Cinética de Desidratação Osmótica da Pera
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(2) Cinética da concentração osmótica de pêra. dormente dos climas temperados. Conseqüentemente, a produção de pêra é concentrada principalmente em regiões temperadas do mundo (KADAM; DHUMAL; SHINDE, 1995). No contexto da produção mundial, a pêra é a terceira fruta mais produzida no mundo depois da uva e maçã (SAWAZAKI; BARBOSA; COLOMBO, 2002) e é consumida tanto ao natural quanto industrializada, em caldas, secas, sucos e vinhos (PARK; BIN, 2001). CampoDall’orto et al. (1996) estimam a produção mundial de pêras em aproximadamente dez milhões de toneladas por ano e a produção da América do Sul é de cerca de 500 mil toneladas. Segundo Kadam, Dhumal e Shinde (1995), o maior aumento em produção em anos recentes tem sido na Argentina e no Chile. De 1985 até 1990, ambos os países dobraram a produção de pêra. No Brasil esta fruta de clima temperado é de grande importância nacional, dado o alto consumo, sendo a quarta fruta de clima temperado mais consumida no país, após a uva, a maçã e o pêssego (NAKASU; LEITE, 1990 apud COUTINHO; MALGARIM; SOUZA, 2003). A produção brasileira é pequena e está ao redor de 50 mil toneladas por ano, sendo o maior produtor o estado de Santa Catarina. Devido às condições climáticas desfavoráveis, o país produz frutas de qualidade inferior e em curto prazo (CAMPO-DALL’ORTO et al., 1996); fato que impõe ao país a condição de segundo maior importador, com cerca de 162 mil toneladas (JOÃO et al., 1997 apud COUTINHO; MALGARIM; SOUZA, 2003). As pêras são consumidas principalmente como fruta fresca, embora uma boa parte da colheita seja esmagada para produzir sucos para bebidas e vinhos. Nos Estados Unidos, quantidades grandes são enlatadas e algumas são secas. Um pequeno percentual (menos que 1%) das pêras produzidas são secas. O processo normalmente envolve sulfuração e exige 24-30 horas para um conteúdo de umidade final variando de 15 a 20%. As pêras são uma boa fonte de pectina, além de conterem quantidades apreciáveis de açúcar e tiamina (KADAM; DHUMAL; SHINDE, 1995). O pH das pêras varia de 2,6 a 5,4, encontrando-se principalmente o ácido málico e cítrico e em menor quantidade outros ácidos orgânicos (PARK; BIN, 2001).. 3.2 Desidratação A desidratação é um dos métodos mais antigos utilizados pelo homem para a conservação de alimentos. Este método corresponde à eliminação quase total da água do alimento, atingindo-se normalmente de 3% a 5% de umidade no produto final (GIOIELLI; PITOMBO, 1998). Segundo Travaglini et al. (2000), as frutas desidratadas possuem um teor de umidade abaixo de 3% e são conseguidas através de um processo que utiliza energia térmica para a remoção da água. O uso do sol como fonte de calor foi a principal forma de desidratação utilizada pelo homem através dos tempos. Atualmente, o processo de desidratação dispõe de vários recursos tecnológicos para a melhoria da qualidade de produção e do produto final. 24. Este recurso tecnológico, que consiste basicamente na remoção da maior parte da água, propicia o prolongamento da vida útil desse produto, além de facilitar o manuseio, transporte e estocagem (TRAVAGLINI et al., 2000). A secagem de pêra é uma prática antiga nos EUA, sendo a primeira técnica utilizada a de secagem ao sol, que oferece pêras secas translúcidas e de coloração amarelo pálido. Com a inclusão de novas tecnologias, a desidratação de pêras foi bem sucedida, porém não agradou aos consumidores, devido ao aspecto às vezes branco e opaco, diferente do que estavam habituados (PARK; BIN, 2001). No Brasil, a pêra desidratada, por ser pouco conhecida pelo consumidor, facilita o desenvolvimento de técnicas de desidratação dessas frutas que possibilitem produtos de melhor qualidade e que possam ser comercializados sem nenhum preconceito por parte dos consumidores. Na região sul do país, é comum o consumo de chá de pêra e da pêra polvilhada com açúcar depois de reidratada (CAMPO-DALL’ORTO et al., 1996).. 3.3 Concentração Osmótica A concentração osmótica de frutas vem despertando grande interesse industrial, não só devido ao seu baixo custo energético comparando-se a outros métodos de desidratação como pela facilidade de adequação a todas as escalas de produção (LIMA et al., 2004). O tratamento osmótico é usado como um pré-tratamento para outros processos para melhorar propriedades nutricionais, sensoriais e funcionais do alimento sem mudar sua integridade. Ele geralmente antecede processos como congelamento, pasteurização ou secagem (PARK; BIN, 2001). Conforme Azeredo e Jardine (2000), a concentração osmótica é uma técnica que consiste na remoção parcial de água da fruta por meio de sua imersão em solução de alta pressão osmótica. Sendo mais comum o uso de solução de açúcar ou de sal (SOUSA et al., 2003). O emprego de soluções de alta pressão osmótica resulta em dois fluxos de transferência de massa em contracorrente: difusão de água do alimento para a solução e do soluto da solução para o alimento, devido aos gradientes de concentração (SANJINEZ ARGANDOÑA; NISHIYAMA; HUBINGER, 2002). Normalmente, emprega-se como agente de desidratação de frutas, soluções concentradas de açúcares simples, como sacarose, dextrose, e lactose, ou misturas como xarope de milho; além desses, outros agentes capazes de diminuir a atividade de água, como cloreto de sódio, sorbitol, glicerol e etanol, também podem ser utilizados (RAOULT-WACK; LENART; GUILBERT, 1994 apud ELAQUAR; MURR, 2003). Países como o Brasil possuem, além da grande variedade de frutas, uma ampla disponibilidade de açúcar de cana, que torna o processo osmótico uma alternativa promissora (FALCONE; SUAZO, 1988 apud SOUSA et al., 2003). A sacarose é um agente osmótico muito utilizado para a concentraçâo osmótica de frutas, pois é de fácil obtenção, baixo custo e sabor agradável. Pode reduzir a acidez natural das frutas, acentuando o gosto doce no produto final (GOULARTE et al., 2000).. TAKAHASHI, M. S.; RAVELLI, A. S. / UNOPAR Cient., Ciênc. Exatas Tecnol., Londrina, v. 4, p. 23-31, nov. 2005.
(3) Cinética da concentração osmótica de pêra. Vários estudos foram realizados para avaliar as variáveis e melhorar o processo de concentração osmótica. No entanto, três problemas não têm sido completamente resolvidos: a dificuldade para manter o produto em contato com a solução osmótica, o uso de grandes quantidades de solução osmótica, e a necessidade de reutilizar a solução osmótica para minimizar perdas econômicas e reduzir efluentes contaminados (TORREGIANI, 1993 apud LIMA et al., 2004). As frutas concentradas osmoticamente são diferentes dos produtos de frutas com umidade intermediária, que, geralmente, estão associados a um processo de secagem posterior. Essas frutas possuem conteúdo de umidade entre 55% a 77% e correlacionam-se melhor com frutas enlatadas (DAZA; ALZAMORAS; CHANES, 1996 apud VIEIRA, 2002).. 3.4 Cinética de reação em alimentos A cinética das reações tem suas leis expressas por meio de equações baseadas em conceitos e são classificadas de acordo com a ordem de reação. A ordem é geralmente um número inteiro pequeno, podendo, em alguns casos, ser zero ou um número fracionário, obtido pela soma dos expoentes dos termos de concentração na forma diferencial da lei da velocidade (LATHAM, 1974). Em alimentos, as mais comuns e mais estudadas são as reações de primeira ordem, mas também são encontradas as de ordem zero e de segunda ordem (VITALI; TEIXEIRA NETO, 1996). O tempo de meia-vida também é bastante usado na descrição das velocidades dos processos, pois define a velocidade de uma reação, estabelecendo o tempo necessário para que ocorra 50% da reação (LATHAM, 1974). REAÇÃO DE ORDEM ZERO é aquela cuja velocidade de conversão é independente da concentração dos reagentes, assim temos que:. inicial do reagente. Assim: t1/2 = Uo , 2k onde Uo é a umidade inicial REAÇÃO DE PRIMEIRA ORDEM: a equação a seguir mostra a lei de uma cinética de primeira ordem e apresenta uma função explícita entre a concentração e o tempo (ATKINS, 1999). -dU = k U dt Colocando-se em gráfico de escala monologarítmica a variação da concentração de um reagente em função do tempo, obtém-se uma linha reta e sua inclinação assim como na de ordem zero representa a constante da velocidade da reação (VITALI; TEIXEIRA NETO, 1996). k= -a. InU. t Figura 2. Representação esquemática de reação de primeira ordem. Segundo Atkins (1999), o tempo de meia-vida é um parâmetro conveniente de uma reação química de primeira ordem. O resultado é independente da concentração inicial, ou seja, o tempo necessário para ocorrer a metade da reação não mudará se as concentrações iniciais forem alteradas (LATHAM, 1974). t1/2 = 0,693 k. -dC = k dt Onde: C – concentração do reagente, que será representado por U no desenvolvimento deste trabalho, devido à utilização do teor de umidade (%) t – tempo e k – constante de velocidade Quando os dados são colocados em gráfico de escala linear, obtém-se uma linha reta (Figura 1), que tem a constante da velocidade de reação representada pela inclinação da reta (VITALI; TEIXEIRA NETO, 1996).. REAÇÕES DE SEGUNDA ORDEM: a velocidade de conversão depende da concentração dos reagentes de forma que: - dU = k U2 dt Colocando-se em gráfico linear o inverso da concentração do reagente em função do tempo, conseguese uma linha reta. Sua inclinação também representa a constante da velocidade de reação (VITALI; TEIXEIRA NETO, 1996).. k= -a (coeficiente angular). U. k= -a (coeficiente angular). U t Figura 1. Representação esquemática de reação de ordem zero. Para Latham (1974), uma reação de ordem zero tem um tempo de meia-vida proporcional à concentração. t Figura 3. Representação esquemática de reação de segunda ordem.. TAKAHASHI, M. S.; RAVELLI, A. S. / UNOPAR Cient., Ciênc. Exatas Tecnol., Londrina, v. 4, p. 23-31, nov. 2005. 25.
(4) Cinética da concentração osmótica de pêra. O tempo de meia-vida de uma reação de segunda ordem é inversamente proporcional à concentração inicial dos reagentes. Assim, o aumento da concentração diminuirá o tempo necessário para que ocorra 50% da reação, ao contrário do que ocorre em reações de primeira ordem (LATHAM, 1974). t1/2 =. 1 . k Uo. 4 Material e Métodos 4.1 Processamento da pêra De forma geral, as etapas realizadas no processamento para obtenção da pêra concentrada osmoticamente foram: Matéria-Prima – Seleção – Preparo – Fatiamento – Concentração Osmótica (Sacarose e Frutose). Cada etapa vem descrita em seguida.. 4.1.1 Matéria-prima e seleção Para a realização dos ensaios, utilizaram-se pêras (Pyurs communis L.) variedade Bartlet Willians. As frutas, assim como a sacarose e a frutose, foram adquiridas no comércio local da cidade de Londrina-PR, no período de junho a agosto. Os critérios utilizados para seleção foram: frutos sadios sem defeitos fisiológicos e sinais de deterioração; coloração verde-amarelada da casca com poucos pontos vermelhos; e firmeza (levemente dura e sem marcas de amolecimento).. 4.1.3 Preparo e fatiamento As pêras foram lavadas em água clorada e descascadas manualmente. As fatias foram obtidas manualmente, com uso de uma faca. Os cortes eram realizados na direção longitudinal, conseguindo-se fatias com aproximadamente 1 cm de espessura na parte com maior diâmetro da fruta. Após fatiamento, retirava-se a parte central (sementes) da fruta. Nesta etapa separavam-se as amostras destinadas ao processo de concentração osmótica e para as determinações analíticas.. 4.1.4 Concentração osmótica Este processo foi realizado mediante a imersão da pêra em: a) solução de sacarose; e b) solução de frutose. a) Imersão em solução de sacarose: Preparou-se uma solução aquosa de sacarose 2:1 em massa (Xw = 0,90), com aproximadamente 65 ºBRIX. As fatias foram imersas na proporção fruto:solução de 1:1 e mantidas a 50ºC controlado em banhomaria, agitando-se algumas vezes e mantendo o produto em contato com a solução osmótica. b) Imersão em solução de frutose: A concentração da solução aquosa de frutose foi de 1:1 em massa (Xw = 0,91) e 45 ºBRIX e a proporção fruto:solução também 1:1. O processo utilizado foi o mesmo que o descrito anteriormente. A concentração osmótica ocorreu por um período total de 12 horas, com retiradas de amostras a cada 2 horas. Cada amostra foi representada em triplicata. A fruta retirada da solução era levemente enxugada com papel absorvente, para remoção da solução em excesso. 26. Foram pesadas aproximadamente 5,0 gramas de cada amostra em balança analítica Ohaus, reservando em recipiente fechado e devidamente identificado para posterior determinação de umidade.. 4.2 Cinética de concentração O estudo da cinética da concentração osmótica de pêra foi realizado a partir dos resultados obtidos pela determinação de umidade, verificando o seu comportamento dentro de uma cinética de ordem zero, de primeira ordem e de segunda ordem.. 4.3 Determinações Analíticas 4.3.1 Determinação de umidade Para esta análise utilizou-se a técnica da perda por dessecação descrita pelo Instituo Adolfo Lutz (1985), que consiste na secagem da amostra em estufa a 105ºC, até peso constante.. 4.3.2 Determinação de açúcares totais As amostras pesadas (5,0 gramas) foram trituradas em liquidificador com 300 mL de água destilada gelada durante 5 minutos. O líquido (extrato) foi filtrado a vácuo e diluído para a determinação dos açúcares totais, através do método de fenol sulfúrico.. 4.3.3 Determinação dos sólidos solúveis A percentagem de sólidos solúveis presentes na pêra foi expressa pelo ºBRIX, determinada através da refratometria. A amostra esmagada e homogeneizada foi colocada no prisma do refratômetro de bancada Quimis e a leitura realizada conforme as recomendações do fabricante. 4.3.4 Determinação do pH A determinação do pH foi realizado por leitura direta no pHmetro digital Tecnal da polpa da pêra liqüidificada e homegeneizada.. 5 Resultados e Discussões 5.1 Dados preliminares A Tabela 1 apresenta os resultados obtidos na determinação de umidade, que foram utilizados posteriormente para o estudo da cinética da concentração osmótica. A cada período, a média (U) da umidade foi realizada através da média aritmética dos resultados obtidos em triplicata. Anteriormente, verificou-se, por meio do Teste de Rejeição (Teste Q), que as diferenças entre os resultados não eram significativas, observando apenas uma rejeição no tempo 0 h (83,4376%) da solução de frutose, mas foi mantido o resultado por representar uma interferência muito pouco significativa na análise dos dados.. 5.2. Cinética da Concentração Osmótica 5.2.1. Sacarose Para a identificação da ordem da reação, utilizou-se inicialmente o método gráfico. Os valores de umidade (U), ln U e 1/U necessários para a construção de gráficos, são mostrados na Tabela 2.. TAKAHASHI, M. S.; RAVELLI, A. S. / UNOPAR Cient., Ciênc. Exatas Tecnol., Londrina, v. 4, p. 23-31, nov. 2005.
(5) Cinética da concentração osmótica de pêra. Tabela 1. Umidade para a pêra concentrada osmoticamente em solução de sacarose e de frutose em função do tempo. Tempo (h) 0. 2. 4. 6. 8. 10. 12. SACAROSE Umidade (%) Média (U) 84,6703 80,9228 82,5490 71,0575 71,1715 70,2214 60,1586 61,8764 60,2975 58,4279 56,8830 56,7652 54,0324 54,4320 51,0699 51,1276 52,7009 53,3217 48,8839 48,0317 48,9436. 82,7140. 70,8168. 60,7775. 57,3587. 53,1781. 52,3834. 48,6197. FRUTOSE Umidade (%) Média (U) 83,4376 81,5863 81,5960 72,8150 73,8837 74,5479 66,3427 67,4042 67,2977 65,1723 66,1009 66,3887 63,2687 63,8303 65,4445 61,2554 62,1973 62,1544 59,4987 59,9171 60,0199. 82,2066. 73,7422. Tabela 3. Resultados da regressão linear para a figura 4. 67,0149. Umidade (U) (%) 82,7140 70,8168 60,7775 57,3587 53,1781 52,3834 48,6197. lnU 4,4154 4,2601 4,1072 4,0493 3,9736 3,9586 3,8840. Coeficientes. Resultados. R F a b. 0,9404 38,2385 -2,6205 76,5586. 65,8873. 64,1812. 61,6690. 59,8119. Tabela 2. Umidade (U) em função do tempo e seus respectivos ln U e 1/U para sacarose. Tempo(h) 0 2 4 6 8 10 12. Crespo (2003) descreve que o valor de R quanto mais próximo de 1,0 indica correlação linear significativa entre as variáveis. O resultado de F indica a significância das estatísticas, quando o seu valor for maior que o valor crítico no nível de significância 5% descrito em tabela própria. Para este trabalho, o valor crítico é 6,61; portanto, a cinética de ordem zero apresenta correlação linear e dados estatísticos significativos.. 1/U 0,0121 0,0141 0,0165 0,0174 0,0188 0,0191 0,0206. As Figuras 4, 5 e 6 apresentam a representação gráfica para a desidratação osmótica de pêra em solução de sacarose, sendo respectivamente de ordem zero, primeira ordem e segunda ordem. No início, somente a observação dos gráficos não possibilitou definir o tipo de cinética na qual o processo de concentração osmótica melhor se enquadraria, o que exigiu um estudo estatístico para cada ordem. ORDEM ZERO Juntamente com a construção do gráfico (Figura), realizou-se a regressão linear que apresentou dados necessários para o desenvolvimento do estudo cinético, como o coeficiente de correlação de Pearson (R) e do teste ANOVA (F), o coeficiente angular (a) e de interseção (b) apresentados na Tabela 3.. Com os dados da regressão linear, obtiveram-se os seguintes resultados: t1/2= 15,7821 h k = 2,6205 % h -1 Equação da velocidade: -dU = 2, 6205 dt Verifica-se, portanto, que, para uma cinética de ordem zero, o tempo necessário para reduzir em 50% o teor de umidade inicial da pêra seria de aproximadamente 15 horas e 47 minutos de concentração osmótica. PRIMEIRA ORDEM Para avaliar a cinética de primeira ordem, foi utilizado o gráfico (Figura 5) e os dados R, F, a e b (Tabela 4).. Figura 5. Sacarose, representação gráfica para reação de primeira ordem. Tabela 4. Resultados da regressão linear para a Figura 5. Coeficientes. Resultados. R F a b. 0,9613 60,8358 -0,0416 4,3423. k = 0,0416 h -1 t1/2 = 16,6585 h Equação da velocidade: -dU = 0,0416 U dt Figura 4. Sacarose, representação gráfica para reação de ordem zero.. A partir dos dados obtidos com a regressão linear, verificaram-se os valores de k, do t1/2 e da equação da velocidade. O t1/2 mostra que seriam necessários em. TAKAHASHI, M. S.; RAVELLI, A. S. / UNOPAR Cient., Ciênc. Exatas Tecnol., Londrina, v. 4, p. 23-31, nov. 2005. 27.
(6) Cinética da concentração osmótica de pêra. torno de 16 horas e 40 minutos de desidratação em solução de sacarose para alcançar a metade do conteúdo inicial de umidade da pêra; praticamente 1 hora a mais que o determinado para a cinética de ordem zero. Comparando os dados estatísticos R e F da cinética de ordem zero e de primeira ordem, verifica-se que ambas apresentaram resultados significativos, embora com valores pouco maiores para a cinética de primeira ordem. Isso demonstra que o processo de concentração osmótica da pêra em solução de sacarose se ajustaria melhor em uma cinética de primeira ordem em relação à ordem zero. SEGUNDA ORDEM A Figura 6 mostra o gráfico utilizado para a análise da cinética de segunda ordem da concentração osmótica. Os valores de R, F, a e b são apresentados na Tabela 5.. Tabela 6. Umidade (U) em função do tempo e seus respectivos ln U e 1/U para solução de frutose. Tempo (h) 0 2 4 6 8 10 12. Umidade (U) (%) 82,2066 73,7422 67,0149 65,8873 64,1812 61,8690 59,8119. ln U 4,4092 4,3006 4,2049 4,1879 4,1617 4,1250 4,0912. 1/U 0,0122 0,0136 0,0149 0,0152 0,0156 0,0162 0,0167. ORDEM ZERO Da mesma forma que os gráficos e os dados estatísticos foram utilizados no estudo da cinética da concentração osmótica de pêra em solução de sacarose, também serão aplicados para a análise da cinética de desidratação em solução de frutose. As Figuras 7, 8 e 9 apresentam respectivamente os gráficos de ordem zero, de primeira ordem e de segunda ordem. A Figura 7 mostra a representação gráfica da cinética da concentração osmótica de pêra em solução de frutose de ordem zero.. Figura 6. Sacarose, representação gráfica para reação de segunda ordem. Tabela 5. Resultados da regressão linear para a Figura 6. Coeficientes. Resultados. R F A B. 0,9773 106,3430 6,7363.10-4 0,0129. k = 6,7363.10-4 (%h) -1 t1/2 = 17,7329 h Equação da velocidade: -dU = 6,7363.10-4 U2 dt Para a cinética de segunda ordem, o t1/2 neste processo é de 17 horas e 44 minutos, aproximadamente 1 hora a mais que na cinética de primeira ordem e 2 horas a mais que na cinética de ordem zero. Avaliando-se as três cinéticas (ordem zero, primeira e segunda ordem) realizadas neste trabalho, verificouse que a de segunda ordem apresentou os melhores valores de R e F, apesar da pequena diferença entre elas. Conseqüentemente, a cinética que melhor se ajusta à concentração osmótica de pêra em solução de sacarose seria a cinética de segunda ordem.. 5.2.2 Frutose A Tabela 6 apresenta os dados utilizados na construção dos gráficos para a determinação da ordem da reação, da concentração osmótica de pêra em solução de frutose. 28. Figura 7. Frutose, representação gráfica para reação de ordem zero. Tabela 7. Resultados da regressão linear para a Figura 7. Coeficientes. Resultados. R F A B. 0,9618 61,6952 3,4871.10-4 0,0128. t1/2 = 24,5481 h k = 1,6744 % h -1 Equação da velocidade: -dU = 1,6744 dt A Tabela 7 mostra os valores de R, F, a e b que foram utilizados para conseguir os resultados de k, equação da velocidade e os t 1/2 da cinética de ordem zero da concentração osmótica em solução de frutose. Com o t1/2 verifica-se que seriam necessários 24 horas e 33 minutos para alcançar a metade da umidade inicial da pêra. PRIMEIRA ORDEM O gráfico da cinética de primeira ordem é apresentado na Figura 8 e os valores da regressão linear na Tabela 8. A cinética da concentração osmótica de pêra em solução de frutose de primeira ordem indica que seriam necessários 28 horas e 45 minutos para conseguir a. TAKAHASHI, M. S.; RAVELLI, A. S. / UNOPAR Cient., Ciênc. Exatas Tecnol., Londrina, v. 4, p. 23-31, nov. 2005.
(7) Cinética da concentração osmótica de pêra. redução de 50% do teor de umidade inicial da pêra; ou seja, esta cinética apresenta um t1/2 de 4 horas a mais que na cinética de ordem zero. Os valores de R e F na cinética de primeira ordem são maiores que os valores descritos para a cinética de ordem zero, o que atribui à cinética de primeira ordem um melhor ajustamento para o processo de concentração osmótica de pêra em solução de frutose.. Tabela 9. Resultados da regressão linear para a Figura 9. Coeficientes. Resultados. R F A B. 0,9618 61,6952 3,4871.10-4 0,0128. k = 3,4871.10-4 (%h) -1 t1/2 = 34,8842 h Equação da velocidade: -dU = 3,4871.10-4 U2 dt. Figura 8. Frutose, representação gráfica para reação de primeira ordem. Tabela 8. Resultados da regressão linear para a Figura 8. Coeficientes. Resultados. R F A B. 0,9493 45,5702 -0,0241 4,3560. k = 0,0241 h -1 t1/2 = 28,7552 h Equação da velocidade: -dU = 0,0241 U dt SEGUNDA ORDEM A Figura 9 e a Tabela 9 apresentam respectivamente a representação gráfica, e os valores de R, F, a e b para cinética de concentração osmótica em solução de frutose de segunda ordem.. Figura 9. Frutose, representação gráfica para reação de segunda ordem.. O t1/2 para a concentração osmótica em solução de frutose de segunda ordem é de 34 horas e 53 minutos; o que representa 6 horas a mais se comparado ao t1/2 de primeira ordem e de 8 horas do t1/2 de ordem zero. Os valores de R e F, assim como na cinética de concentração osmótica de pêra em solução de sacarose, fornecem os melhores resultados na cinética de segunda ordem. Confirma-se, do mesmo modo, que a cinética de segunda ordem é a que melhor descreve o processo de concentração osmótica de pêra em solução de frutose. Realizado o estudo estatístico para cada ordem, verificou-se que tanto para a concentração osmótica em solução de sacarose quanto em solução de frutose, a cinética de segunda ordem mostra-se como a que mais se ajusta para a descrição do processo. A Tabela 10 apresenta os valores de k e t1/2 de cada ordem, obtidos na cinética da concentração osmótica de pêra em solução de sacarose e de frutose. Comparando a concentração osmótica de pêra em solução de sacarose e em solução de frutose, foi possível verificar que o tratamento realizado em solução de sacarose apresentou o melhor desempenho em relação à redução de umidade do produto, demonstrando um t1/2 de 17 horas e 44 minutos. Na solução de frutose, no entanto, este tempo seria de 34 horas e 53 minutos, considerando a cinética de segunda ordem. Do ponto de vista econômico, segundo Andrade et al. (2003), este resultado ressalta o baixo custo do agente osmótico (sacarose) e o baixo custo de energia, uma vez que o tempo de concentração é reduzido. Alguns fatores podem ter influenciado o resultado final, como por exemplo, a dificuldade de padronização da amostra para determinação de umidade, a realização dos tratamentos em dias distintos, embora procurando manter as mesmas condições do experimento e a variação das características individuais próprias de cada pêra.. Tabela 10. Resumo dos resultados obtidos da cinética da concentração osmótica de pêra em solução de sacarose e de frutose. Amostra pH ºBrix Açúcares totais (%) Umidade (%) Pêra in natura Pêra concentrada em solução de sacarose Pêra concentrada em solução de frutose. 3,98. 14,5. 6,25. 82,46. 4,11. 58. 23,43. 46,62. 4,12. 45. 19,46. 59,61. TAKAHASHI, M. S.; RAVELLI, A. S. / UNOPAR Cient., Ciênc. Exatas Tecnol., Londrina, v. 4, p. 23-31, nov. 2005. 29.
(8) Cinética da concentração osmótica de pêra. 5.3. Determinações de pH, ºBrix, açúcares totais e umidade A Tabela 11 apresenta os resultados obtidos nas determinações de pH, ºBrix, açúcares totais e umidade da pêra in natura e das pêras após 12 horas de concentração osmótica em sacarose e em frutose. O pH das pêras, tanto in natura quanto as processadas, não tiveram diferença significativa, mantendo-se em torno de 4, que está dentro da faixa de pH 2,6 a 5,4, relatado por Park e Bin (2001). Os açúcares totais determinados para a pêra in natura (6,25%) também estão de acordo com Park e Bin (2001), que descrevem estar o sabor da pêra associado com a quantidade de açúcares da fruta, variando comumente de 8 a 11%. As frutas desidratadas osmoticamente apresentaram um aumento significativo em seu ºBrix e no teor de açúcares totais, o que era previsto devido à transferência de massa: saída de água do produto para a solução concentrada e a saída de soluto da solução para o produto, que ocorre simultaneamente conforme descreve El-Aquar e Murr (2003). Por outro lado, o aumento dos açúcares também pode estar relacionado com a afirmação de Cruz (1990), em que o açúcar natural da fruta, antes dissolvido na água presente na pêra, permanece e se concentra enquanto a umidade é retirada. Segundo Daza, Alzamoras e Chanes (1996 apud VIEIRA, 2002), as frutas concentradas osmoticamente geralmente estão associados a um processo de secagem posterior; portanto possuem umidade entre 55 a 75%, semelhante aos resultados obtidos após 12 horas de desidratação osmótica em solução de sacarose e de frutose que foram, respectivamente, de 46,62% e 59,61%. A concentração osmótica torna-se, portanto, uma alternativa tecnológica na redução da umidade da pêra, deixando-a mais estável à deterioração química e microbiana. As diferenças nos resultados podem ser explicadas, pelos diferentes tipos de cultivos da pêra e pelos métodos de determinação usados.. A sacarose em solução, na proporção 2:1 em massa, foi verificada como o agente osmótico mais eficiente para o processo de concentração osmótica de pêra, comparando-se com o experimento realizado com solução de frutose na proporção 1:1 em massa. A sacarose ainda possui a vantagem de ser um agente osmótico de baixo custo, além de proporcionar um menor tempo de concentração, reduzindo o custo de energia. O processo de concentração osmótica promoveu o aumento da concentração de açúcares totais e o ºBrix, decorrente da transferência de massa, proporcional à saída de água e entrada do agente osmótico para a pêra. A umidade da pêra, concentrada osmoticamente após 12 horas de tratamento, ficou em 46,62% e 59,61% em solução de sacarose e de frutose, respectivamente, e o pH manteve-se em torno de 4 durante todo o processo osmótico.. Referências ANDRADE, S. A. C. et al. Desidratação osmótica do jenipapo (Genipa americana L.). Ciência e Tecnologia de Alimentos. Campinas, v. 23, n. 2, maio/ago, p. 276281, 2003. ATKINS, P. W. Físico-química. 6.ed. Rio de Janeiro: LTC, v.3, 1999. AZEREDO, H. M. C.; JARDINE, J. G. Desidratação osmótica de abacaxi aplicada à tecnologia de métodos combinados. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 20, p. 74-82, 2000. CAMPO-DALL'ORTO, F. A. et al. Variedades de Pêra para o estado de São Paulo. Campinas: Instituto Agronômico de Campinas, 1996. COUTINHO, E. F.; MALGARIM, M. B.; SOUZA, E. L. Qualidade pós-colheita da pêra (Pyrus communis L.) cultivar Carrick submetida a diferentes condições de armazenamento. Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal, v. 25, n. 3, p. 417-420, dez. 2003. CRESPO, A. A. Estatística fácil. 18. ed. São Paulo: Saraiva, 2003.. 6 Considerações Finais O estudo da cinética da concentração osmótica de pêra em solução de sacarose e de frutose possibilitou determinar a constante de velocidade, o tempo de meia vida e a equação da velocidade para cada ordem. Os resultados do estudo estatístico indicam que a cinética de segunda ordem é a que melhor descreve o comportamento de ambos os tratamentos realizados.. CRUZ, G. A. Desidratação de alimentos. 2.ed. São Paulo: Globo, 1990. EL-AQUAR, A. A.; MURR, F. E. X. Estudo e modelagem da cinética de desidratação osmótica do mamão formosa (Carica papaya L.). Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 23, n. 1, p. 69-75, jan./abr. 2003.. Tabela 11. pH, ºBrix, açúcares totais e umidade das pêras in natura e osmoticamente desidratadas.. 30. Amostra. pH. ºBrix. Açúcares totais (%). Umidade (%). Pêra in natura Pêra concentrada em solução de sacarose Pêra concentrada em solução de frutose. 3,98. 14,5. 6,25. 82,46. 4,11. 58. 23,43. 46,62. 4,12. 45. 19,46. 59,61. TAKAHASHI, M. S.; RAVELLI, A. S. / UNOPAR Cient., Ciênc. Exatas Tecnol., Londrina, v. 4, p. 23-31, nov. 2005.
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