Desenvolvimento de processo combinado de desidratação e modificação da textura de manga por secagem convectiva e pulsos de vácuo

Abstract

Realizou-se um estudo de diferentes tecnologias de desidratação e o desenvolvimento de um método alternativo de secagem por ciclos de aquecimento-pulso de vácuo (CAPV) para a obtenção de manga desidratada com qualidade superior. Para isso, investigou-se a desidratação osmótica (DO) como pré-tratamento à secagem. As condições de processo usadas durante a DO foram solução osmótica a 65oBrix, a 30oC, e razão mássica de fruta:solução de 1:30. A transferência de massa durante a DO foi caracterizada pela determinação dos parâmetros relativos à perda de massa (PM), perda de água (PA) e ganho de sólidos (GS). A partir dos resultados obtidos, o tempo de processo selecionado foi de 5 horas, onde o valor de PA foi de 58%, o GS foi de 10,16% e a PM foi de 45%. Para o mesmo tempo, o valores da atividade de água (aw) e da umidade (Ubs) foram, respectivamente, de 0,916 e 1,27g de água/g de sólidos secos. A partir disto, confirmou-se a necessidade de um processo de secagem complementar para a preservação do produto final. Assim, estudou-se a secagem convectiva (SC) e a secagem por CAPV das amostras pré-tratadas por DO e das amostras sem pré-tratamento. Durante a SC, em estufa com circulação forçada de ar a 60oC, observou-se que em 16 horas de processo a Ubs das amostras pré-tratadas foi de 0,22g de água/g de sólidos secos e a aw foi de 0,462, enquanto que as amostras sem pré-tratamento apresentaram valores de Ubs 0,02 g de água/g de sólidos secos e de aw de 0,358. Além disso, as amostras ao final da SC apresentaram estrutura colapsada, verificada tanto na microscopia eletrônica de varredura (MEV), quanto pelo comportamento da curva de força-deformação nos ensaios mecânicos de perfuração. A secagem por CAPV consistiu no acondicionamento das amostras em uma grade e na alocação desta dentro de uma câmara encamisada. As amostras foram aquecidas até 60oC e a câmara foi fechada e pressurizada. Após 5 minutos de vácuo, a pressão do sistema foi restabelecida e as amostras foram aquecidas novamente, para aplicação de um novo ciclo de secagem. O cálculo do número de pulsos de vácuo aplicados na fruta foi determinado através da massa de água evaporada em cada ciclo, conforme a equação: mevap=(mamostraCp×T)/Hvaporização. Amostras secas a partir de frutas in natura apresentaram, após 12 ciclos, Ubs =0,09 g de água/g sólidos secos, e aw = 0,359, enquanto para as amostras pré-tratadas que sofreram 10 ciclos, estes valores foram: Ubs =0,14g de água/g de sólidos secos e aw=0,375. Amostras de manga comerciais liofilizadas foram também avaliadas e apresentaram valores de Ubs =0,08g de água/g de sólidos secos e aw =0,325, valores próximos dos valores observados para amostras secas por CAPV. Além de possibilitar a obtenção de produtos com baixos teores de umidade e atividade de água ao final da secagem, as frutas secas por CAPV apresentaram textura crocante, evidenciada pelas curvas irregulares obtidas nos ensaios mecânicos. Através das análises de MEVs foram verificadas a formação da matriz porosa e a semelhança da estrutura das amostras secas por CAPV com as amostras comerciais liofilizadas. Deste modo, este trabalho apresenta resultados que podem ser de grande utilidade para o aproveitamento industrial e agregação de valor às mangas.

Different technologies of dehydration were compared to an alternative dry method, which consisted in the application of successive cycles of heating-and-puffing (multi-puff-drying, MPD) to obtain high quality dried mangoes. Osmotic dehydration (OD) was investigated as a pre-treatment to drying. The OD process conditions used were sucrose at a concentration of 65oBrix under 30oC with a solution:sample mass relation of 30:1. The mass transport was characterized by the determination of sample mass loss (ML) water loss (WL) and sugar gain (SG). At 5 h after the beginning of the processing, it was observed 58% of WL, 45% of ML and 10% of SG of the sample. At same evaluation time, the values of water activity (aw) and moisture content (Wdb) was 0.916 and 1.27 g water/g dry solids, respectively. The results from the OD pre-treaments confirmed the need of a complementary drying process to preserve mangoes. Therefore, it was carried out a study comparing convective drying (CD) and MPD processes of pretreated and non-pretreated mango samples. The CD treatment consisted in to dry the sample at 60oC in a forced air drier for 16 h. The Wdb of mango sample was 0.22 g water/g dry solids for pretreated and 0.02 g water/g dry solids non-pretreated, respectively. The aw were 0.462 and 0.358 for pretreatment and non-treatment samples, respectively. Moreover, samples at the end of CD have showed a compact structure, which was verified by the analysis of sample images with scanning electron microscopy (SEM) and by the behavior of Strain-force curves from mechanical measurements of puncturing tests. The MPD drying consisted of storing the samples in a grid and then allocated it inside a jacketed container. The samples were heated up to 60oC, then samples were maintained under vacuum during 5 min, which consisted in a cycle. The number of cycles were estimated by considering that the flash evaporation was a isenthalpic process, i.e., mevap= (msampleCp×T)/Hvaporization. Dried samples from fresh mango showed, after 12 cycles Wdb = 0.09 g water/g dry solids, and aw = 0.359, while pre-treated samples after 10 cycles of MPD showed of 0.14 g water/g dry solids and aw of 0.375. Commercial dried mangoes by freeze-drying process Wdb of 0.08g water/g dry solids and aw values of 0.325, which were similar to the observed values of dried samples under MPD. In addition, MPD resulted in a final product with low moisture content and water activity in the end of drying process with crispy texture confirmed by strain-force curves. The analysis of images with SEM, it was verified the similar formation of a porous matrix on the sample surface between MPD samples and commercial freeze-dried samples. Thus, the presented results showed that MPD has potential industrial use and may add value to dry mango products.