Bibliographic References.
Text: The composition of the texts should be
made in the text Editor - Word for Windows
version 6.0 or superior, using source Times
New Roman, size 11, except for the baseboard
notes and title, that should present size 8 and
12, respectively. The format of the text should
have the following disposition - size letter,
orientation of arranged picture in two
columns, margins superior and inferior, right
and left of 2,5 cm, numbered, simple space
and up to a maximum of 20 pages.
All main items should be in capital letter, bold
type, italic and centralized, except for
Keywords and sub-items that should be
aligned to the left in lower letter and with the
first letter in capital letter. The authors' name
should be two simple spaces below the title,
written for complete name and in boldface,
separated by comma. The authors' names will
be numbered with Arabic ciphers that they will
have to each number a baseboard call where it
will make to consist its function, title,
institution, postal and electronic address (email), telephone and fax. The text should be
aligned in the two sides and with the tabulation
of 1cm to the beginning each paragraph.
Figures, Tables and Photos - they should be
inserted soon below the paragraph where they
were mentioned for the first time. In the
legend, the words illustration, Controls and
Photo should be in boldface and have the
initial letter capital one and its statement
should be aligned to the left below the first
letter after the word it represents. The units
should be expressed in the international
system.
Examples of bibliographical citations
 when the citation just possesses an author:
....Almeida (1997), or ....(Almeida, 1997);
 when the citation possesses two authors:
.... Almeida & Gouveia (1997), or ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 when the citation possesses more than two
authors:
....Almeida et al. (1997).... or (Almeida et al.,
1997).
The reference should contain all the authors'
names.
Exemplos de referências bibliográficas:
Ejemplos de referencias bibliográficas:
Example of the bibliographic references:
As referências bibliográficas deverão estar Las referencias bibliográficas deben ir en orden The list of bibliographic references must be in
dispostas, em ordem alfabética, pelo sobrenome alfabética considerando el apellido del primer alphabetic order according to surname of first
do primeiro autor.
autor.
author.
a) Livro
Martins, J.H.; Cavalcanti Mata, M.E.R.M.
Introdução a teoria e simulação
matemática de secagem de grãos. 1.ed.
Campina Grande : Núcleo de Tecnologia em
Armazenagem, 1984. 101p.
b)Capítulo de Livros
Almeida, F. de A.C.; Matos, V.P.; Castro, J.
de; Dutra, A.S. Avaliação da quantidade e
conservação de sementes a nível de produtor.
In: Almeida, F. de A.C.; Cavalcanti Mata,
M.E.R.M. (ed.). Armazenamento de grãos
e sementes nas propriedades rurais.
Campina Grande: UFPB/SBEA, 1997. cap.
3, p.133-188.
c) Revistas
Cavalcanti Mata, M.E.R.M.; Braga, M.E.D.;
Figueiredo, R.M.F.; Queiroz, A.J. de M.
Perda da qualidade fisiológica de sementes
de arroz (Oryza sativa L.) armazenadas sob
condições controladas. Revista Brasileira de
Armazenamento. Univ. Federal de Viçosa,
Viçosa-MG. v.24, n.1, p.10-25, 1999.
d) Dissertações e teses
Queiroz,
A.J.
de
M.
Estudo
do
comportamento reológico dos sucos de
abacaxi
e
manga.
Campinas:
UNICAMP/FEA, 1998. 170p. (Tese de
Doutorado).
e) Trabalhos apresentados em Congressos
(Anais, Resumos, Proceedings, Disquetes,
CD Roms)
Figueirêdo, R.M.F. de; Martucci, E.T.
Influência da viscosidade das suspensões na
morfologia do particulado de suco de acerola
microencapsulado. In: Congresso Brasileiro
de Sistemas Particulados, 25, 1998, São
Carlos, Anais... São Carlos: UFSC, 1998.
v.2, p.729-733. ou (CD Rom).
No caso de disquetes ou CD Rom, o título da
publicação continuará sendo Anais, Resumos ou
Proceedings, mas o número de páginas será
substituído pelas palavras Disquete ou CD Rom.
f) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
BURKA, L.P. A hipertext history of multi-user
dimensions; MUD history. htpp://entmuseum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.ht
m1#sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
a) Libro
Cox, P.M. Ultracongelación de alimentos.
1.ed. Zaragoza : Editorial Acribia, 1987.
459p.
b)Capítulo de Libro
Moreno, F. Alteraciones fisicoquímicas en
alimentos durante su congelamiento y
subsecuente almacenaje. In: Parada, A.;
Valeri, J. (ed.). Biología de los alimentos a
baja temperatura. Armazenamento de
grãos e sementes nas propriedades rurais.
Caracas: UCV, 1997. cap. 2, p.218-237.
c) Revistas
Diniz, P.S.C.; Cavalcanti Mata, M.E.R.M.;
Braga, M.E.D. Determinación del contenido
de humedad máxima para crioconservación
de semillas recalcitrantes de maíz.
Ingeniería Rural y Mecanización Agraria
en el ámbito Latinoamericano. La Plata,
Argentina, v.1, p.373-377, 1998.
d) Disertaciones y Tesis
Zanetta, J. Transferência de calor em
congelación de alimentos. Valparaíso :
Universidad Católica de Valparaíso, 1984.
95p. (Tesis de Maestría).
e) Trabajos presentados en Congresos (Anales,
Resúmenes, Proceedings, Disquetes, CD
Roms)
Cavalcanti Mata, M.E.R.M; Braga, M.E.D.;
Figueirêdo. R.M.F; Queiroz, A.J.M.
Influencia de los daños mecánicos
superficiales en la germinación de semillas
de maíz en función de su grado de humedad
y de la velocidad de rotación de la
desgranadora mecánica. In: I Congreso
Ibero-Americano
de
Ingenieria
de
Alimentos, Anales... Valencia, España,
Tomo II, Capítulo III, p. 385-397, dez. 1996
o (CD Rom).
a) Book
Brooker, D.B.; Bakker-Arkema, F.W.; Hall,
C.W. Drying and storage of grains and
oilseeds. New York, The AVI Van Nostrand
Reinhold, 1992, 450p.
b) Chapter in a book
Schaetzel, D.E. Bulk storage of flour In:
Christensen C.M. (2aed.). Storage of cereal
grains and their products. St. Paul,
Minnesota : American Association of Cereal
Chemist, 1974. cap. 9, p.361-382.
c) Journals
Biswal, R.N., Bozokgmehk, K. Mass transfer in
mixed solute osmotic dehydration of apple
rings. Trans. of ASAE, v.35, n.1, p.257-265,
1992.
d) Dissertation and Thesis
Fortes,
M.
A
non-equilibrium
thermodynamics approach to transport
phenomena in capillary-porous media
with special reference to drying of grains
and foods. Purdue University, 1978, 226 p.
(Thesis Ph.D.).
e) Papers presented in congress (Annals,
Abstracts, Proceedings, Diskettes, CD
Roms))
Cavalcanti Mata, M.E.R.M.; Menegalli, F.C.
Bean seeds drying simulation. In: InterAmerican drying Conference, 1, 1997, Itu
Proceedings… Campinas-SP, Brazil :
UNICAMP, July, 1997. v. B, p.508-515. or
(CD Rom).
In case of diskettes or CD Rom, the title of the
publication still will be Annals, Abstract or
Proceedings, but the page number should be
substituted by words Diskettes or CD Rom.
h) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
dimensions; MUD history. htpp://entmuEn caso de disquetes o CD Rom, el título de la seum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.htm1#
publicación
continuará
siendo
Anales, sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
Resúmenes o Proceedings, mas el número de las
páginas serán substituido por la palabra
Disquete o CD Rom.
g) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
dimensions; MUD history. htpp://entmuseum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.ht
m1#sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
ENDEREÇO ADDRESS DIRECCIÔN
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais
Caixa Postal 10.078
CEP. 58109-970 - Campina Grande, PB, BRASIL
Fone: (083)2101-1288 Telefax: (083)2101-1185
E-mail: [email protected] ou [email protected]
Home Page: http//www.lappa.deag.ufpb.rbpa
LABORATÓRIO DE CRIOGENIA
O Laboratório de Criogenia da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande, desenvolve
trabalhos de ponta a ultrabaixas temperaturas de modo a atender o desenvolvimento tecnológico do
País. As pesquisas com criogenia concentram-se em:
 Crioconservação de sementes
 Sementes de espécies florestais
 Sementes de interesse econômico das regiões do País
 Sementes de plantas medicinais
 Sementes de espécies ameaçadas de extinção
 Congelamento a ultrabaixas temperaturas de alimentos
 Congelamento de carnes (bovinos, caprinos, suínos)
 Congelamento de moluscos e crustáceos
 Congelamento de pescados
 Esterilização de materiais biológicos
 Limites de termo-resistência de fungos e bactérias
 Sistemas de agregação de partículas de sujidade
Coordenação da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
Av. Aprígio Veloso, 882 - Caixa Postal 10.087 - Fones: (83) 2101-1288; 2101-1551 - Fax: (83) 2101-1185
E-mail: [email protected]
CALOR ESPECÍFICO DA POLPA DE CAJÁ A TEMPERATURAS CRIOGÊNICAS E DIFERENTES
CONCENTRAÇÕES DE SÓLIDOS SOLÚVEIS: MÉTODOS DAS MISTURAS (Specific heat of the caja pulp at low
temperatures and different soluble solids concentration: Mixtures method )
Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte
ATIVIDADE DE ÁGUA E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DE POLPAS DE ACEROLA CONCENTRADAS (Water
activity and electrical conductivity of the concentrated west indian cherry pulps)
Edênia Diniz, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz
DENSIDADE E CALOR ESPECIFICO (Thermophysics properties of the mangaba pulp at low and ultra-low temperatures:
Density and specific heat)
Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata, Benedito Rêgo de Paiva
Ítalo José Evangelista de Lima, Alexandre José de Melo Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueiredo
BRASILEIRO (Chemical characterization of carambolas fruits produced in semi-arid area of the Brazilian northeast)
Lucicléia B. V. Torres, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre Jose de Melo Queiroz
CURVAS DE CONGELAMENTO DE FRUTOS DE CAJÁ (Spondias lutea L.) A TEMPERATURAS SEMICRIOGÊNICAS (Caja (Spondias lutea L.) Fruits freezing curves at semi-cryogenic temperatures )
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Michel da Silva
DETERMINAÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM EM FRUTOS DE CAJÁ (Determination of the drying curves in cajá
fruits)
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Eliana da Silva Farias, Manassés Mesquita da
Silva, , Maria da Conceição Veloso Chaves, Lígia Sampaio Reis
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE BANANA DA TERRA (Musa sapientum): APLICAÇÃO DE MODELOS
MATEMÁTICOS (Osmotic dehydration of banana da terra ( Musa sapientum L.): Application of mathematical models)
Francisco Diniz da Silva, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Jorge Alves de Sousa, Yvison
Costa e Silva
SECAGEM OSMÓTICA DE TOMATE: EFEITO DA EPIDERME (Osmotic drying of tomato: Epidermis effect)
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Robert Karel Kross
MATURAÇÃO DA GOIABA (Psidium guajava L.) MEDIANTE PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS (Maturation of the
guava (Psidium guajava L.) by physical-chemistry parameters)
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Bartolomeu Garcia de Souza Medeiros,;
Carmelita de F. A. Ribeiro, Manassés Mesquita da Silva
Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz, Milene Arcângela S. de Noronha

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Maio / Junho / Julho / Agosto de 2008