Isotermas de sorção, cinética de secagem e propriedades termodinâmicas de plantas alimentícias não convencionais - Borges-Machado, André Luiz [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
O problema da insegurança alimentar mundial já não estava indo ao encontro de uma solução até 2030 conforme prevê o programa da FAO para zerar a fome até o citado ano. A pandemia de COVID-19 agravou ainda mais o problema. No Brasil, a insegurança alimentar é realidade para aproximadamente 9 milhões de brasileiros. Neste contexto, muitas plantas consideradas invasoras, pragas ou inços, na verdade, possuem grande potencial alimentício e podem contribuir para a redução da insegurança. A fim de se fornecer informações sobre o comportamento higroscópico em temperaturas de armazenamento (5-40 ºC) e de secagem (40-80 ºC), foram determinadas as isotermas de sorção das folhas de ora-pro-nóbis (Pereskia aculeata Miller), folhas, pecíolo e rizoma de taioba (Xanthosoma taioba E.C.Gonç.) e de sementes de pimenta Jalapeño (Capsicum annuum) via método gravimétrico utilizando soluções saturadas de diferentes sais. Dentre os cincos modelos ajustados aos dados experimentais via regressão não linear, o modelo de GAB foi escolhido para descrever as isotermas das plantas estudadas, bem como apresentaram formato sigmoide sendo classificadas como BET Tipo II. O teor de água de equilíbrio aumentou com o incremento da umidade relativa e redução da temperatura para as plantas analisadas. O calor isostérico líquido de sorção das folhas de ora-pro-nóbis, folhas, pecíolo e rizoma de taioba e das sementes de pimenta Jalapeño diminuiu com o aumento do teor de água de equilíbrio. A teoria da compensação entalpia-entropia foi comprovada nas condições de armazenamento e secagem. Os mecanismos de dessorção de todas as plantas estudadas não são espontâneos. Com relação à cinética de secagem, o modelo de Weibull foi o que melhor descreveu a razão de teor de água em função do tempo para as folhas de ora-pro-nóbis, rizoma de taioba e sementes de pimenta Jalapeño. Já o modelo Logarítmico melhor se ajustou aos dados de folhas e pecíolos de taioba. O coeficiente de difusão aumentou com o incremento da temperatura de secagem para as diferentes partes de planta. A energia de ativação das folhas de ora-pro-nóbis, folhas, pecíolo e rizoma de taioba e das sementes de pimenta Jalapeño foi estimada, em kJ∙mol-1, em 65,81; 68,47; 34,80; 29,68 e 30,30; respectivamente.

The problem of global food insecurity was not on track to be solved by 2030 as envisioned by the FAO program to eradicate hunger by that year. The COVID-19 pandemic further exacerbated the issue. In Brazil, food insecurity is a reality for approximately 9 million Brazilians. In this context, many plants considered invasive, pests, or weeds have great food potential and can contribute to reducing insecurity. To provide information on the hygroscopic behavior at storage temperatures (5-40 ºC) and drying temperatures (40-80 ºC), the sorption isotherms of ora-pro-nóbis leaves (Pereskia aculeata Miller), leaves, stems, and tubers of taioba (Xanthosoma taioba E.C.Gonç.), and Jalapeño pepper seeds (Capsicum annuum) were determined using the gravimetric method with saturated solutions of different salts. Among the five models fitted to the experimental data via nonlinear regression, the GAB model was chosen to describe the isotherms of all the plants studied, which exhibited a sigmoidal shape and were classified as BET Type II. The equilibrium moisture content increased with increasing relative humidity and decreasing temperature for all plants. The net isosteric heat of sorption of ora-pro-nóbis leaves, leaves, stems, and tubers of taioba, and Jalapeño pepper seeds decreased with increasing equilibrium moisture content. The enthalpy-entropy compensation theory was confirmed under storage and drying conditions. The desorption mechanisms of all studied plants are non-spontaneous. Regarding drying kinetics, the Weibull model was the best fit to describe the moisture ratio as a function of time for ora-pro-nóbis leaves, taioba tubers, and Jalapeño pepper seeds. Meanwhile, the Logarithmic model better fit the data for taioba leaves and stems. The diffusion coefficient increased with increasing drying temperature for the different plant parts. The activation energy of ora-pro-nóbis leaves, leaves, stems, and tubers of taioba, and Jalapeño pepper seeds was estimated, in kJ∙mol-1, at 65.81, 68.47, 34.80, 29.68, and 30.30, respectively.
Sorption isotherms, drying kinetics and thermodynamic properties of non conventional edible plants
Keywords: Modelo de GAB; Taioba; Pimenta Jalapeño; Ora-pro-nóbis; Modelo de Weibull.; GAB model; Cocoyam; Jalapeño pepper; Weibull model