Isotermas de Sorção de Umidade e Estudo de Estabilidade de ...
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<strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> Sorção <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> e<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>de</strong> Estabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Macadâmias<br />
Drageadas<br />
Moisture Sorption Isotherms and a<br />
Stability Study of Panned Macadamia<br />
AUTORES<br />
AUTHORS<br />
Ana Lúcia FADINI<br />
Instituto <strong>de</strong> Tecnologia <strong>de</strong> Alimentos –<br />
ITAL/CEREAL CHOCOTEC<br />
Av. Brasil, 2880. Jd. Brasil, Campinas, SP. CEP 13070-178.<br />
Telefone: (19) 3743 1957<br />
E-mail: fadini@ital.sp.gov.br<br />
Patricia Marchetti Pereira da SILVA<br />
UNIMEP – Faculda<strong>de</strong> <strong>de</strong> Engenharia <strong>de</strong> Alimentos.<br />
Rodovia Santa Bárbara/Iracemápolis, km 1.<br />
Santa Bárbara d’Oeste, SP. CEP 13450-000<br />
E-mail: pmsilvaa@pop.com.br<br />
Denise Calil Pereira JARDIM<br />
Fernanda Zaratini VISSOTO<br />
Marise Bonifácio QUEIROZ<br />
ITAL/CEREAL CHOCOTEC<br />
RESUMO<br />
Foram <strong>de</strong>terminadas as isotermas <strong>de</strong> sorção para dois produtos à base <strong>de</strong> macadâmias,<br />
sendo um doce e outro salgado. Observou-se algumas alterações físicas e sensoriais (crocância,<br />
mela e aglomeração), além da ocorrência <strong>de</strong> crescimento microbiano nos produtos em equilíbrio<br />
em sete ambientes com diferentes umida<strong>de</strong>s relativas (<strong>de</strong> 16,24 a 84,20%), estocados a 25°C.<br />
Para o ajuste das isotermas foram testados os mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> GAB, BET e Oswin, com a finalida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> se obter seus coeficientes por meio <strong>de</strong> regressão não-linear. A equação <strong>de</strong> GAB foi a que<br />
melhor se ajustou para as duas isotermas, seguida das equações <strong>de</strong> BET e Oswin. As umida<strong>de</strong>s<br />
relativas <strong>de</strong> 43,2 e 57,6% foram consi<strong>de</strong>radas como valores limitantes para a manutenção da<br />
qualida<strong>de</strong> dos produtos salgado e doce, respectivamente. Umida<strong>de</strong>s relativas acima <strong>de</strong> 75,1%<br />
levaram à <strong>de</strong>gradação microbiológica dos produtos estudados.<br />
Giovani BATISTA<br />
ITAL/FRUTHOTEC<br />
SUMMARY<br />
The sorption isotherms of salty and sweet-panned macadamia products were<br />
<strong>de</strong>termined. Some physical and sensory alterations (crispiness, stickiness and agglomeration)<br />
were assessed as well as the occurrence of microbial growth when the products were<br />
equilibrated un<strong>de</strong>r seven different environments (from 16.24 to 84.20% relative humidity) at<br />
25°C. The fit of the sorption isotherms was tested against the GAB, BET and Oswin mo<strong>de</strong>ls in<br />
or<strong>de</strong>r to obtain their coefficients by non-linear regression. The GAB equation gave the best fit<br />
for both products followed by the BET and Oswin equations. The critical relative humidity (RH)<br />
levels for the stability of the products were 43.2% for the salty macadamia product and 57.6%<br />
for the sweet one. RH levels above 75.1% allowed for microbiological growth in both cases.<br />
PALAVRAS-CHAVE<br />
KEY WORDS<br />
Isoterma <strong>de</strong> Sorção; Macadâmia Drageada;<br />
Umida<strong>de</strong>; Ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Água.<br />
Sorption Isotherm; Panned Macadamia;<br />
Moisture; Water Activity.<br />
Braz. J. Food Technol., v.9, n.2, p. 83-88, abr./jun. 2006 83<br />
Recebido / Received: 19/12/2005. Aprovado / Approved: 14/06/2006.
FADINI, A. et al.<br />
<strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> Sorção <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> e<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>de</strong> Estabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Macadâmias<br />
Drageadas<br />
1. INTRODUÇÃO<br />
A macadâmia pertence à classe Angiospermae, subclasse<br />
Dicotyledoneae, or<strong>de</strong>m Proteales, família Protaceae e possui<br />
várias espécies. As mais consumidas são a Macadamia integrifolia<br />
(smooth-shell type) e a Macadamia tetraphylla (rough-shell<br />
type), sendo a primeira a mais cultivada (WOODROOF, 1967).<br />
A noz macadâmia po<strong>de</strong> ser aproveitada pela indústria<br />
em uma infinida<strong>de</strong> <strong>de</strong> produtos, como chocolate, bombons,<br />
cremes, loções cosméticas, além <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r ser consumida crua,<br />
torrada, salgada, doce, envolvida em chocolate, caramelada,<br />
etc. No entanto, na literatura ainda faltam informações sobre<br />
o mecanismo <strong>de</strong> troca <strong>de</strong> vapor <strong>de</strong> água com o ambiente<br />
para produtos <strong>de</strong> macadâmia e o comportamento físico<br />
do produto industrializado nos diferentes ambientes <strong>de</strong><br />
acondicionamento.<br />
Quando um material biológico é exposto a um certo<br />
ambiente, ele per<strong>de</strong> ou ganha água para ajustar sua própria<br />
ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água a uma condição <strong>de</strong> equilíbrio, que ocorre<br />
quando a pressão parcial <strong>de</strong> vapor d`água do material se iguala<br />
à pressão parcial <strong>de</strong> vapor d`água do ar que o envolve (TREYBAL,<br />
1968). As informações acerca da umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio são<br />
importantes para a seleção <strong>de</strong> embalagens e para o projeto <strong>de</strong><br />
processos e equipamentos <strong>de</strong> secagem. O estudo do ponto<br />
crítico do produto (ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água e umida<strong>de</strong> críticas) po<strong>de</strong><br />
ser feito através das isotermas <strong>de</strong> sorção <strong>de</strong> água.<br />
Segundo LABUZA & HYMAN (1998), <strong>de</strong>ntre os fatores<br />
físicos que influenciam na vida-<strong>de</strong>-prateleira dos alimentos estão<br />
a cristalização, a pegajosida<strong>de</strong> e a textura. A taxa <strong>de</strong> cristalização<br />
aumenta quando a umida<strong>de</strong> aumenta e quando a temperatura<br />
está acima da temperatura <strong>de</strong> transição vítrea (Tg). Abaixo da<br />
Tg, a cristalização e outras reações ocorrem muito lentamente,<br />
pois o alimento no estado vítreo possui alta viscosida<strong>de</strong>, e o<br />
movimento molecular é substancialmente reduzido. Acima da<br />
Tg, a viscosida<strong>de</strong> diminui significativamente, aumentando assim<br />
o movimento molecular e a ocorrência das reações.<br />
Os pontos para o levantamento da isoterma <strong>de</strong> um<br />
alimento <strong>de</strong>vem ser obtidos experimentalmente e então<br />
graficados. A partir disto, a curva obtida po<strong>de</strong> ser mo<strong>de</strong>lada<br />
com uma equação (MOURA & GERMER, 1997). Alguns mo<strong>de</strong>los<br />
empíricos e teóricos têm sido propostos para o ajuste das curvas<br />
<strong>de</strong> umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio <strong>de</strong> vários produtos, em função da<br />
ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água e também da temperatura. Dentre os mais<br />
comuns po<strong>de</strong>m ser citados os mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> BET (LABUZA, 1968),<br />
GAB (SCHÄR & RUËGG, 1985) e Oswin (OSWIN, 1946), pela<br />
relativa precisão e generalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> uso.<br />
A equação <strong>de</strong> BET (Equação 1) é a mais popular no<br />
ajuste <strong>de</strong> isotermas <strong>de</strong> sorção. O mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> BET linearizado<br />
consi<strong>de</strong>rando infinito o número <strong>de</strong> camadas moleculares,<br />
proporciona uma ferramenta útil na análise <strong>de</strong> isotermas em<br />
alimentos (LABUZA, 1968; OKOS, 1986).<br />
Aa 1 ( C −1)<br />
⋅ Aa<br />
= +<br />
( 1−<br />
Aa)<br />
⋅ X Xm ⋅ C Xm ⋅C<br />
A equação <strong>de</strong> GAB (Guggenheim-An<strong>de</strong>rson-<strong>de</strong>Boer)<br />
(Equação 2) tem sido sugerida como o mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> sorção mais<br />
(1)<br />
versátil encontrado na literatura e tem sido aplicada com sucesso<br />
para vários alimentos <strong>de</strong>sidratados. Ela é baseada na teoria <strong>de</strong><br />
BET (Brunauer-Emmet-Teller) e envolve três coeficientes que têm<br />
significância física, dois <strong>de</strong>les são em função da temperatura<br />
(TELIS-ROMERO et al., 2005).<br />
Xm ⋅C ⋅ k ⋅ Aa<br />
X =<br />
( 1− k ⋅ Aa)( 1− k ⋅ Aa + C ⋅ k ⋅ Aa)<br />
A equação <strong>de</strong> Oswin (Equação 3) consiste em uma série<br />
<strong>de</strong> expansão para isotermas com curvas em formato sigmoidal<br />
(MOURA & GERMER, 1997).<br />
(2)<br />
X = a [Aa/(1-Aa)] b (3)<br />
Nomenclatura das Equações 1, 2 e 3:<br />
Aa = ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água<br />
X = conteúdo <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio em base seca<br />
n = número <strong>de</strong> camadas moleculares<br />
Xm = conteúdo <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> na monocamada<br />
molecular<br />
C = constante <strong>de</strong> BET relacionada ao calor <strong>de</strong> sorção<br />
da camada molecular<br />
a, b, k = constantes <strong>de</strong>terminadas estatisticamente<br />
O objetivo <strong>de</strong>ste trabalho foi estudar o comportamento<br />
<strong>de</strong> dois produtos à base <strong>de</strong> noz macadâmia (um com cobertura<br />
salgada e outro com cobertura doce), frente a diferentes<br />
condições <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> relativa e ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água, a uma<br />
mesma temperatura, obtendo assim a isoterma <strong>de</strong> sorção <strong>de</strong><br />
umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> cada produto.<br />
2. MATERIAL E MÉTODOS<br />
2.1 Amostras<br />
Foram utilizados dois produtos drageados à base <strong>de</strong><br />
macadâmia, produzidos no Laboratório <strong>de</strong> Desenvolvimento<br />
<strong>de</strong> Produtos Drageados do Cereal Chocotec/ITAL, sendo um<br />
salgado e outro doce. A principal diferença entre eles é que<br />
o produto doce apresentava maior teor <strong>de</strong> sacarose em sua<br />
cobertura, não tendo sido adicionado <strong>de</strong> sal. Ambos foram<br />
produzidos em dragea<strong>de</strong>ira, através <strong>de</strong> diversas aplicações <strong>de</strong><br />
calda <strong>de</strong> açúcar alternadas com a adição <strong>de</strong> misturas <strong>de</strong> pós <strong>de</strong><br />
secagem contendo sacarose, malto<strong>de</strong>xtrina e sal.<br />
2.2 Caracterização das amostras<br />
As amostras foram caracterizadas <strong>de</strong> água <strong>de</strong> acordo<br />
com as seguintes metodologias:<br />
Braz. J. Food Technol., v.9, n.2, p. 83-88, abr./jun. 2006 84
FADINI, A. et al.<br />
<strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> Sorção <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> e<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>de</strong> Estabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Macadâmias<br />
Drageadas<br />
• Umida<strong>de</strong>: HORWITZ, 2000a. Estufa a vácuo,<br />
temperatura 95-100°C.<br />
• Lipídios totais: HORWITZ, 2000b. Extração direta<br />
com solvente através <strong>de</strong> extrator Soxhlet e <strong>de</strong>terminação<br />
gravimétrica.<br />
• Proteína: HORWITZ, 2000c. Digestão da amostra e<br />
titulação volumétrica pelo método <strong>de</strong> Marco Kjdahl.<br />
• Carboidratos: Calculado por diferença: 100-(g/100g<br />
umida<strong>de</strong> + g/100g cinzas + g/10g proteína + g/100g lipídios<br />
totais).<br />
• Cinzas: HORWITZ, 2000d. Incineração da amostra<br />
em mufla a 550°C.<br />
As amostras tiveram sua ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água <strong>de</strong>terminada<br />
pelo Higrômetro marca DECAGON (USA), à temperatura <strong>de</strong><br />
25°C±0,3°C. Análise feita em triplicata.<br />
2.3 <strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> sorção<br />
Para a construção das isotermas foi utilizado o método<br />
dos <strong>de</strong>ssecadores em que se efetua a <strong>de</strong>terminação da umida<strong>de</strong><br />
das amostras após o equilíbrio (TEIXEIRA NETO, 1997 b).<br />
Os produtos <strong>de</strong> macadâmia foram expostos à 7<br />
diferentes ambientes <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> relativa (UR), sendo<br />
consi<strong>de</strong>rados os seguintes valores à 25°C (BRAY, 1970; KITIC<br />
et al., 1986; GREENSPAN, 1977): 16,24%; 32,78%; 43,16%;<br />
52,89%; 57,57%; 75,10% e 84,20%. O ambiente <strong>de</strong> 16,24%<br />
foi obtido com solução <strong>de</strong> ácido sulfúrico e os <strong>de</strong>mais com<br />
soluções saturadas <strong>de</strong> cloreto <strong>de</strong> magnésio, carbonato <strong>de</strong><br />
potássio, nitrato <strong>de</strong> magnésio, brometo <strong>de</strong> sódio, cloreto <strong>de</strong><br />
sódio e cloreto <strong>de</strong> potássio, respectivamente.<br />
Foram colocadas três unida<strong>de</strong>s inteiras <strong>de</strong> macadâmias<br />
drageadas em cada pesafiltro, sendo o estudo realizado em<br />
triplicata. Os produtos foram acondicionados em <strong>de</strong>ssecadores<br />
com volume <strong>de</strong> 5 litros e mantidos em temperatura constante<br />
<strong>de</strong> 25°C até que o equilíbrio fosse atingido, quando então<br />
foram <strong>de</strong>terminados os teores <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> e observadas as<br />
transformações ocorridas em função da umida<strong>de</strong> relativa <strong>de</strong><br />
equilíbrio.<br />
As umida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> equilíbrio em base seca foram calculadas<br />
pelo emprego da Equação 4:<br />
me − ms<br />
Ue =<br />
ms<br />
(4)<br />
2.4 Avaliação da perda <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong><br />
Segundo TEIXEIRA NETO (1997a), dada a importância<br />
das transformações físicas nos alimentos é importante que<br />
o gráfico da isoterma <strong>de</strong> sorção <strong>de</strong>staque as principais<br />
transformações observadas no alimento em função da<br />
ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água. Para as macadâmias drageadas este gráfico<br />
contém as reações <strong>de</strong> mela, perda <strong>de</strong> crocância, aglomeração<br />
e crescimento microbiano.<br />
Em cada <strong>de</strong>ssecador também foram estocadas 10<br />
unida<strong>de</strong>s do produto inteiro, as quais, após o equilíbrio ser<br />
atingido, foram avaliadas sensorialmente quanto à mela e<br />
a crocância, assim como foi feita uma avaliação visual da<br />
presença ou não <strong>de</strong> produtos aglomerados ou <strong>de</strong> crescimento<br />
microbiológico.<br />
2.5 Análise estatística<br />
Os valores obtidos foram tratados estatisticamente com<br />
o auxílio do programa Statistica ® versão 5.0 e os ajustes das<br />
curvas foram feitos por regressão não-linear estimados pelo<br />
método Quasi-Newton e critério <strong>de</strong> convergência <strong>de</strong> 0,0001.<br />
Os critérios utilizados para avaliar o ajuste <strong>de</strong> cada<br />
equação aos dados experimentais foram: coeficiente <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>terminação (R 2 ), entre as respostas observadas e os valores<br />
previstos pelo mo<strong>de</strong>lo ajustado, e o módulo do <strong>de</strong>svio relativo<br />
médio (P), <strong>de</strong>finido por LOMAURO et al. (1985), como a média<br />
da porcentagem <strong>de</strong> diferença relativa entre valores experimentais<br />
e preditos. Segundo WANG & BRENNAN (1991), o parâmetro P<br />
é usado na literatura para avaliar o melhor ajuste <strong>de</strong> diferentes<br />
expressões matemáticas aplicadas aos dados experimentais.<br />
Geralmente, é consi<strong>de</strong>rado que valores <strong>de</strong> P abaixo <strong>de</strong> 10%,<br />
indicam um ajuste razoável dos dados à equação. O valor <strong>de</strong> P<br />
foi calculado pela Equação 5:<br />
linear.<br />
100<br />
P =<br />
n<br />
n<br />
∑<br />
i = 1<br />
( V<br />
( obs) ( pred)<br />
i − V i<br />
V<br />
( obs)<br />
i<br />
em que: n = n o <strong>de</strong> observações;<br />
V (obs) i = valor observado experimentalmente;<br />
V (pred) i<br />
(5)<br />
= valor predito pelo mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> regressão<br />
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO<br />
em que:<br />
Ue = umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio em base seca (b.s.)<br />
me = massa da amostra quando atingido o equilíbrio, g<br />
ms = massa seca da amostra, g<br />
3.1 Caracterização das amostras<br />
As amostras foram caracterizadas quanto à sua umida<strong>de</strong>,<br />
lipídios, proteínas, carboidratos e cinzas. Os resultados obtidos<br />
estão apresentados na Tabela 1.<br />
Braz. J. Food Technol., v.9, n.2, p. 83-88, abr./jun. 2006 85
FADINI, A. et al.<br />
<strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> Sorção <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> e<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>de</strong> Estabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Macadâmias<br />
Drageadas<br />
Tabela 1. Composição dos produtos estudados.<br />
Análises Macadâmia salgada Macadâmia doce<br />
Umida<strong>de</strong> (%) 2, 5± 0,1 2,8 ± 0,2<br />
Lipídios Totais (g/100g) 50,3± 0,3 54,2 ± 0,5<br />
Proteínas (Nx5,75)<br />
(g/100g)<br />
Carboidratos Totais<br />
(g/100g)<br />
7,8 ± 0,2 6,4 ± 0,0*<br />
36,4 35,6<br />
Cinzas (g/100g) 3,0± 0,1 1,0± 0,0*<br />
*a incerteza foi quantificada na casa dos centésimos<br />
Apesar das coberturas dos produtos estudados serem<br />
diferentes, a composição química não i<strong>de</strong>ntificou muita<br />
variação. Cabe <strong>de</strong>stacar que a diferença está basicamente na<br />
composição dos ingredientes que compõem os carboidratos.<br />
O produto salgado, por exemplo, tem menos sacarose e mais<br />
malto<strong>de</strong>xtrina, além <strong>de</strong> um consi<strong>de</strong>rável teor <strong>de</strong> sal.<br />
3.2 <strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> sorção <strong>de</strong> água das macadâmias<br />
drageadas<br />
A ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água inicial para as macadâmias salgada<br />
e doce foram, respectivamente, 0,445 (± 0,006) e 0,513 (±<br />
0,006). Nas Figuras 1 e 2 estão apresentadas as curvas obtidas<br />
e <strong>de</strong>stacadas as ativida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> água iniciais, sendo que as<br />
isotermas abaixo da Aa inicial são <strong>de</strong> <strong>de</strong>ssorção e acima <strong>de</strong><br />
adsorção.<br />
3.2.1 Isoterma <strong>de</strong> sorção da macadâmia salgada<br />
O tempo para as amostras alcançarem o equilíbrio foi<br />
<strong>de</strong> 50 dias, sendo que as amostras nos ambientes <strong>de</strong> 16,24 e<br />
32,78% <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> foram as últimas a entrarem em equilíbrio.<br />
As amostras foram pesadas a cada 7 dias, até peso constante. Os<br />
teores <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio encontrados para cada amostra<br />
nos diferentes ambientes <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> relativa encontram-se<br />
na Figura 1.<br />
Umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio<br />
(g água / g matéria seca)<br />
0,14<br />
0,128<br />
Crescimento<br />
0,12<br />
microbiano<br />
0,10<br />
0,090<br />
0,08<br />
Parcialmente melado / Meia intensa / perda <strong>de</strong><br />
perda parcial <strong>de</strong> crocância crocância / aglomeração<br />
Crescimento<br />
microbiano<br />
0,06<br />
0,042<br />
Produto bem seco /<br />
0,04 Produto bem seco / ganho <strong>de</strong> crocância 0,026<br />
Parcialmente melado /<br />
ganho <strong>de</strong> crocância<br />
0,02<br />
0,033 perda <strong>de</strong> crocância<br />
0,019 0,022<br />
0,027<br />
0,00<br />
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90<br />
Ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água<br />
Figura 1. Isoterma <strong>de</strong> sorção macadâmia salgada (25°C) (♦<br />
dados experimentais; o ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água inicial).<br />
As alterações observadas para o produto salgado foram:<br />
ganho <strong>de</strong> crocância para ativida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> água abaixo <strong>de</strong> 0,3278;<br />
mela e perda parcial <strong>de</strong> crocância para ativida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> água<br />
entre 0,4316 – 0,5289 e mela intensa, perda <strong>de</strong> crocância e<br />
aglomeração para ativida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> água acima <strong>de</strong> 0,5757.<br />
3.2.2 Isoterma <strong>de</strong> sorção da macadâmia doce<br />
O tempo para a macadâmia com cobertura doce entrar<br />
em equilíbrio foi <strong>de</strong> 101 dias, sendo que as amostras dos<br />
ambientes <strong>de</strong> 16,24 e 32,78% <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> foram as últimas<br />
a entrar em equilíbrio. As amostras foram pesadas a cada 7<br />
dias, até peso constante. Os teores <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio<br />
encontrados para cada amostra dos diferentes ambientes <strong>de</strong><br />
umida<strong>de</strong> relativa, encontram-se na Figura 2.<br />
Umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio<br />
(g água / g matéria seca)<br />
0,14<br />
Crescimento 0,136<br />
0,12<br />
microbiano<br />
0,10<br />
Produto seco /<br />
0,08<br />
ganho <strong>de</strong> crocância<br />
0,072<br />
0,06<br />
Levemente melado /<br />
perda <strong>de</strong> crocância<br />
Crescimento<br />
0,04<br />
microbiano<br />
Produto bem seco /<br />
Produto bem seco /<br />
0,029<br />
ganho <strong>de</strong> crocância<br />
ganho <strong>de</strong> crocância<br />
0,035 Parcialmente melado /<br />
0,02<br />
0,028<br />
0,016 0,018 0,023<br />
perda <strong>de</strong> crocância<br />
0,00<br />
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90<br />
Ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água<br />
Figura 2. Isoterma <strong>de</strong> sorção da macadâmia doce (25°C)<br />
(♦ dados experimentais; o ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água inicial).<br />
As alterações observadas para o produto doce foram:<br />
ganho <strong>de</strong> crocância para ativida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> água abaixo <strong>de</strong> 0,4316;<br />
início <strong>de</strong> mela na ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água 0,5289 e perda <strong>de</strong> crocância<br />
na ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água 0,5757.<br />
As umida<strong>de</strong>s relativas acima <strong>de</strong> 75,10% levaram à<br />
<strong>de</strong>gradação microbiológica visual <strong>de</strong> ambos os produtos<br />
estudados.<br />
TEIXEIRA NETO (1997b) <strong>de</strong>staca que substâncias mais<br />
puras como os açúcares e sais po<strong>de</strong>m, ao longo do estudo da<br />
isoterma, sofrer mudanças <strong>de</strong> fases, as quais <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da<br />
presença <strong>de</strong> água. Nos estudos realizados nota-se que na fase<br />
<strong>de</strong> adsorção o produto salgado apresentou uma maior facilida<strong>de</strong><br />
para adsorver umida<strong>de</strong>, o que talvez possa ser atribuído à<br />
higrosensibilida<strong>de</strong> do sal presente em sua capa <strong>de</strong> cobertura.<br />
Tanto o sal comercial como o açúcar utilizados na composição<br />
das capas <strong>de</strong> cobertura dos produtos são ingredientes<br />
consi<strong>de</strong>rados higrosensíveis, sendo que pequenas mudanças<br />
na umida<strong>de</strong> relativa acarretaram em alterações, principalmente<br />
para o produto salgado, sendo este o que apresentou umida<strong>de</strong><br />
relativa crítica mais baixa. O produto salgado apresentava Aa<br />
inicial menor que a do produto doce. O uso <strong>de</strong> embalagens<br />
a<strong>de</strong>quadas é fundamental para a manutenção da qualida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> ambos produtos durante sua vida-<strong>de</strong>-prateleira, assim<br />
como o acondicionamento <strong>de</strong>ve ser o mais rápido possível<br />
pois pequenos ganhos <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> já po<strong>de</strong>rão <strong>de</strong>senca<strong>de</strong>ar as<br />
reações <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradação.<br />
3.3 Análise estatística<br />
Para a análise estatística dos ajustes das isotermas não<br />
foram utilizados os resultados das amostras acondicionadas<br />
nos ambientes com 16,24% e 84,20%, pois seus <strong>de</strong>svios<br />
médios relativos (P) estavam acima <strong>de</strong> 10%. Para as amostras<br />
do ambiente <strong>de</strong> 16,24% tal fato po<strong>de</strong> ter ocorrido porque<br />
os resultados obtidos po<strong>de</strong>m correspon<strong>de</strong>r a um dos valores<br />
utilizados para a <strong>de</strong>terminação do valor da monocamada <strong>de</strong><br />
Braz. J. Food Technol., v.9, n.2, p. 83-88, abr./jun. 2006 86
FADINI, A. et al.<br />
<strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> Sorção <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> e<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>de</strong> Estabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Macadâmias<br />
Drageadas<br />
água ligada ao alimento, o que implica em um maior dispêndio<br />
<strong>de</strong> energia para eliminação da água e um maior tempo <strong>de</strong><br />
estudo. Baseando-se nesta teoria supõe-se que as amostras<br />
acondicionadas em ambiente com 16,24% <strong>de</strong> UR, as quais<br />
aparentemente pareciam ter entrado em equilíbrio ao término<br />
dos estudos, possivelmente ainda não estavam em equilíbrio, o<br />
que justificaria o alto valor do P calculado. E, para as amostras<br />
do ambiente com 84,20%, o valor alto <strong>de</strong> P ocorreu <strong>de</strong>vido ao<br />
crescimento microbiano ter impedido o cálculo da verda<strong>de</strong>ira<br />
umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio dos produtos. Destaca-se que, como<br />
nas amostras do ambiente <strong>de</strong> 75,10% também ocorreu o<br />
crescimento microbiano, o valor utilizado para o cálculo da<br />
umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio das amostras foi o da pesagem anterior<br />
ao aparecimento dos microrganismos.<br />
Na Tabela 2 estão apresentados os valores dos<br />
parâmetros estimados para o ajuste das isotermas segundo os<br />
mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> GAB, BET e Oswin, bem como seus coeficientes <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>terminação (R 2 ) e <strong>de</strong>svios médios relativos (P).<br />
O baixo valor <strong>de</strong> Xm obtido <strong>de</strong>ve-se possivelmente<br />
ao elevado teor <strong>de</strong> lipí<strong>de</strong>os dos produtos estudados. A noz<br />
macadâmia se <strong>de</strong>staca entre as nuts com relação ao teor <strong>de</strong><br />
lipí<strong>de</strong>os. De acordo com Silva (2003), a noz macadâmia chega a<br />
atingir até 78% <strong>de</strong> lipí<strong>de</strong>os (3,5% umida<strong>de</strong>), a noz pecã 70,95%<br />
(4,07% umida<strong>de</strong>), o pistache 56,6% (2,6% umida<strong>de</strong>) e a avelã<br />
65,8% (2,7% umida<strong>de</strong>).<br />
De acordo com os valores <strong>de</strong> R 2 observa-se que todas<br />
as equações se ajustaram bem às duas isotermas, porém para<br />
a avaliação do melhor ajuste, levou-se em consi<strong>de</strong>ração o<br />
menor valor do <strong>de</strong>svio médio relativo (P). Portanto, a equação<br />
<strong>de</strong> GAB foi a que melhor se ajustou às duas isotermas, seguida<br />
das equações <strong>de</strong> BET e Oswin, respectivamente. As Figuras 3 e<br />
4 mostram os dados experimentais ajustados aos mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong><br />
GAB, BET e Oswin.<br />
O mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> BET é mais empregado para caracterizar<br />
a camada monomolecular (ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água até 0,3-0,4).<br />
LABUZA (1984), <strong>de</strong>staca que quando utiliza-se a equação <strong>de</strong><br />
BET para faixas mais amplas <strong>de</strong> Aa, o R 2 aumenta e o valor da<br />
monocamada mostra-se ser maior, gerando um <strong>de</strong>svio do valor<br />
real. No caso <strong>de</strong>ste estudo, como o objetivo não era o cálculo da<br />
monocamada, a equação <strong>de</strong> BET foi utilizada para comparação<br />
com os outros mo<strong>de</strong>los.<br />
Umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio b.s.<br />
Experimental GAB BET Oswin<br />
0,12<br />
0,10<br />
0,08<br />
0,06<br />
0,04<br />
0,02<br />
0,00<br />
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8<br />
Ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água<br />
Figura 3. <strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> sorção da macadâmia salgada ajustada<br />
pelos mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> GAB, BET e Oswin.<br />
Umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equilíbrio b.s.<br />
0,12<br />
0,10<br />
0,08<br />
0,06<br />
0,04<br />
0,02<br />
Experimental GAB BET Oswin<br />
0,00<br />
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8<br />
Ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água<br />
Figura 4. <strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> sorção da macadâmia doce ajustada<br />
pelos mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> GAB, BET e Oswin.<br />
4. CONCLUSÕES<br />
• Observou-se que o tempo para o equilíbrio ser<br />
atingido variou entre os produtos estudados <strong>de</strong>vido às diferentes<br />
composições da capa <strong>de</strong> cobertura das macadâmias drageadas,<br />
sendo que para a macadâmia com cobertura salgada foi <strong>de</strong> 50<br />
dias enquanto para o produto com cobertura doce 101 dias;<br />
• O tempo necessário para as amostras entrarem em<br />
equilíbrio com o ambiente circundante aumentou conforme<br />
diminuiu a umida<strong>de</strong> relativa (UR) do ambiente;<br />
Tabela 2. Parâmetros da isoterma <strong>de</strong> sorção da macadâmia com cobertura salgada (MS) e macadâmia com cobertura doce (MD), aos<br />
mo<strong>de</strong>los testados, o coeficiente <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminação (R 2 ) e o <strong>de</strong>svio médio relativo (P), para a temperatura <strong>de</strong> 25°C.<br />
Mo<strong>de</strong>los<br />
Parâmetros R 2 P (%)<br />
MS MD MS MD MS MD<br />
BET<br />
Xm<br />
0,026<br />
C<br />
1,719<br />
Xm<br />
0,020<br />
C<br />
2,348<br />
0,996 0,997 6,000 5,150<br />
GAB<br />
Xm<br />
0,016<br />
C<br />
9,065<br />
k<br />
1,094<br />
Xm<br />
0,013<br />
C<br />
12,006<br />
k<br />
1,090<br />
0,998 0,999 3,650 1,590<br />
Oswin<br />
Xm<br />
0,032<br />
b<br />
0,894<br />
a<br />
0,028<br />
b<br />
0,838<br />
0,995 0,996 6,330 6,200<br />
Braz. J. Food Technol., v.9, n.2, p. 83-88, abr./jun. 2006 87
FADINI, A. et al.<br />
<strong>Isotermas</strong> <strong>de</strong> Sorção <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> e<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>de</strong> Estabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Macadâmias<br />
Drageadas<br />
• As umida<strong>de</strong>s relativas <strong>de</strong> 43,16 e 57,57% foram<br />
<strong>de</strong>terminadas como os valores limitantes para a manutenção<br />
da qualida<strong>de</strong> dos produtos salgado e doce, respectivamente;<br />
• A equação <strong>de</strong> GAB foi a que melhor se ajustou para<br />
as duas isotermas, seguida das equações <strong>de</strong> BET e Oswin.<br />
AGRADECIMENTOS<br />
Os autores agra<strong>de</strong>cem ao CNPq (Conselho Nacional<br />
<strong>de</strong> Desenvolvimento Científico e Tecnológico) pelo suporte<br />
financeiro ao projeto.<br />
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