Estudo comparativo da impregnação a vácuo de maçã (var. fuji), pêra (var. d' água e d' anjou), e manga (var. tommy atkins)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos

A impregnação a vácuo (IV) de produtos porosos consiste na troca do gás e/ou líquido aprisionado dentro do poro do alimento por um líquido externo, devido à ação de gradientes de pressão promovidos pela aplicação do vácuo seguida da recuperação da pressão atmosférica, em um recipiente contendo o alimento imerso em uma solução impregnante. O dispositivo experimental utilizado foi montado no Laboratório de Propriedades Físicas de Alimentos (PROFI), na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). O estudo foi dividido em duas partes. Na primeira parte investigou-se o comportamento de quatro tipos de frutas - maçã var. fuji, pêra var. d#agua, pêra var. d#anjou e manga var. tommy atkins- quando submetidas ao processo de impregnação a vácuo a diferentes pressões (50, 100, 150 e 200 mmHg). Para minimizar os efeitos osmóticos foi usado suco da fruta correspondente, com igual teor de sólidos solúveis. Para cada amostra foi obtido o valor de X (%), que indica o volume da amostra que após o processo está preenchida pela solução impregnante. Os valores de X foram da ordem de 17% para a maçã, 5% para a pêra d#água, 3% para a pêra d#anjou e entre 0,5 e 3% para a manga. Os valores de X encontrados foram comparados com os valores teóricos obtidos pelo modelo hidrodinâmico (HDM), o qual foi capaz de predizer os valores de X(%) para maçãs, com erro relativo da ordem de 5%. No entanto, o erro relativo foi da ordem de 30% para as peras e maiores do que 50% para a manga. Este estudo demonstrou que a porosidade das frutas influencia a fração da amostra impregnada pela solução e que o HDM não foi capaz de predizer os valores de X de frutas muito deformáveis, como a manga. Na segunda parte do estudo a influência da viscosidade da solução impregnante no processo de impregnação foi investigada, usando maçãs var. fuji como alimento-modelo. Foram feitas sete soluções de suco de maçã com 12,6°BRIX e diferentes viscosidades (0,962cP # 37,398cP), adicionando goma guar ao suco. As amostras de maçã foram submetidas a pressão de 50 mmHg por 10 minutos e posterior restabelecimento da pressão atmosférica. Os resultados mostram claramente que o aumento da viscosidade da solução diminuiu os valores de X(%), para as mesmas condições experimentais. Os valores de X(%) para este processo foram comparados com o modelo empírico de Saurel, que foi capaz de prever os valores de X para soluções com viscosidade inferior a 37cP. Deste modo, este trabalho apresenta resultados experimentais que podem ser úteis para o projeto de processos de impregnação a vácuo de frutas, além de mostrar a limitação da capacidade preditiva dos modelos matemáticos conhecidos. Vacuum impregnation (VI) of porous products consists of exchanging the internal gas and/or liquid occluded in the open pores for na external liquid by the action of pressure gradients promoted by the use of vacuum pressure, followed by the reestablishment of atmospheric pressure in a tank containing the product immersed in a solution. The experimental device used was mounted in the Laboratory of Physical Properties of Food (PROFI), in the Federal University of Santa Catarina (UFSC). The study it was divided in two parts. In the first part the behavior of four types of fruits was investigated - apple (var. fuji), pear (var.d#água), pear (var.d'anjou) and mango (var. Tommy atkins) - when submitted to the vacuum impregnation process at different pressures (50, 100, 150 and 200 mmHg). To minimize the osmotic effect, juice of the corresponding fruit, with equal soluble solid was used. For each sample was obtained the value of X (%), which indicates the volume of the sample that after the process is completed by the solution. The values of X had been of the order of 17% for the apple, 5% for the pear d#agua, 3% for the pear d#anjou and between 0,5 and 3% for the mango. The joined values of X had been compared with the theoretical values gotten by model HDM, which was capable to predict the values of X (%) for apples, with relative error of the 5% order. However, the relative error was of the order of 30% for pears and greaters of 50% for the mango. This study it demonstrated that the porosity of the fruits influences the fraction of the sample impregnated for the solution and that the HDM was not capable to predict the values of X of very deformable fruits, as the mango. In the second part of the study it influences it of the viscosity of the impregnation solution in the VI was investigated, using apples (var. fuji) as food-model. Seven apple juice solutions with 12,6°BRIX and different viscosities had been made (0,962cP - 37,398cP), adding guar gum. The apple samples had been submitted the pressure of 50 mmHg per 10 minutes and subsequent reestablishment of the atmospheric pressure. The results show clearly that the increase of the viscosity of the solution diminished the values of X (%), for the same experimental conditions. The values of X (%) for this process had been compared with the empirical model of Saurel, was capable to predict the values of X for solutions for a viscosity less than 37cP. Thus, this work presents experimental results that can be useful for the design of the vacuum impregnation processes of fruit, and show the limitation of the ability of predictive mathematical models known.