CINÉTICA DE SECAGEM DE SARNAMBI (Lucina pectinata) COMERCIALIZADO NA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO LUÍS (MA)

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Sousa, T.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO) ; Vélez, H.A.V.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO)

Resumo

A secagem é um processo amplamente aplicado em industrias de alimentos, seu principal objetivo é diminuir a atividade de água destes e aumentar o seu tempo de prateleira. A secagem pode ser realizada das mais diversas formas, dentre essas, destaca-se a secagem por espuma, utilizada principalmente em alimentos sensíveis ao calor e viscosos, que é o caso do Sarnambi, fruto do mar amplamente utilizado na culinária maranhense. Para o presente estudo os parâmetros de cinética de secagem foram realizados às temperaturas de 30, 45 e 60 °C, sendo o Modelo de Midilli que melhor se ajustou. Já para o modelo difusivo, os coeficientes difusivos foram de 1,225E-10, 1,865E-10 e 2,99E-10 para as respectivas temperaturas supracitadas, já a energia de ativação foi de 24,981 kJ/mol.

Palavras chaves

Secagem em espuma; Modelos de camada fina; Sarnambi

Introdução

A secagem vem sendo amplamente aplicada objetivando a conservação de alimentos, sendo a principal responsável por diminuir a disponibilidade de água para reações de deterioração, aumentando a estabilidade do alimento e reduzindo volume e massa do produto (RAJKUMAR et al., 2007; CELMA et al., 2011; CASARIN et al., 2016). Este método é definido como um processo pelo qual a água ou qualquer outro líquido deve ser removido de um alimento ou de um material sólido (CELESTINO, 2010). A remoção da umidade está baseada na transmissão simultânea de calor nos alimentos (GUINÉ, 2008; SABLANI, RAHMAN, 2008). Os produtos que passam por esse processo têm sua qualidade microbiológica, química, física e nutricional diferente do produto fresco, devido ao método de secagem, condições do seu processamento, pré-tratamentos e, principalmente, a qualidade inicial desse alimento (RHAMAN, 2007; MACHADO et al., 2011). Ainda sendo o processo comercial mais utilizado para obtenção de produtos com maior qualidade e menor tempo de processamento, assim como a diminuição da perda dos produtos no seu estado natural, (OLIVEIRA & SOARES, 2012). No decorrer dos anos, a demanda do consumidor por alimentos mais saudáveis e nutritivos têm aumentado e assim a atividade pesqueira vem consideravelmente, em contrapartida se tornando cada vez mais escassas, como alternativa a esse problema, a aquicultura (cultivo de qualquer animal aquático, como peixes crustáceos e mariscos) vem se tornado uma alternativa promissora para o fornecimento de alimento com excelente valor nutritivo. (NATORI et. al, 2011). 1.1 Sarnambi (Lucina pectinata) O sarnambi (Lucina pectinata) é um molusco bivalve que pertence ao Reino Animalia, filo Mollusca e classe Bivalvia. O seu nome tem origem do tupi-guarani, sendo também conhecido como Berbigao, vongoli, ameijôa ou Moçambique. (OLIVEIRA & ALMEIDA, 2000). É um molusco bivalve, filtrador, provido de uma concha, enterra-se a cinco centímetros da superfície no substrato lodoso de águas rasas e calmas. Pode ser encontrado na areia ou sob as rochas próximas à mangues, dispensando o uso de ferramentas específicas de extração (SANDE et. al, 2010). Esses organismos bivalves possuem a capacidade de absorver toxinas, poluentes químicos, biológicos e metais pesados do meio em que estão, o que pode comprometer o consumo de sua carne (SANDE et. al., 2010). Devido a isso, inúmeras doenças de origem alimentar ocorrem devido ao consumo de moluscos bivalves crus, malcozidos ou provenientes de ambientes aquáticos contaminados. A captura do molusco é feita de forma artesanal, as conchas são retiradas da areia ou das pedras com o auxílio de facas ou com as próprias mãos. Já para a extração da carne do sarnambi, faz-se a cocção deste em panelas de aço inoxidável, até que as valvas se abram, facilitando o processo. (SALLES; MACEDO; FIGUEREDO, 2017). 1.2 Métodos de secagem Por ser uma técnica essencial na indústria de alimentos, a secagem pode ser realizada das mais diversas formas, como por exemplo, a secagem de grãos ao sol. A operação de secagem é dividida em duas, secagem natural e artificial. A secagem por espuma é muito utilizada quando se quer obter produtos em pó, porém os mesmos são sensíveis ao calor, viscosos e com alto índice de açúcar, como os sucos de frutas. (RAJKUMAR et. al., 2007). Visto que requer menores temperaturas de desidratação, menor tempo de desidratação e menor tempo de secagem em razão da maior área de superfície exposta ao ar e à velocidade de secagem acelerando, assim, o processo de remoção de água. Isso faz com que a secagem de uma camada de espuma seja aproximadamente três vezes mais rápida do que a secagem de uma camada similar de liquido (FELLOWS, 2006; BAPTESTINI et. al., 2015). Nesse tipo de secagem o alimento sólido é espalhado uniformemente sobre uma bandeja com fundo tipo tela (de metal ou plástico). A circulação de ar no secador é feita por um ventilador situado atrás de resistências elétricas usadas para o aquecimento de ar na entrada. O controle da temperatura é dado por meio de um termostato. (CELESTINO, 2010). 1.3 Modelos matemáticos de camada fina A secagem pode ser descrita por modelos matemáticos, que possibilitam a obtenção de estimativas do tempo necessário para redução do teor de água do produto, em diferentes condições de secagem, de modo que se tornam ferramentas úteis para as tomadas de decisão e contribuem para a melhoria da eficiência do processo (KADAM; BALASUBRAMANIAN, 2011; MEZIANE, 2011; SOUSA et al., 2011). Os modelos matemáticos de Henderson e Pabis (1962), Lewis (1921) e Page (1949) são largamente adotados em processos de secagem (MEZIANE, 2011; KALETA et al., 2013).

Material e métodos

As análises foram realizadas no Laboratório de Ensino e Pesquisa de Engenharia Química. 2.3 Amostragem As amostras de sarnambi (Lucina pectinata) foram obtidas em mercado local de São Luís. Após a coleta, as amostras foram assepticamente acondicionadas em caixas isotérmicas e transportadas imediatamente para o Laboratório de Ensino e Pesquisa de Engenharia Química, onde foram trituradas no processador (modelo 215R, Oster, USA). E mantidas sob refrigeração. 2.4 Preparação do material espumante Para os sistemas espumantes foram utilizadas formulações que consistem em albumina em pó (CPovos, Mogi das Cruzes, Brasil), maltodextrina (Neonutri, São Paulo, Brasil) e amido (Maizena, São Paulo, Brasil). Para os sistemas espumantes foram utilizadas formulações que consistem em albumina em pó (CPovos, Mogi das Cruzes, Brasil), maltodextrina (Neonutri, São Paulo, Brasil) e amido (Maizena, São Paulo, Brasil). Todos os ensaios consistiram rigorosamente na mesma ordem de adição das variáveis. Inicialmente, a albumina é preparada através da adição de água destilada obedecendo a proporção 2:1 (p/p). Essa mistura é processada com o auxílio de um mixer (Modelo 2615R, Oster, USA) até alcançar o ponto de neve. Em seguida, é adicionado cautelosamente as proporções de maltodextrina e amido e em agitação branda no mixer para posterior análise reológica, a qual fora realizada a temperatura ambiente (25 °C), no reômetro (modelo DV-II + Pro, Brookfield, USA) com spindle de número 64, variando as rotações por minuto de 10 a 200 de 10 em 10 unidades. 2.5 Aplicação do método de secagem por convecção forçada Neste método as amostras foram secas separadamente utilizando-se um secador convectivo (Modelo PE14, Pardal, Brasil) sob condições de temperaturas fornecidas de 30, 45 e 60 °C, e velocidade do ar de secagem a 3,0 m/s. O procedimento experimental pode ser observado na Figura 4. Inicialmente, as amostras do alimento foram pesadas utilizando-se uma balança semi-analítica (Modelo UX220H, Shimadzu, Japão) em quatro placas cilíndricas revestidas em alumínio e dimensões de 9,2 x 2,5 cm. Em seguida, aferiu-se as espessuras das amostras, em diferentes direções, com auxílio de um paquímetro (Modelo Vis, Polônia) e sua umidade relativa através de um higrômetro (modelo INS-28, Instrusul, Brasil). A seguir, as placas foram distribuídas no centro do secador e suas massas e umidade relativa foram rigorosamente monitoradas em intervalos de tempo previamente definidos até o alimento atingir massa constante. Após a amostra alcançar a massa constante, novamente a espessura das mesmas é mensurada. 2.6 Modelos matemáticos Para este estudo, foram utilizados os modelos de camada fina e difusivo nas temperaturas de 30, 45 e 60 °C. Para realização das regressões e ajustes computacionais foram utilizadas funções da biblioteca daStatisc Toolbox do Matlab ® 7.1 (The MathWorks Inc., Natick MA, EUA)

Resultado e discussão

3.1 Secagem de sarnambi em espuma Os ensaios ocorreram nas temperaturas de 30, 45 e 60 °C, com variação de ± 1 °C e umidade relativa média de 38,1, 13,4 e10 % respectivamente. Constatou- se que as amostras apresentaram aproximadamente 12,352, 12,049 e 12,017 g de carne de sarnambi para as temperaturas de 30, 45 e 60 °C. Através dos resultados experimentais mostrados na Figura 1 abaixo, nota-se que a secagem está ocorrendo em uma taxa decrescente e segundo Marcinkowski (2006) nessa fase a secagem ocorre principalmente por mecanismos de evaporação na superfície e do transporte de líquido do interior para o exterior, no caso de materiais porosos, se dá pela difusão do sólido através do material. 3.2 Ajuste dos dados de secagem da carne de sarnambi em espuma aos modelos matemáticos Para os ajustes matemáticos dos dados de secagem do sarnambi em espuma foram empregados os modelos de camada fina Weilbull, Peleg, Henderson-Pabis, Lewis, Page, Aproximação por difusão, Midilli et. al, Logarítmico, Wang Sing e Dois Termos. Os modelos de Midilli e Aproximação por difusão foram os melhores na descrição do processo experimental, sendo o primeiro o de melhor ajuste, pois apresenta coeficiente de determinação de 0,999. Na literatura alguns estudos sobre a cinética de secagem de camarão (AZIZPOUR et al., 2013) e polpa de tamarindo (SILVA et al., 2008) foram bem descritos pelo modelo de Midilli, uma vez que esse é geralmente usado para alimentos. A Figura 1 abaixo mostra o desempenho estatístico entre os dados experimentais e calculados para os melhores modelos ajustados. 3.3 Determinação do coeficiente de difusão e energia de ativação o coeficiente difusivo aumenta com o aumento da temperatura, o que é esperado, uma vez que a elevação de temperatura diminui a pressão do líquido e sua resistência à evaporação, o que facilita a difusão das moléculas de água no material. (CORRÊA et al., 2010). Segundo Kashaninejad (2007), a energia de ativação do processo difusivo é a energia necessária para iniciar o processo difusivo. A energia de ativação para a secagem da carne do sarnambi em espuma é de 24,891 kJ/mol, resultado este que está de acordo com os estudos obtidos por Azizpour et al. (2013) para a secagem de camarão em espuma, cuja energia de ativação é de 32,16 kJ/mol.

Figura 1 – Valores experimentais (●) e valores calculados (malha, □) através dos melhores modelos de ajuste para Page e Midilli e análises residuais d

Conclusões

O ajuste aos modelos matemáticos indicou que o modelo de Midilli foi o mais adequado para descrever o processo, por apresentarem um R2adj próximo à unidade. Resultados estes que são condizentes com outros estudos para frutos do mar descritos na literatura. Com os dados experimentais, calcularam-se ainda o coeficiente de difusividade efetiva para a secagem da carne do sarnambi, obtendo-se os valores de 1,225×10-10, 1,865×10-10 e 2,99×10-10 m2/s para 30,45 e 60 °C respectivamente. Com tais valores constatou-se que a energia de ativação do sistema é de 65,17 kJ/mol. Sendo assim, o presente trabalho possibilita a realização de estudos mais aprofundados de secagem da carne do sururu em espuma, de forma a conhecer as propriedades termodinâmicas e analisar as outras variáveis que possam influenciar no processo, como a velocidade do ar e a espessura do material, possibilitando assim a apresentação do sistema de tratamento que propicie a sua reutilização.

Agradecimentos

Agradeço a Deus que me ajudou nessa jornada, à minha família pelo amor incondicional, ao meu orientador que se dedicou incessantemente, me apoiando e me ajudando e aos meus amigos.

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