ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA INSTABILIDADE TÉRMICA E
DA
UMIDADE
RELATIVA
DE
REFRIGERADORES
DOMÉSTICOS NA CONSERVAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS
MICRO E MACRO ESTRUTURAIS DE VEGETAIS FOLHOSOS
C. K. de SOUZA1, F. R. W. SCHMITZ1, A. FREITAS1, L. F. de CARVALHO1 e S. L. BERTOLI1
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Universidade Regional de Blumenau, Programa de Pós Graduação em Engenharia Química (PPGEQ/FURB).
E-mail para contato: carolinakrebs@furb.br
RESUMO – Embora tenha havido, na área de refrigeração, grande desenvolvimento no que tange as melhorias tecnológicas visando redução de consumo de energia, melhoria de confiabilidade do produto e otimização dos processos de manufatura, pouca ênfase tem sido dada ao entendimento de como os parâmetros de projetos de sistemas de refrigeração influenciam os fenômenos envolvidos na conservação de alimentos. Este trabalho visou estudar o comportamento das micro e macro estruturas de folhas de alface durante a conservação em refrigerador doméstico. As análises foram realizadas com amostras embaladas em bandejas e filme de PVC e em amostras expostas ao meio refrigerado por 14 dias. Utilizou-se Termo Higrômetro Klimalogg Pro para monitorar a temperatura, amplitudes e umidade relativa (UR) no refrigerador e as imagens de microscopia foram obtidas com MEV. Este trabalho demonstrou a instabilidade e imprecisão dos refrigeradores domésticos e o impacto destes na conservação de vegetais folhosos.
1. INTRODUÇÃO
As hortaliças são muito consumidas pela população brasileira, pois são fonte de vitaminas e minerais (Françoso et al., 2008) e devido ao pouco tempo de preparo, estes alimentos minimamente processados ganham espaço no mercado por sua praticidade e conveniência (International Fresh-cut Produce Association, 1999).
Segundo Pinto e Neves (2010), o método de conservação pelo frio foi um dos primeiros métodos utilizados para a conservação de alimentos através da extração de calor tendo por finalidade reduzir a temperatura dos alimentos para valores entre os 2 ºC e 7 ºC.
Segundo Freitas e Figueiredo (2000), a temperatura de refrigeração deve ser aplicada em função do tipo de alimentos ou do tempo de conservação pretendido.
O controle da temperatura é importante, pois as alterações desta durante o armazenamento têm efeito direto nos atributos de qualidade nutricional, textura, aroma e sabor (Chitarra; Chitarra, 2005). Outro item a ser monitorado é a umidade relativa, pois
valores inadequados podem causar murchamento dos vegetais, perda da qualidade, aumento da transpiração destes e consequentemente a perda de qualidade (Galvão, 2009).
Variações de temperatura e UR no interior dos refrigeradores domésticos são comuns. Na gaveta do eletrodoméstico pode variar de ±0,21 ºC a ±3,60 ºC e a UR de ±3% a ±10,30%. Estes valores podem variar nos diferentes modelos de refrigeradores (Luiz, 2005).
Na prática é muito difícil manter uma temperatura constante. Ao regular o controlador de temperatura deve-se levar em consideração a sua exatidão e precisão de modo a evitar que a temperatura de congelamento seja atingida. Se o controlador for programado para 0 ºC, é possível que a temperatura do ar liberado seja, em determinados momentos, superior em 1 ºC a 2 ºC, e a temperatura média da carga de 0,5 a 1 ºC (Baptista, 2006).
Segundo Baptista (2006), a manutenção de adequadas condições de refrigeração ou de congelamento constitui um elemento crítico para garantir a qualidade e a segurança dos alimentos que sejam perecíveis ao longo do transporte e do armazenamento. Há muitas considerações na concepção e seleção do sistema de refrigeração adequado e por esta razão é importante ter-se uma boa compreensão dos processos envolvidos na concepção de equipamentos de transferência de calor.
Os parâmetros que se deve ter em conta quando são aplicadas temperaturas de refrigeração para conservação dos alimentos são: temperatura de refrigeração aplicada, umidade relativa, velocidade de circulação do ar, e, também, a composição da atmosfera circundante (Freitas; Figueiredo, 2000).
Vários estudos têm demonstrado um nível significativo da influência da temperatura e UR distribuídas de forma heterogênea quando o fluxo de ar no equipamento de refrigeração não é uniforme, levando a uma deterioração da qualidade e da segurança do alimento (Laguerre et al., 2013).
A estabilidade de alimentos refrigerados ou congelados durante a estocagem e distribuição depende significativamente da magnitude e duração das flutuações de temperatura (Donhowe, 1993).
Segundo Heldman e Singh (1981), uma das influências do ambiente de armazenamento, na qualidade do alimento, é a deterioração dos alimentos causada pela flutuação de temperatura. Geralmente pequenas flutuações, de 1 °C a 2 °C, tem influência insignificante sobre a qualidade do produto, enquanto uma flutuação de 10 °C podem apresentar efeitos prejudiciais definitivos sobre a qualidade.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Matéria Prima
Para os testes foram utilizadas folhas de alface crespa (Lactuca sativa L.) cultivadas em sistema hidropônico. As mesmas foram colhidas diretamente no campo de cultivo, no período matutino, às 06h, na cidade de Blumenau, situada no Vale do Itajaí em Santa Catarina. As cabeças de alface estavam totalmente formadas, com aproximadamente 30 dias após o transplantio.
Após a colheita o material foi levado, em caixas térmicas, para o Laboratório de Processamento de Alimentos (LAPRA) da Universidade Regional de Blumenau, onde foram preparadas, armazenadas e analisadas.
Preparo das amostras e instalação do experimento: As amostras de folhas de alface foram selecionadas de acordo com a cor, aparência global e tamanho, sendo descartadas as folhas murchas, amareladas ou deterioradas. Após a seleção, as mesmas foram pesadas, com balança analítica da marca Gehaka, modelo BG1000, e acondicionadas em bandeja PET cristal com cobertura de filme PVC e sem a cobertura de filme PVC. Em cada bandeja foram armazenadas duas folhas de alface inteiras. As amostras foram armazenadas em B.O.D. (incubadora refrigerada) a 4 ºC com UR inicial de 74% e velocidade do ar na saída da ventoinha de 3,1 m/s.
Para o controle da aparência geral ao longo dos 14 dias de controle, uma amostra foi mantida em condições de hidroponia nas mesmas condições de refrigeração.
A temperatura e UR no interior da B.O.D. foram monitoradas através do equipamento Klimalogg Pro. De acordo com a empresa fornecedora da B.O.D., o tipo de compressor do equipamento é hermético 1/8 HP, com gás 134-A livre de CFC. Este monitoramento foi feito para verificar as variações destes parâmetros em refrigeradores domésticos, comparando com o valor de temperatura no display (temperatura programada) e a influência destes ao longo do armazenamento refrigerado de vegetais folhosos.
2.2. Análises e Registros das Imagens
A variação da massa das folhas de alface foi quantificada (%), ao longo dos 14 dias de armazenamento, sempre próximo às 9 horas da manhã.
Para o registro das imagens micrográficas da superfície das folhas de alface, utilizou-se a microscopia eletrônica de varredura (MEV) da marca TESCAN, modelo VEGA 3 SEM. O equipamento utilizado foi o metalizador de amostras da marca Quorum, modelo Q150R ES. Neste trabalho serão apresentados apenas os registros fotográficos da alface em sistema de hidroponia.
3. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
O monitoramento da temperatura e da UR demonstrou flutuações destes parâmetros durante todo período de armazenamento, conforme ilustra a Figura1.
Figura 1 – Diagrama geral das flutuações da temperatura e UR durante os 14 dias de armazenamento da alface crespa em B.O.D. a 4 ºC.
De acordo com a Figura 1 houve variação da temperatura do ambiente refrigerado de 5 ºC a 22 ºC e a UR variou de 15% a 80%.
Os picos de temperatura e UR vistos na figura no horário próximo às 9 horas ocorreram devido à abertura da B.O.D. Entretanto, os picos vistos em outros horários no decorrer do armazenamento são devidos a outros fatores, como a dependência da taxa de refrigeração pela taxa de transferência de calor da embalagem e da alface; a diferença de temperatura entre as amostras e o ambiente refrigerado; as propriedades térmicas; a embalagem utilizada; o modo de distribuição no refrigerador e até mesmo a natureza do meio de arrefecimento (Thompson, 1996; Wills et al., 1998).
A temperatura do interior da B.O.D. foi programada para 4 ºC (indicando no display variação da temperatura interna entre ±2 ºC). Porém, o sensor instalado pelos pesquisadores no interior do refrigerador demonstrou que a temperatura interna no mesmo era superior a 7 °C, comprovando a grande imprecisão da temperatura demonstrada no display e a temperatura real no interior da B.O.D. utilizada no presente estudo. Geralmente, a temperatura de refrigeração deve ser a mais baixa possível, acima do ponto de congelamento do alimento. Para alimentos crus, em que a temperatura de congelamento é entre -1 e -2 ºC, a temperatura ideal é de -1 ºC (Baptista, 2006).
As amostras armazenadas nas bandejas foram pesadas diariamente no mesmo horário. A Figura 2 representa a variação da massa das amostras ao longo do tempo.
Figura 2 – Variação da massa das folhas de alface em embalagem aberta e fechada ao longo dos 14 dias de armazenamento refrigerado a 4 ºC.
Para o armazenamento refrigerado a 4 ºC, a redução da massa das amostras acondicionadas em embalagem aberta foi nitidamente superior comparada às amostras em embalagem fechada. Conforme a Figura 2, no segundo dia, a amostra em embalagem fechada perdeu aproximadamente 18%, enquanto as folhas de alface em embalagem aberta perderam 40% da sua massa inicial. No último dia as amostras em embalagem fechada haviam reduzido 61,15% da massa, enquanto as amostras em contato direto com o meio refrigerado perderam 94,15%.
Segundo Santos et al. (2010), para alface crespa cultivada por hidroponia, observou-se a perda de massa próxima a 23% em 10 dias de armazenamento sob refrigeração (5 ºC). A elevada perda de massa das alfaces neste estudo pode ser explicada pela baixa UR de armazenamento (média de 45%). Para a alface em sistema similar ao hidropônico, verificou-se na Figura 4 (b) que, no verificou-sexto dia, as folhas externas começaram a murchar e no 10º dia (Figura 5 (a)), as folhas já apresentavam alteração de cor, evidenciando o escurecimento da nervura central no 11º dia.
As Figuras 3 a 5 apresentam a aparência global da alface em sistema similar ao hidropônico.
(a) (b)
(a) (b)
Figura 4 – Folhas de alface crespa armazenadas em B.O.D. a 4 ºC: (a) 5º dia e (b) 6º dia.
(a) (b)
Figura 5 – Folhas de alface crespa armazenadas em B.O.D. a 4 ºC: (a) 10º dia e (b) 14º dia. As Figuras 6, 7 e 8 trazem as imagens micrográficas com aumento de 18, 200 e 1000 vezes da superfície da folha de alface para o quinto, nono e décimo quarto dia de armazenamento refrigerado em B.O.D. em sistema de hidroponia.
(a) (b) (c)
Figura 6 – Imagens micrográficas da folha de alface com aumento de (a) 18, (b) 200 e (c) 1000 vezes no 5º dia de armazenamento refrigerado (4 ºC) em sistema hidropônico.
(a) (b) (c)
Figura 7 – Imagens micrográficas da folha de alface com aumento de (a) 18, (b) 200 e (c) 1000 vezes no 9º dia de armazenamento refrigerado (4 ºC) em sistema hidropônico.
(a) (b) (c)
Figura 8 – Imagens micrográficas da folha de alface com aumento de (a) 18, (b) 200 e (c) 1000 vezes no 14º dia de armazenamento refrigerado (4 ºC) em sistema hidropônico.
As imagens obtidas acima (Figuras 6, 7 e 8) demonstram a evolução da degradação da superfície da folha de alface ao longo dos 14 dias de armazenamento refrigerado. No último dia de armazenamento, observa-se que as folhas de alface encontram-se muito rugosas e as nervuras apresentaram-se bem definidas, em virtude da desidratação. A UR interfere na conservação dos vegetais, pois o armazenamento com baixa UR pode acarretar em perda de massa, murchamento, amarelecimento e, no caso das frutas, aspecto esponjoso (Botrel et al., 2001).
4. CONCLUSÃO
O sistema de refrigeração utilizado apresentou oscilações na temperatura e UR no interior do refrigerador, acima do esperado, não sendo compatível com a informação da temperatura mostrada no display. O sistema de aquisição de dados registrou diferenças nas temperaturas de até ±3 ºC. As imagens macro e micrográficas demonstraram a influência da instabilidade térmica e da UR, muito comum em refrigeradores domésticos, nas folhas de alface armazenadas em contato direto com o ar refrigerado, demonstrando o impacto dos parâmetros de sistemas de refrigeração na conservação destes alimentos.
5. AGRADECIMENTOS
Agradecemos a Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (FAPESC) e a Universidade Regional de Blumenau (FURB) por possibilitarem a execução deste trabalho.
6. REFERÊNCIAS
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CHITARRA, M. I. F.; CHITARRA, A. B. Pós-colheita de frutas e hortaliças: fisiologia e manuseio. 2. ed. 785 p , Lavras: UFLA, 2005.
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FREITAS, A. C.; FIGUEIREDO, P. Obtido em 18 de Junho de 2011, de Conservação de Alimentos – Apoio à cadeira de conservação de alimentos: http://www.pfigueiredo.org/Book.pdf. (LISBOA, 2000).
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SANTOS, C. M. G.; BRAGA, C. L.; VIEIRA, M. R. S.; CERQUEIRA, R. C.; BRAUER, R. L.; LIMA, G. P. P. Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, v. 11, n. 1, p. 67-74, 2010.
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