Desidratação osmótica e secagem de maçãs: I. Comportamento do tecido em soluções osmóticas. II. Modelagem matemática de difusão
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Data
2003-09-30
Autores
Rodrigues, Alan Eduardo [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Neste trabalho estudou-se a influência da aplicação de tratamentos osmóticos em maçã, cultivar Fuji, sobre a subseqüente secagem deste produto. Analisou-se qualitativamente a integridade das células em soluções aquosas com diferentes concentrações de sacarose e para diferentes tempos de exposição, utilizando-se técnicas de microscopia ótica, o que possibilitou constatar que, mesmo para altas concentrações de solução osmótica (até 50%, p/p) o tecido manteve boa parte de sua estrutura intacta. A cinética da desidratação osmótica de fatias de maçãs (4 mm) em soluções de 40, 50 e 60% de sacarose (p/p), a 27 °C, foi modelada. Posteriormente, fatias desidratadas nas mesmas soluções de sacarose, por um período de 2 horas, foram secadas com ar aquecido (50, 60, 70 e 80°C) até atingirem umidades próximas do equilíbrio. Na Desidratação Osmótica (DO), valores experimentais de concentração média de água e de sacarose foram ajustados a um modelo matemático que considera o fluxo global em um tecido que sofre encolhimento e coeficientes de difusão dependentes da concentração. O modelo integra simultaneamente duas equações diferenciais, para água e sacarose. Os coeficientes efetivos binários determinados para as duas espécies são muito inferiores a coeficientes para soluções puras, sendo que os coeficientes são maiores para a solução osmótica menos concentrada (40%). Os coeficientes de água mostram dependência não usual com a concentração. Perfis de concentração simulados indicam que a sacarose difunde profundamente no tecido quando a solução osmótica é mais diluída. Na secagem, os valores experimentais de concentração média de água foram ajustados a um modelo matemático, que considera o encolhimento e o perfil de umidade inicial desenvolvido na DO, além do coeficiente de difusão dependente da concentração...
In this work the effect of the osmotic treatments on the subsequent drying of apple Fuji was studied. The integrity of the cells after different times of exposition in various sucrose solution concentrations was analyzed qualitatively, using light microscopy. Even for high concentrations (up to 50%, w/w), part of the cell structure remained intact. The kinetic of the osmotic dehydration of apple slices (4mm) in solutions of 40, 50 and 60% of sucrose, 27°C, was determined. Slices dehydrated for 2 hours were air-dried (50, 60, 70 and 80°C) until moisture content equilibrium. In the Osmotic Dehydration (OD), experimental data of water and sucrose average concentration were adjusted to a mathematical model that take into account the bulk flow in a shrinking tissue and diffusion coefficients with concentration dependence. The model integrates two differentials equations simultaneously, for water and sucrose. Binary effective coefficient for the water and sucrose are lower than the coefficients for pure solutions. The highest values were the ones determined for the 40% osmotic solution. The water coefficients show unusual dependence with the solution concentration. Concentration profiles indicate that for more diluted osmotic solutions, the sucrose reaches deeper layers of the tissue. In the drying, the experimental values of average water concentration were adjusted to a mathematical model, that considers shrinking, initial moisture content profile from OD and diffusion coefficients with dependence concentration. Treated tissues presented lower diffusion effective coefficients when compared to fresh tissue. In addition, the concentration dependence of the coefficients was inverse to fresh sample. A final analyses of the effect of the osmotic pre-treatment on the drying kinetics and on the quality of final products leads to the following conclusion: the greater the sucrose intake, the lower the drying efficiency and the higher the product porosity.
In this work the effect of the osmotic treatments on the subsequent drying of apple Fuji was studied. The integrity of the cells after different times of exposition in various sucrose solution concentrations was analyzed qualitatively, using light microscopy. Even for high concentrations (up to 50%, w/w), part of the cell structure remained intact. The kinetic of the osmotic dehydration of apple slices (4mm) in solutions of 40, 50 and 60% of sucrose, 27°C, was determined. Slices dehydrated for 2 hours were air-dried (50, 60, 70 and 80°C) until moisture content equilibrium. In the Osmotic Dehydration (OD), experimental data of water and sucrose average concentration were adjusted to a mathematical model that take into account the bulk flow in a shrinking tissue and diffusion coefficients with concentration dependence. The model integrates two differentials equations simultaneously, for water and sucrose. Binary effective coefficient for the water and sucrose are lower than the coefficients for pure solutions. The highest values were the ones determined for the 40% osmotic solution. The water coefficients show unusual dependence with the solution concentration. Concentration profiles indicate that for more diluted osmotic solutions, the sucrose reaches deeper layers of the tissue. In the drying, the experimental values of average water concentration were adjusted to a mathematical model, that considers shrinking, initial moisture content profile from OD and diffusion coefficients with dependence concentration. Treated tissues presented lower diffusion effective coefficients when compared to fresh tissue. In addition, the concentration dependence of the coefficients was inverse to fresh sample. A final analyses of the effect of the osmotic pre-treatment on the drying kinetics and on the quality of final products leads to the following conclusion: the greater the sucrose intake, the lower the drying efficiency and the higher the product porosity.
Descrição
Palavras-chave
Maçã - Indústria, Maçã - Secagem, Sacarose, Tecnologia de alimentos, Desidratação de alimentos, Maçã - Desidratação osmótica, Coeficiente de difusão de água, Sacarose - Lei de Fick, Osmotic dehydration - Apple
Como citar
RODRIGUES, Alan Eduardo. Desidratação osmótica e secagem de maçãs: I. Comportamento do tecido em soluções osmóticas. II. Modelagem matemática de difusão. 2003. 122 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas, 2003.