AVALIAÇÃO
DE
PARAMETROS
REOLÓGICOS
E
MICROBIOLÓGICOS DE SORVETE DE GOIABA ARTESANAL
O. L. MONDRAGÓN-BERNAL1, J. G. L. F. ALVES1, J. A. ALVES1, S. DILELIS1, T. M. O. GIAROLA 1, M. T. NGOME2
1
Universidade Federal de Lavras, Departamento de Ciências de Alimentos 2
Universidade Eduardo Mondlane, Departamento de Produção Agrária E-mail para contato: [email protected]
RESUMO –Foram avaliados os parâmetros reológicos e microbiológicos de sorvetes de
goiaba artesanal preparados de acordo com Delineamento Composto Central Rotacional – DCCR. Foram investigadas duas variáveis independentes: Melhorador de cremosidade (MC) (2,6-5,4 % m/m) e Polpa de goiaba (PG) (13–27 % m/m) para responder a demanda dos alimentos e de qualidade. As respostas foram: índice de consistência (K), índice de escoamento (n) e viscosidade aparente (ap) e contagens microbiológicas padrão. Os resultados variaram de 162,1 a 7651,3 (Pa.sn) para K; 0,33 a 0,72 para n e de 44,5 a 409,9 (Pa.s) para ap. Os sorvetes foram caracterizados como fluidos pseudoplásticos (n<1) com ajuste a modelo de lei da potência). A PG foi a variável com maior efeito significativo (p<0,05) sobre os parâmetros reológicos. Os testes microbiológicos encontram-se dentro dos padrões exigidos pela legislação Brasileira de alimentos.
Palavras-chave: Goiaba artesanal, Sorvete, Ingredientes, Parâmetros reológicos e microbiológicos.
1. INTRODUÇÃO
A goiaba é um fruto de alto benefício ao organismo humano, pois além de não conter muito açúcar, gordura e calorias, ela auxilia no combate a infecções e hemorragias, fortifica os ossos, os dentes e o músculo cardíaco (DE OLIVEIRA et al., 2011). Por conseguinte, o sorvete é rico em vitaminas A, B1 , B2 , B6 , C, D, E e K, cálcio, fósforo e outros minerais, sendo considerado um alimento completo e de alto valor do ponto de vista nutricional (MAGALHÕES et al., 2015).
Brasil é um país de clima tropical, assim é obvio apresentar grande busca por produtos chamados gelada comestível. Sendo para isso, o sorvete produto popular e mais procurado no país. O sorvete recebe a definição da Resolução - RDC nº 267, de 25 de setembro de 2003, que se entende como produtos alimentícios obtidos a partir de uma emulsão de gorduras e proteínas,
com ou sem a adição de outros ingredientes e substâncias, ou de uma mistura de água, açúcares e outros ingredientes e substâncias que tenham sido submetidas ao congelamento (BRASIL, 2003). A tendendo a reologia, a estrutura do sorvete consiste em uma bolha sólida, dentro da quais proteínas e emulsificantes formam uma rígida membrana que circunda os glóbulos de gordura
(KOKUBO et al., 1998).
O controle microbiológico de sorvetes é de fundamental importância porque este, pode se constituir num veículo de disseminação de microrganismos causadores de toxinfeções. Em termos de indústria, deverá ser prática comum o monitoramento dos chamados pontos críticos de controle para não aumentar a chance de ocorrência de contaminantes (MAGALHÕES et al, 2015). Assim esse trabalho teve como objetivo de avaliar os parâmetros reológicos e microbiológicos de sorvetes de goiaba artesanal preparados de acordo com Delineamento Composto Central Rotacional - DCCR.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Os ingredientes e embalagens para a elaboração das amostras de sorvete de goiabada com queijo foram fornecidos pela agroindústria Casa da Goiaba, do município de Lavras-MG. O desenvolvimento das formulações e as análises foram realizados no Laboratório de Leite e Produtos Lácteos, já para o tratamento estatístico foi utilizado o Software Statistica 8.0 no Laboratório de Gestão, Garantia e Controle da Qualidade do Departamento de Ciência dos Alimentos da Universidade Federal de Lavras (UFLA).
Foi utilizado o delineamento composto central rotacional (DCCR) 22, sendo 4 tratamentos, 4 pontos axiais e 3 pontos centrais. Os pontos centrias correspondem à formulação padrão do sorvete artesanal que foi otimizado. As vaiáveis independentes foram: Melhorador de cremosidade (x1), um ingrediente que dá mais cremosidade e melhora a qualidade dos sorvetes e
Polpa de goiaba (x2) e as variáveis resposta foram: parâmetros reológicos K (índice de
consistência, P.sn), n (índice de escoamento) e (viscosidade aparente Pa.s) e aspectos microbiológicos. Os níveis utilizados neste delineamento experimental encontram-se na Tabela 1. A matriz dos experimentos (Tabela 2) foi feita de acordo com RODRIGUES & IEMMA (2012).
Tabela 1. Níveis codificados e reais do DCCR 22 para avaliação dos parâmetros reológicos e microbiológicos de sorvetes de goiaba artesanal.
DCCR Níveis
Variáveis -1,414 -1 0 1 1,414 X1=Melhorador de Cremosidade 2,59% 3,00% 4,00% 5,00% 5,41% X2=Polpa Goiaba 12,93% 15,00% 20,00% 25,00% 27,07% 2.1 Preparação da mistura base
Para o preparo das diferentes caldas foram utilizados: leite pasteurizado, leite em pó integral, creme de leite UHT, açúcar refinado, estabilizante comercial, emulsificante comercial, goiabada padrão da fábrica Casa da Goiaba e queijo minas padrão comercial. A mistura foi aquecida até 50 oC. Após o aquecimento foi homogeneizada, em seguida a mistura foi pasteurizada a 72 oC/15
min, resfriado a 10 oC em sorveteira durante 10 minutos para incorporação de ar. Após o resfriamento ocorreu a maturação a 4 oC/24 h. Assim foi obtida a mistura base para sorvete. 2.2 Determinações das propriedades reológicas
As propriedades reológicas foram obtidas por meio de um reômetro rotacional de cilindros concêntricos Brookfield DVIII Ultra (Brookfield Engineering Laboratories, Stoughton, USA), usando-se o adaptador para pequenas amostras 13R/RP (19,05 mm de diâmetro e profundidade de 64,77 mm; Brookfield Engineering Laboratories, Stoughton, USA) e o sensor de cisalhamento coaxial SC4-34 (9,39 mm de diâmetro e 24,23 mm de comprimento; Brookfield Engineering Laboratories, Stoughton, USA). Um banho ultratermostato (Nova Ética, Vargem Grande Paulista, Brasil) foi acoplado ao reômetro, para controlar a temperatura da amostra (5 ºC) que foi analisada após o congelamento.
Os testes realizados foram realizados em triplicata no laboratório de refrigeração do DCA/UFLA e os modelos reológicos foram ajustados e selecionados pelo coeficiente de correlação (R2) e teste de Qui² (valor da dispersão para duas variáveis de escala nominal) com auxilio do software STATISTICA 8.0 (RODRIGUES & IEMMA, 2012). Os modelos utilizados estão na Tabela 1.
Tabela 1. Modelos reológicos ajustados a cada amostra estudada
Tipo de Modelo Ajuste ao Modelo
ap
Newtoniano Ajuste linear =k., o=0 =k
Pseudoplástico Ajuste lei da potência =kn, n<1 ap=k.(n-1) Plástico de Bingham Ajuste linear =k.o, o>0 ap=(to / k Herschel-Bulkley Ajuste =o + kn, n<1, o>0 ap=(to / k.(n-1)
k=índice de consistência, n= índice de escoamento ou fluência, o=Tensão inicial de deformação. (*), ap= viscosidade aparente (Pa.s) calculada a 100 s-1 de esforço de deformação, sendo este o valor médio utilizado para mastigação de alimentos.
2.3 Análises Microbiológicas
As análises foram realizadas no Laboratório de Microbiologia de Alimentos do Departamento de Ciência dos Alimentos da UFLA. Amostras foram conservadas na geladeira a 4°C até descongelarem. Foram pesadas 10 g do sorvete liquefeito e misturados a 90 ml de água destilada tamponada estéril. A partir dessa diluição foi feito o exame bacteriológico. Mesófilos Aeróbios Viáveis (MAV em UFC/mL), Coliformes Totais e Coliformes a 45ºC ou termotolerantes (NMP/mL) e Bolores e Leveduras (UFC/mL) foram determinadas usando metodologias de (APHA, 2001).
2.4Tratamento estatístico dos resultados
Foram realizadas análises estatísticas, com ajuda do software STATISTICA 8.0. Foram analisados os efeitos das variáveis, a ANOVA e ajuste ao modelo de segunda ordem (1):
e x x x x x x y 22 22 2 1 11 2 1 12 2 2 1 1 0 (1)
Onde x1 e x2, representam as variáveis codificadas e0, 1, 2 e 12 são para os parâmetros do modelo de regressão, estimadas pelo método dos mínimos quadrados (Rodrigues e Iemma, 2012)
3.
RESULTADOS E DISCUSSÃOOs diferentes ensaios de sorvete avaliados apresentaram comportamento não newtoniano. Os altos valores do coeficiente de determinação explicada (R2 maiores ou iguais a 0,99) demonstram o alto ajuste à equação de lei da potência, para as variáveis tensão de cisalhamento () e para a taxa de deformação () em todos os ensaios em relação a outros modelos reológicos. Os sorvetes não apresentaram tensão inicial de cizalhamento (o). Os índices de comportamento (n) obtidos foram inferiores à unidade e variaram de 0,33 (menor valor) a 0,72 (maior valor) portanto os sorvetes analisados apresentaram comportamento pseudoplástico, ou seja, a viscosidade aparente diminui com a taxa de deformação. Em relação às propriedades reológicas, outros autores tem descrito também que a maioria dos sorvetes se comportam como fluidos pseudoplásticos (GOFF; DAVIDSON, 1992).
Na Tabela 2 são apresentados os parâmetros reológicos obtidos segundo o modelo Pseudoplástico nos 11 ensaios do DCCR.
Tabela 2. Parâmetros reológicos obtidos pelo modelo pseudoplástico dos diferentes ensaios de sorvete. Ensaio X1 X2 K (P.sn) N ap(Pa.s) 100s-1 R2 1 -1 -1 613,8±63,4 0,48±0,03 55,6±1,9 0,9996 2 1 -1 685,3±174,9 0,51±0,05 70,0±1,9 0,9998 3 -1 1 5926,2±1103,2 0,35±0,05 294,5±35,3 0,9985 4 1 1 5952,2±726,8 0,59±0,35 354,7±12,3 0,9959 5 -1.414 0 1819,7±653,5 0,63±0,33 128,6±11,1 0,9994 6 1.414 0 4120,7±440,1 0,33±0,02 185,7±7,0 0,9987 7 0 -1.414 162,1±18,6 0,72±0,01 44,5±3,9 0,9997 8 0 1.414 7651,3±223,3 0,36±0,00 409,9±8,8 0,9983 9 0 0 1710,9±517,9 0,44±0,04 129,2±14,1 0,9990 10 0 0 1156,9±321,9 0,50±0,04 111,2±9,2 0,9998 11 0 0 3062,5±614,8 0,39±0,05 181,9±7,0 0,9983
k- índice de consistência, n- índice de comportamento, R- coeficiente de correlação e x1 x2-valores
codificados.
Os resultados encontrados neste estudo estão de acordo com estudo realizado por Kaya e Tekin (2001). Esses autores avaliaram o efeito de diferentes concentrações de um estabilizante natural na reologia de sorvetes e encontraram também comportamento pseudoplástico para as amostras estudadas. O índice de comportamento do escoamento (n) obtido variou de 0,77 a 0,96
para amostras de sorvetes à base de leite. Aime et al. (2001), ao avaliarem o comportamento reológico de sorvetes de creme com diferentes quantidades de gordura, encontraram valores de n iguais a: 0,661 (sorvete com 0,4% de gordura); 0,430 (sorvete com 2,5% de gordura); 0,370 (sorvete com 5% de gordura); e 0,433 (sorvete com 10% de gordura).
3.1 Efeitos das variáveis nos parâmetros reológicos em sorvete de goiaba
Na Tabela 4, são apresentados os coeficientes da regressão e p-valor sobre o valor do índice de consistência (K), índice de comportamento (n) e viscosidade aparente (ap).
Tabela 4 Coeficientes da regressão para parâmetros reológicos K, n e viscosidade aparente
Coefs. K (P.sn) p-valor Coefs. n p-valor Coefs. Viscosidade aparente(Pa.s) p-valor Mean/Interc. 1976,786 0,008* 0,4433 0,000* 140,776 0,000* (1) X1 (L) 837,907 0,199 -0,0047 0,919 38,846 0,065 /X1 (Q) 921,429 0,230 -0,0871 0,160 17,136 0,422 (2)X2 (L) 5293,048 0,000* -0,1873 0,008* 260,105 0,000* X2 (Q) 1858,187 0,040* 0,0879 0,157 87,227 0,007* 1L x 2L -22,715 0,978 0,01 0,879 22,91 0,371
* significativo, a 5 % de significância; k índice de consistência, n índice de comportamento, L Termo linear; Q -Termo quadrático, X1- Melhorador de cremosidade (%m/m) e X2 - Polpa de goiaba ( % m/m).
Para análise microbiológica, segundo observado nos efeitos, notou-se que nenhuma das variáveis possui efeito significativo a 95 % de confiança na qualidade microbiológica do sorvete de goiaba, isso significa que independente da formulação os sorvetes manterão seu padrão microbiológico.
A polpa de goiaba teve efeito significativo positivo (p<0,05) sobre índice de consistência K e sobre a viscosidade aparente, ou seja, quanto maior o teor de polpa adicionado, mais consistentes e viscosos serão os sorvetes. Já em relação à n (índice de comportamento), a polpa de goiaba apresentou efeito significativo negativo. O melhorador de cremosidade não apresentou efeito significativo sobre as respostas reológicas. Portanto, pode ser utilizados menores teores de melhorador de cremosidade e de polpa de fruta, pois assim os sorvetes serão menos consistentes, menos fluidos e menos cremosos. No entanto, estudos sensoriais devem ser feitos para avaliar o gosto dos potenciais consumidores em relação com outros parâmetros como textura e derretimento.
Como os coeficientes de determinação (R2) foram altos (>0,7) e as regressões foram significativas a 5% de significância pelo teste F, os ajustes dos modelos para K, n e µap foram bons e são mostrados nas equações 1, 2 e 3 os modelos completos em variáveis codificadas. Rodrigues e Iemma (2012) dizem que podem ser usados modelos completos ou reparametrizados.
K = 1976,786+837,907x1+921,429 x1
2
+5293,048x2+1858,187x2
2
n = 0,4433-0,0047x1-0,0871x1 2 -0,1873x2+0,0879x2 2 +0,01x1x2 (2) = 140,776+38,846x1+17,136x12+260,105x2+87,227x22-22,91x1x2 (3)
Na Figura 2, estão representadas as curvas de contorno geradas pelo modelo para índices de consistência (K), escoamento (n) e viscosidade aparente (ap). As áreas em marrom são as que apresentam os maiores valores de K, n e ap, observa-se que quanto maior o teor de polpa de
goiaba para qualquer teor de melhorador de cremosidade dimnui n e aumentam K e ap .
(A)
(B)
(C)
Figura 2 Curva de contorno para as repostas: índice de consistência (A), índice de comportamento (B) e viscosidade aparente (C) na formulação de sorvete de goiaba.
3.2. Análise microbiológica
As onze amostras de sorvete obtidas após DCCR, foram analisadas microbiologicamente, não apresentando resultados fora da legislação, portanto foram aptas para o consumo e demostram que foram elaborados em condições higiênico-sanitárias adequadas.
Contudo, as amostras estão em conformidade com a legislação, que estabelece um limite máximo de 5x102UFC/g (BRASIL, 1999).
Foi realizada análise se bolores e leveduras, porem não existe padrão legal para gelados comestíveis para esse indicador microbiológico, mas como os sorvetes foram elaborados a partir de misturas em pó, os resultados foram comparados com o parâmetro da legislação para esse tipo de materiais, estando as 11 amostras em conformidade por apresentarem contagens inferiores a 5x103 UFC/g.
Richards et al (2002), ao avaliarem as condições higiênico-sanitárias de sorvetes tipo italiano, comercializados na cidade de São Leopoldo – RS, encontraram contagens de coliformes maiores que as verificadas no presente trabalho, valores >1,1x106 NMP/g foram reportados para coliformes totais valores de 3,5x104 NMP/g para coliformes a 45ºC. Pereira et al (2009) também encontrou em sorvetes comercializados na cidade de Alfenas – MG, contagens superiores de coliformes de 2,4x102 NMP/g de coliformes totais e 1,1x103 NMP/g de coliformes a 45ºC.
4. CONCLUSÕES
As formulações de sorvetes de goiaba elaboradas a partir do DCCR apresentaram comportamento de fluidos pseudoplástico e apresentaram contagens dentro dos padrões exigidos pela legislação e são aptas para o consumo. A polpa de goiaba foi a variável que mostrou efeitos significativos sobre o comportamento reológico dos sorvetes. Portanto, quantidades menores de melhorador de cremosidade poderão ser adicionadas, pois não afetarão as características físicas do sorvete. Por meio da técnica de delineamento experimental DCCR foi possível obter modelos matemáticos para otimização da formulação de sorvete de goiaba de acordo com a consistência, fluência e viscosidade aparente próximo à formulação padrão do sorvete artesanal e redução de custos de matérias primas. Uma formulação contendo 3% de melhorador de cremosidade e 15% de polpa de goiaba apresentou as melhores respostas dentro dos limites deste estudo.
5. AGRADECIMENTOS
Agradecimento especial à FAPEMIG pelo auxílio financeiro, à agroindústria Casa da Goiaba, do município de Lavras-MG pela disponibilização de instalações, ingredientes e embalagens para a elaboração das amostras de sorvete de goiabada, ao DCA/UFLA e os laboratórios de Refrigeração e de Engenharia de bio-processos.
6. REFERÊNCIAS
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