OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE...
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Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.15, n.3, p.335-347, 2013 335
ISSN 1517-8595
INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS DE PROCESSO NA DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE
PEIXE PIRAÍBA (Brachyplatystoma filamentosum)
Carmelita de Fátima Amaral Ribeiro1, Kil Jin Park
1, Miriam Dupas Hubinger
2, Suezilde da
Conceição Amaral Ribeiro3,4
, Camilla Gonçalves da Costa Bucci2
RESUMO
O objetivo do trabalho foi estudar as variáveis de processo (temperatura, concentração da
solução e tempo de processo) utilizando-se dois tratamentos de desidratação osmótica no
processamento de piraíba. O processo de desidratação osmótica foi realizado utilizando-se
diferentes concentrações de soluções de NaCl, temperaturas e tempos de processo. Foram
utilizados dois tratamentos de desidratação osmótica mediante planejamento experimental de 23.
No primeiro tratamento, o modelo linear mostrou-se insatisfatório e foi necessário ampliar a
faixa de temperatura (22-38°C), concentração molar (0,03-0,37 mol/L) e tempo de processo
(199-401 min) para um modelo quadrático. No segundo tratamento, o modelo linear mostrou-se
satisfatório, e as faixas estudadas foram: temperatura (35-45°C), concentração molar (0,7-0,9
mol/L) e tempo de processo (90-150 min). As respostas de perda de peso (PP), perda de água
(PA) e ganho de sal (Gsal) foram determinadas através da metodologia de superfície de resposta.
O estudo mostrou que a maior perda de água e o maior ganho de sal ocorreram quando as
amostras foram imersas em solução com alta concentração, isto é, na faixa de concentração
utilizada no segundo tratamento. Soluções osmóticas menos concentradas (primeiro tratamento)
favoreceram menor perda de peso e menor perda de água, assim como menor ganho de sal nas
amostras. O teor de umidade e atividade de água foram principalmente reduzidos com uso de
altas concentrações de NaCl, enquanto que o menor teor de cloretos foram encontrados com o
uso de baixas concentrações. Os modelos obtidos para as respostas foram significativos e
preditivos para o parâmetro Gsal no primeiro tratamento e PP, PA e Gsal no segundo tratamento
de desidratação osmótica.
Palavras-chave: planejamento experimental, pimelodidae, cloreto de sódio, perda de água,
ganho de sal.
INFLUENCE OF PROCESS VARIABLES THE OSMOTIC DEHYDRATION OF FISH
PIRAÍBA (Brachyplatystoma filamentosum)
ABSTRACT
The objective of this work was to study process variables (temperature, solution concentration
and process time) using two treatments of osmotic dehydration processing piraíba. The process
of osmotic dehydration was carried out using NaCl solutions, in different concentrations and
temperatures. Two treatments of osmotic dehydration by means of experimental design of 23
had been carried through. In the first treatment, the linear model revealed unsatisfactory and
was necessary to extend the band of temperature (22-38°C), molar concentration (0,03-0,37
mol/L) andtime of process (199-401 min) for a quadratic model. In the second treatment, the
linear model revealed satisfactory, and the studied bands had been: temperature (35-45°C),
molar concentration (0,7-0,9 mol/L) and time of process (90-150 min). The response of loss
Protocolo 14-2012-54 de 10/02/2012 1 Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola-Unicamp: Cidade U. Zeferino Vaz. 501 C. Postal
6011. CEP: 13083-875. Campinas, SP, Brasil. [email protected], [email protected] 2 Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos: R. Monteiro Lobato, 80 - Cid. Univ. Zeferino
Vaz. CEP: 13083-970. Campinas, SP, Brasil. [email protected], [email protected] 3 Instituto Federal do Pará, Departamento de Agroindústria: Br. 316, KM 62 CEP: 687409-70. Castanhal, PA, Brasil.
[email protected]. 4 Universidade do Estado do Pará, Centro de Ciências Naturais e Tecnologia, Trav. Enéas Pinheiro, nº 2626. CEP: 66095-
100. Bairro: Marco. Belém, PA, Brasil. [email protected]
336 Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al.
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weight (PP), loss water (PA) and salt gain (Gsal) were defined by response surface methodology.
The study it showed that the increase PA and the Gsal greater had occurred when the samples had
been immersed in solution with high concentration, that is, in the band of concentration used
according to treatment. Concentrated osmotic solutions less (first treatment) had favored minor
loss of weight and minor loss of water, as well as lesser profit of salt in the samples. The
moisture balance and activity of water mainly had been reduced with use of high concentrations
of NaCl, whereas the lesser chloride balance had been found with the use of low concentrations.
The models gotten through response for parameters PP, PA and Gsal had been significant and
prediction in the treatment and Gsal parameter in first treatment.
Keywords: experimental design, pimelodidae, sodium chloride, water loss, salt gain.
INTRODUÇÃO
O peixe é uma rica fonte de alimentação
e de geração de renda para as famílias que
vivem na beira dos rios Solimões e Amazonas.
São quase 300.000 pessoas, envolvida na
atividade da pesca, seja no comércio de peixes
ou no sustento da família. A pesca é uma das
únicas atividades produtivas que geram renda
para as comunidades que vivem na beira dos
rios, pelo menos durante a safra, na época da
vazante (Provarzea, 2005).
Um dos grupos mais significativos da
biodiversidade ictiofaunística na região
amazônica é os grandes bagres migradores que
pertencem à ordem dos Siluriformes da família
Pimelodidae. Alguns dos pimelodídeos de
maior valor comercial são: Dourada, Piraíba,
Piramutaba, Jaú, Surubim e o Caparari.
A piraíba (Brachyplatystoma
filamentosum) é uma das espécies mais
consumidas na região amazônica
principalmente pelo seu sabor agradável e
rendimento em filé. Considerada como a maior
espécie de peixe de couro da América do Sul e
uma das maiores do mundo (Santos et al., 2006)
pode ser capturada em quase toda a bacia
amazônica.
Segundo Ferreira et al., (2002), uma das
alternativas de conservação do pescado seria
aplicação de métodos eficientes que retardam a
decomposição, tais como: evisceração, seguido
de filetagem, resfriamento, congelamento,
salga, defumação e secagem.
Os métodos de conservação de peixes
mais utilizados nesta região é o congelamento e
a salga. Segundo Ooizumi et al., (2003), o
cloreto de sódio é extensamente usado como
aditivo no processamento de pescado, e não
apenas para conferir um gosto salgado, mas
também por proteger a carne da ação
microbiológica através do controle da atividade
de água da carne. Segundo Ribeiro (2005), os
alimentos de origem animal como peixes,
frequentemente são processados em soluções
aquosas, tendo o sal como o principal agente
desidratante.
Com base no princípio da salga, a técnica
de desidratação osmótica, tem sido muito
utilizada como pré-tratamento antes da secagem
e refrigeração de pescados, como um meio de
reduzir a umidade do produto (Reyes et al.,
2005). Segundo Gomes et al., (2007), este
método origina produtos com boas condições
de armazenamento, qualidade semelhante à
matéria-prima e muitas vezes melhor em cor,
sabor e aroma que produtos de tecnologias mais
caras e sofisticadas.
O processo osmótico consiste
basicamente na remoção do conteúdo de água
do produto com um aumento simultâneo de
sólidos por efeito da pressão osmótica, o que
ocorre por imersão do alimento sólido em uma
solução hipertônica de um ou mais solutos por
um tempo e temperatura específicos. Por outro
lado, observa-se também a remoção de alguns
solutos de baixo peso molecular do próprio
produto (açúcares, ácidos orgânicos, sais
minerais e vitaminas), que ocorre em
quantidades desprezíveis, mas exerce uma
importante influência com relação à
composição e qualidade do produto final
(Chiralt & Fito, 2003; Ferrari, 2009).
Para sucesso do processo osmótico, a
solução osmótica deve ter uma baixa atividade
de água, e, além disso, o soluto deve apresentar
um sabor agradável e não ser tóxico. Segundo
autores Ertekin & Cakaloz (1996); Borin et al.,
(2008), as características do agente osmótico
usado, como peso molecular e comportamento
iônico, afetam significativamente a
desidratação, tanto na quantidade de água
removida quanto no ganho de sólidos.
O efeito da concentração de cloreto de
sódio na desidratação osmótica foi estudado em
várias espécies de peixes, como por exemplo:
dourada (Tsironi et al., 2009), mapará (Ribeiro,
2005), tilapia (Simões, 2007), bonito (Pezantes
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et al., 2006), Sardinha (Reyes et al., 2005) e
tilápia (Medina Vivanco, 2003).
Segundo Aouada et al., (2009), o
planejamento fatorial tem sido muito aplicado
em pesquisas básicas e tecnológicas e é
classificado como um método multivariado,
onde pode ser analisado o efeito da variação
simultânea de muitas variáveis sobre diferentes
propriedades de interesse (respostas).
O objetivo do trabalho foi estudar as
variáveis de processo (temperatura,
concentração da solução e tempo de processo)
utilizando-se dois planejamentos experimentais
na desidratação osmótica de peixe piraíba.
MATERIAL E MÉTODOS
Matéria prima
A matéria prima utilizada foi a piraíba
adquirida no mercado do Ver-o-peso em Belém,
Pará. Os peixes foram pesados, eviscerados,
lavados com água clorada a 5ppm e embalados
em sacos plásticos e posteriormente congelados
(-18°C). O peixe congelado foi colocado dentro
de caixa térmica, cobertos com gelo picado, e
transportados até Campinas (SP) no laboratório
de Engenharia de Alimentos da Faculdade de
Engenharia de Alimentos onde foram realizadas
as análises.
Preparo da solução osmótica
A solução osmótica foi preparada
empregando-se o cálculo da molaridade para o
cloreto de sódio (NaCl) da Marca Nuclear de
qualidade PA como o agente osmótico. A
massa molar usada no cálculo foi 58,5 g/mol de
cloreto de sódio. As soluções foram agitadas
em agitador magnético (marca Zurich modelo
8045) até sua estabilização.
Planejamento experimental
Os tratamentos foram estudados e
avaliados utilizando-se dois planejamentos
experimentais, isto é, cada um correspondendo
a um tratamento de desidratação osmótica. As
variáveis de processo estudadas foram:
temperatura (T), concentração da solução(C) e
tempo de processo (t). Os resultados obtidos
nos ensaios experimentais foram utilizados nas
determinações de perda de peso (PP), perda de
água (PA) e ganho de sal (Gsal).
No primeiro tratamento, o modelo linear
mostrou-se insatisfatório e foi necessário
ampliar a faixa de temperatura, concentração e
tempo de processo para o emprego de um
modelo quadrático. Os ensaios foram
realizados de acordo com o planejamento
fatorial completo de 23 com oito pontos
fatoriais (+1, -1), seis pontos axiais (+α, -α) e
três repetições no ponto central (0).
No segundo tratamento, foi observada
uma boa correlação linear dos dados através do
planejamento fatorial de 23 com oito pontos
fatoriais (+1, -1) e três repetições no ponto
central (0).
A Tabela 1 apresenta os níveis das
variáveis de processo utilizados no primeiro e
segundo tratamento de desidratação osmótica.
Tabela 1-Variáveis de processo e níveis utilizados no planejamento fatorial, em cada tratamento de
desidratação osmótica.
Variáveis de processo -α -1 0 +1 +α
Primeiro tratamento
Temperatura (°C) 22 25 30 35 38
Concentração (mol/L) 0,03 0,1 0,2 0,3 0,37
Tempo (min) 199 240 300 360 401
Segundo tratamento
Temperatura (°C) - 35 40 45 -
Concentração (mol/L) - 0,7 0,8 0,9 -
Tempo (min) - 90 120 150 -
A metodologia de superfície de resposta
(RSM) foi utilizada para calcular os efeitos das
variáveis independentes (T, C e t) sobre as
variáveis dependentes: perda de peso (PP),
perda de água (PA) e ganho de sal (Gsal). Os
dados obtidos foram ajustados ao modelo
codificado:
Y= β0 + β1T+ β2C + β3t + β11T2 + β22C
2 + β33t
2 +
β12TC + β13Tt + β23Ct
em que:
Y= função resposta;
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T, C, t = Valores das variáveis independentes;
β1, β2, β3 = Coeficientes lineares estimados pelo
método dos quadrados mínimos;
β11, β22, β33= Coeficientes das variáveis
quadráticas;
β12, β13, β23 = coeficientes de interação entre as
variáveis independentes.
Como nem sempre os coeficientes
mostrados na Equação 1 são estatisticamente
significativos, foi necessário realizar uma
análise estatística apropriada para assegurar a
validade destes coeficientes dentro de um nível
de confiança estabelecido.
Após a análise estatística dos
coeficientes, a influência das variáveis de
processo e suas interações sobre as respostas
foram analisadas pelo teste F e coeficiente de
determinação (R²), verificando desta maneira se
o modelo representa um grau de ajuste
adequado aos dados experimentais. As análises
estatísticas foram realizadas com o auxílio do
software Statistica 5.0.
Processo osmótico
Os filés de piraíba foram cortados com
auxílio de uma faca de aço inoxidável e formas
(cubo) para dar origem a cubos de peixe de
aproximadamente 1,4 cm de aresta. Os cubos
foram pesados, identificados e colocados em
recipientes de vidro de 250 mL contendo a
solução osmótica na proporção de 1:20
(amostra:solução) nas concentrações,
temperaturas e tempo estabelecidos pelo
planejamento experimental. Os recipientes
contendo as amostras foram colocados em um
banho-maria Dubnoff, com agitação constante.
Após serem retiradas do banho-maria, as
amostras foram lavadas com água destilada (20
mL) para remover o excesso de solução
desidratante, drenadas, secas e pesadas. Os
ensaios de desidratação osmótica foram
realizados em triplicata.
As amostras obtidas após cada ensaio do
planejamento experimental foram submetidas a
determinações de umidade e cloretos para
encontrar os valores médios de perda de água e
ganho de sal. Foram realizadas também
atividade de água e potencial hidrogeniônico.
Para avaliar a influência das variáveis de
processo em cada tratamento de desidratação
osmótica de piraíba foram determinados os
valores de perda de peso (PP), perda de água
(PA) e ganho de sal (Gsal). Os parâmetros foram
calculados de acordo com as seguintes
Equações, respectivamente:
100(%)0
0
MA
MMAPP t
100(%)0
0
MA
UMUMAPA ttO
100)()(
(%) 0
O
Ottsal
MA
MASalMSalG
em que:
MAo= massa inicial da amostra (g);
Mt = massa da amostra no tempo t (g);
Uo = teor de umidade da amostra inicial, em
base úmida (%);
Ut = teor de umidade da amostra no tempo t, em
base úmida (%);
Sal0 = conteúdo inicial de cloreto de sódio na
amostra(g);
Salt = conteúdo de cloreto de sódio na amostra
no tempo t (g).
Análises físico-químicas
As análises físico-químicas foram
realizadas para matéria-prima e produtos
desidratados. No momento da realização das
análises, as amostras foram trituradas e desse
homogeneizado foi removida três amostras para
a determinação da composição de umidade
(estufa a vácuo 70ºC por 24 h), cinzas (mufla a
500ºC) e lipídios pelo método de Bligh e Dyer
(1959) de acordo com a AOAC (1995). O
conteúdo de cloretos foi realizado pelo Método
de Mohr (Ranganna, 1977). A atividade de água
foi medida com auxílio de um Decagon
(Aqualab Pawkit) modelo WA 99163 e as
medidas de pH foram realizadas com auxilio de
um potenciômetro.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Caracterização físico-química
A Tabela 2 mostra os resultados da
caracterização físico-química da matéria prima
e dos produtos nas condições estabelecidas no
primeiro (1° Trat.) e segundo (2° Trat.)
tratamento de desidratação osmótica. Verifica-
se nos resultados que houve uma enorme
influência das variáveis de processo do primeiro
e segundo tratamento de desidratação osmótica
(temperatura, concentração da solução e tempo
de processo) sobre as características físico-
químicas do pescado.
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Os teores de água, cloretos, cinzas e
lipídios encontram-se entre os teores
apresentados por diversos autores para pescados
de água doce. Os resultados encontrados por
Simões (2007) para a composição centesimal de
tilápia do Nilo foram de 0,44 g/10, 1,09% e
19,36% para teores de cloretos, cinzas e
proteínas, respectivamente. Verde Filho et al.,
(1999) encontraram resultados de umidade
discordantes para a piraíba de 75%, em base
úmida. Bonacina & Queiroz (2007)
encontraram para a corvina, valores médios de
78,5%, 1,20 e 1,10 para umidade, cinzas e
lipídios, respectivamente. Contreras-Guzmán
(1994) relata que a fração de cinzas em peixes
de água doce apresenta variações em
quantidades entre 0,90 a 3,39%.
Tabela 2- Caracterização físico-química da matéria prima (peixe piraíba) e produtos desidratados
Análises Peixe 1° Trat. 2° Trat.
Teor de água b.u (%) 82,4±0,8 84,4±1,6 71,9 ±4,9
Cinzas (%) 1,0±0,1 3,0 ± 0,1 5,5±0,3
Lipídios (%) 14,5±0,3 11,5±1,2 9,7±2,2
Cloretos (g/100g) 0,4±0,1 5,9 ± 2,5 19±2,9
O aumento dos teores médios de cinzas
(3,08±0,99 e 5,55±0,30%) e cloretos (5,93±2,50
e 19±2,94 g/100g) após o processo osmótico
ocorreram, provavelmente, em consequência da
absorção de cloreto de sódio no músculo,
durante a imersão na solução osmótica e, em
maior intensidade nas amostras desidratadas nas
soluções mais concentradas do segundo
tratamento. Ribeiro (2005) encontrou valores
superiores de cloretos (20,4, 24,23 e 30,84
g/100g) para o mapará desidratado utilizando-se
uma faixa de concentração de NaCl de 20 a
26%.
Desidratação osmótica
A Tabela 3 mostra os valores dos níveis
das variáveis estudadas no primeiro tratamento
de desidratação osmótica e as respostas de
perda de peso (PP), perda de água (PA) e ganho
de sal (Gsal).
Tabela 3- Valores reais das variáveis e as respostas de PP, PA e Gsal obtidos durante o primeiro
tratamento de desidratação osmótica de piraíba.
* T
(°C)
C
(mol/L)
t
(min)
PP
(%)
PA
(%)
Gsal
(%)
1 25 0,1 240 -11,67 -12,48 0,17
2 35 0,1 240 -2,41 -1,45 0,16
3 25 0,3 240 -20,38 -19,80 0,46
4 35 0,3 240 -17,89 -17,25 0,41
5 25 0,1 360 -9,65 -9,50 0,15
6 35 0,1 360 -10,39 -10,22 0,17
7 25 0,3 360 -12,17 -13,79 0,39
8 35 0,3 360 -16,62 -15,20 0,48
9 30 0,2 300 -6,32 -6,89 0,26
10 30 0,2 300 -4,18 -5,80 0,22
11 30 0,2 300 -4,66 -5,36 0,24
12 22 0,2 300 -24,17 -26,28 0,47
13 38 0,2 300 -2,64 -2,79 0,32
14 30 0,03 300 3,45 3,32 0,05
15 30 0,37 300 -44,70 -44,37 0,62
16 30 0,2 199 0,32 -1,26 0,18
17 30 0,2 401 -23,63 -23,11 0,42 *Ensaios
Verificou-se durante os experimentos que
as variáveis de processo (temperatura e
concentração da solução de NaCl) estudadas no
primeiro tratamento de desidratação osmótica
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favoreceram ao intumescimento (aumento de
volume) das amostras. Os efeitos do
intumescimento podem ser observados através
das respostas negativas de PP e PA (Tabela 3).
Com base nos resultados, comprova-se que as
variáveis de processo estudadas neste
tratamento de desidratação osmótica não foram
consideradas adequadas para processamento da
piraíba.
Os efeitos do intumescimento foram
observados também por Ooizumi et al. (2003)
que estudaram a permeabilidade do cloreto de
sódio (NaCl) na desidratação osmótica de filés
de peixes. Os resultados mostraram um
aumento acentuado do teor de umidade nas
amostras imersas em soluções menos
concentradas de NaCl provavelmente, segundo
os autores, devido a solubilidade das proteínas
miofibrilares.
O efeito do intumescimento foi
observado em vários trabalhos utilizando-se o
cloreto de sódio no processamento de
alimentos. Vários autores aderem ao pH
elevado, força iônica, peso molecular do NaCl e
propriedades estruturais do músculo do peixe
(solubilidade das proteínas miofibrilares,
porosidade, capilaridade, forças de Van der
Waals, entre outros) como os fatores
responsáveis pelo fenômeno nos alimentos
(Sabadini, 2001, Hermansson & Akesson,
1975; Ooizumi et al., 2003, Hernadéz, 2009).
O aumento da capacidade de retenção de
água nas proteínas de origem animal, com a
adição de sal deve-se a afinidade preferencial
das proteínas pelo íon Cl-. Para tanto, valores de
pH acima do ponto isoelétrico da proteína, a
carga negativa das proteínas aumenta e como
respostas ocorre a força de repulsão, as quais,
permite a entrada de água adicional na matriz
protéica. Em contrapartida, valores de pH
abaixo do ponto isoelétrico das proteínas, a
carga positiva dos íons são neutralizadas pelos
íons Cl- reduzindo a carga positiva da proteína
e, portanto, a capacidade de retenção de água
(Chou & Morr 1979; Wismer, 1994; Hernadéz,
2009).
Segundo Aguilera et al., (2003) o
conhecimento das interações água-matriz e
água-proteína em função de variáveis de
processo como o sal, pH, etc... são a base para
melhorar a qualidade dos produtos curados,
bem como conhecer o teor de umidade
intermediaria da carne.
A Tabela 4 mostra os valores dos níveis
das variáveis estudadas no segundo tratamento
de desidratação osmótica e as respostas de
perda de peso (PP), perda de água (PA) e ganho
de sal (Gsal de piraíba.
Tabela 4. Valores dos níveis das variáveis estudadas e as respostas de PP, PA e Gsal obtidos durante o
segundo tratamento de desidratação osmótica.
* T
(°C)
C
(mol/L)
t
(min)
PP
(%)
PA
(%)
Gsal
(%)
1 35 0,7 90 -17,53 -6,99 0,63
2 45 0,7 90 -0,45 19,26 0,50
3 35 0,9 90 -34,73 -18,20 1,04
4 45 0,9 90 -2,87 15,08 0,70
5 35 0,7 150 -18,37 1,43 0,69
6 45 0,7 150 1,77 13,70 0,73
7 35 0,9 150 -32,39 -13,70 1,04
8 45 0,9 150 -3,17 10,21 0,96
9 40 0,8 120 -21,66 -9,39 0,88
10 40 0,8 120 -21,08 -5,56 0,85
11 40 0,8 120 -22,26 -6,49 0,89 *Ensaios
Os resultados mostram que as faixas de
trabalho estudadas no segundo tratamento de
desidratação osmótica foram mais adequadas no
processamento de piraíba. Observa-se que a
máxima perda de água ocorreu quando o
tratamento osmótico foi conduzido em soluções
mais concentradas de sal e temperaturas mais
altas, condições estas estabelecidas neste
segundo tratamento. De acordo com os autores
Chou & Morr (1979); Wismer, (1994);
Hernadéz, (2009) a desidratação ou saída de
água do alimento ocorre quando utilizadas altas
concentrações de sal acima de 0,6M, devido a
uma competição (entre proteínas e solutos) por
água disponível no alimento.
O ganho de sal nas amostras foram
maiores quando comparado com os resultados
Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al. 341
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do primeiro tratamento de desidratação
osmótica.
A Tabela 5 mostra os valores dos níveis
das variáveis estudadas no primeiro e segundo
tratamento de desidratação osmótica sobre as
respostas de atividade de água (aw) e potencial
hidrogeniônico (pH).
O pH e a atividade de água das amostras
de peixe piraíba sem tratamento foram de 6,68
± 0,04 e 0,987 ± 0,006, respectivamente. Os
valores de atividade de água, das amostras sem
tratamento, foram iguais aos encontrados por
(HUBINGER et al., 2009) para o peixe bonito
(aw = 0,987).
Tabela 5. Respostas de atividade de água e pH
para cada ensaio na desidratação osmótica de
piraíba.
Ensaios 1°tratamento 2° tratamento
aw pH aw pH
1 0,950 6,94 0,907 6,18
2 0,950 6,88 0,903 6,42
3 0,960 6,78 0,933 6,22
4 0,950 6,67 0,900 6,25
5 0,940 6,64 0,903 6,37
6 0,915 6,66 0,890 6,33
7 0,850 6,78 0,890 6,31
8 0,950 6,63 0,890 6,21
9 0,970 6,47 0,887 6,05
10 0,960 6,51 0,883 6,36
11 0,950 6,35 0,890 6,10
12 0,950 6,79 - -
13 0,930 6,50 - -
14 0,970 6,37 - -
15 0,900 6,34 - -
16 0,963 6,44 - -
17 0,960 6,57 - -
Observa-se na Tabela 5 que houve uma
leve alteração do pH e uma redução da
atividade de água quando comparado com os
resultados das amostras sem tratamento. O
segundo tratamento foi o que obteve uma
redução maior da atividade de água,
provavelmente, devido as soluções osmóticas
serem mais concentradas que as soluções do
primeiro tratamento.
Segundo Oliveira et al., (2008), a elevada
atividade de água, o teor de gorduras
insaturadas facilmente oxidáveis e o pH
próximo da neutralidade da carne de peixe são
os fatores determinantes no crescimento de
microrganismos. Os limites máximos de pH da
carne de pescado devem estar entre 6,5 a 6,8
nas regiões internas e externas da carne,
respectivamente, sendo que a elevação do pH
no músculo pode estar ligada a autólise e
posterior contaminação bacteriana (SIQUEIRA,
2001).
Ajustes dos modelos
Para o ajuste dos modelos foi eliminado
os fatores com efeitos não significativos de
perda de peso, perda de água e ganho de sal e
verificou-se a significância da regressão em
relação a 95% de confiança (p ≤ 0,05).
Os modelos obtidos para perda de peso
(PP) e perda de água (PA), no primeiro
tratamento apresentaram regressão não
significativa e coeficientes de determinação
(R2) baixos (ambos, 0,69) e, portanto, não há
um bom ajuste dos dados experimentais aos
modelos. Diante disso, não foram geradas
curvas de contorno para perda de peso e perda
de água.
O modelo ajustado para ganho de sal
(Gsal) apresentou regressão significativa, a
p≤0,05, e considerado preditivo com F
calculado (27,65) superior ao F tabelado (3,41)
e pode ser utilizado para estimar o resultado de
Gsal do primeiro tratamento de desidratação
osmótica. O coeficiente de determinação (R2)
para Gsal explicou 86% da resposta.
Os modelos obtidos para perda de peso
(PP), perda de água (PA) e ganho de sal no
segundo tratamento de desidratação osmótica
apresentaram regressão significativa a 95% de
confiança e também preditivos, visto que o F
calculado (22,36; 15,55; 13,13) foi maior que o
F tabelado (4,35; 4,46; 4,53) e coeficientes de
determinação (R2) de 0,91, 0,80 e 0,90,
respectivamente.
Os modelos codificados propostos para
representar perda de peso (PP), perda de água
(PA) e ganho de sal (Gsal) foram ajustados
através de regressão em função das variáveis de
processo: temperatura (T), concentração da
solução (C) e tempo de processo (t).
Gsal (1°)= 0,276 + 0,071T2 + 0,301C + 0,058t
que explica 86% da variabilidade do ganho de
sal no primeiro tratamento;
PP (2°) = -15,70 + 12,28T - 4,822C + 2,984TC
que explica 91% da variabilidade da perda de
peso no segundo tratamento;
PA (2°) = 11,964T - 4,252C
que explica 80% da variabilidade da perda de
água no segundo tratamento;
Gsal (2°)= 0,811 – 0,063T + 0,148C + 0,069t +
0,054Tt
que explica 90% da variabilidade do ganho de
sal no segundo tratamento.
342 Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al.
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.15, n.3, p.335-347, 2013
Onde: (1º)= primeiro tratamento; (2º)=segundo
tratamento; T=temperatura (C); C=
concentração de NaCl (mol/L), t = tempo (min).
Na Figura 1 estão as curvas de contorno
para o ganho de sal das amostras no primeiro
tratamento de desidratação osmótica de piraíba,
geradas pelo modelo proposto considerando-se
os pontos médios de temperatura, concentração
da solução e tempo.
A Figura 1 mostra que as maiores
respostas de ganho de sal ocorrem quando
utilizadas a temperatura de 30°C, maior
concentração de NaCl (0,37 mol/L) e maior
tempo de processo de 400 min. Com as
variáveis de processo estudadas neste
tratamento de desidratação osmótica verificou-
se que o material biológico ganhou sal e não
houve significativa perda de água devido ao
efeito do intumescimento.
Segundo Ponting et al. (1966); Lerici et
al. (1985) no geral, quanto maior a
concentração do soluto, o tempo de contato e a
temperatura, maior e a transferência de massa e,
além disso, a saída de água pode ser mais
favorecida pelo uso de altas temperaturas do
que entrada de soluto.
A transferência de massa dentro do
tecido animal tem sido estudada em diversos
processos, como a marinação, salga e secagem,
apresentando, porém muitas divergências.
Segundo Medina Vivanco (2003) a
transferência de água e dos solutos, depende das
propriedades intrínsecas dos tecidos biológicos.
Segundo Collignan et al. (2001), nos tecidos
animais, a transferência de massa é fortemente
influenciada pelo conteúdo de lipídios. Dussap
& Gros (1980) estudando a difusão do NaCl em
carne bovina e suína, reportaram a influência da
orientação das fibras na difusão de solutos,
porém o mesmo Gros (Djelveh & Gros, 1988)
constatou que o transporte de NaCl não é
afetado pela orientação das fibras.
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1 22 24 26 28 30 32 34 36 38
Temperatura (°C)
0,03
0,06
0,09
0,12
0,15
0,18
0,21
0,24
0,27
0,30
0,33
0,36
Co
nce
ntr
açã
o (
mo
l/L)
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27 0,30 0,33 0,36
Concentração (mol/L)
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
Te
mp
o (
min
)
(a) (b)
0,35
0,325
0,3
0,275
0,25 22 24 26 28 30 32 34 36 38
Temperatura (°C)
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
Te
mp
o (
min
)
(c)
Figura 1. Curvas de contorno para Gsal em função das variáveis de processo do primeiro tratamento de
desidratação osmótica: (a) t=300 min, (b) NaCl=0,2 mol/L, (c) T=30°C.
Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al. 343
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.15, n.3, p.335-347, 2013
As curvas de contorno da perda de peso
das amostras no segundo tratamento de
desidratação osmótica de piraíba, geradas pelo
modelo considerando os pontos médios de
tempo de processo, concentração e temperatura
estão expostas na Figura 2.
-5
-10
-15
-20
-25 35 40 45
Temperatura (°C)
90
100
110
120
130
140
150
Te
mp
o (
min
)
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35 35 40 45
Temperatura (°C)
0,7
0,8
0,9
Co
nce
ntr
açã
o (
mo
l/L
)
(a) (b)
-15
-20 0,7 0,8 0,9
Concentração (mol/L)
90
100
110
120
130
140
150
Te
mp
o (
min
)
(c)
Figura 2. Curvas de contorno para a perda de peso em função das variáveis de processo no segundo
tratamento de desidratação osmótica: (a) t=120min, (b) NaCl=0,8mol/L, (c) T=40°C
Observa-se um aumento da perda de peso
com a elevação da temperatura (45°C), com a
redução da concentração da solução (0,7 mol/L)
e independente do tempo de processo. Ribeiro
(2005) estudando a desidratação osmótica de
mapará também observou um aumento da perda
de peso com a elevação da temperatura numa
concentração intermediaria e percebeu que a
perda de peso não ultrapassa 11% para valores
de temperatura inferiores a 30°C, e neste caso,
independentemente dos valores de concentração
e tempo. Simões (2007) observou na
desidratação osmótica de tilápia que as maiores
perdas de peso foram alcançadas utilizando-se
temperaturas acima de 33ºC, concentração de
NaCl acima de 24% com pouca influencia do
tempo.
As curvas de contorno geradas através
do modelo proposto para a perda de água no
segundo tratamento de desidratação de piraíba,
considerando-se os pontos médios de
temperatura, concentração da solução e tempo
estão apresentadas na Figura 3.
344 Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al.
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.15, n.3, p.335-347, 2013
10
5
0
-5
-10 35 40 45
Temperatura (°C)
90
100
110
120
130
140
150
Te
mp
o (
min
)
15
10
5
0
-5
-10
-15 35 40 45
Temperatura (°C)
0,7
0,8
0,9
Co
nce
ntr
açã
o (
mo
l/L
)
(a) (b)
0 0,7 0,8 0,9
Concentração (mol/L)
90
100
110
120
130
140
150
Te
mp
o (
min
)
(c)
Figura 3. Curvas de contorno para a perda de água em função das variáveis de processo no segundo
tratamento de desidratação osmótica: (a) t=120 min, (b) NaCl=0,8 mol/L, (c) T=40°C
As Figuras mostram que a maior perda
de água na desidratação osmótica de piraíba
ocorre utilizando-se a maior temperatura (45°C)
e menor concentração da solução (0,7 mol/L),
independente do tempo de processo. Ribeiro
(2005) estudou a aplicação de soluções
altamente concentradas (20, 21, 23, 25 e 26%) e
temperaturas elevadas (23, 30, 40, 50 e 57ºC)
na eficiência do processo de desidratação
osmótica de peixe mapará. De acordo com a
autora, um aumento da concentração da solução
osmótica e da temperatura proporciona uma
maior perda de água e, consequentemente, uma
maior perda de peso do peixe.
Reyes et al., (2005); Simões (2007),
Pezantes (2006), observaram em estudos
realizados com sardinha, tilápia e bonito,
respectivamente, que a utilização de maiores
temperaturas e concentrações de NaCl
contribuiu para acelerar a perda de água
acompanhada de uma incorporação de sólidos
(NaCl), como consequência das trocas
difusionais que ocorrem durante o processo.
Na Figura 4 estão as curvas de contorno
para o ganho de sal das amostras no segundo
tratamento de desidratação osmótica de piraíba,
geradas pelo modelo proposto considerando-se
os pontos médios de temperatura, concentração
da solução e tempo.
Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al. 345
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.15, n.3, p.335-347, 2013
1
0,9
0,8
0,7
0,6 35 40 45
Temperatura (°C)
0,7
0,8
0,9
Co
nce
ntr
açã
o (
mo
l/L
)
0,8
0,7 35 40 45
Temperatura (°C)
90
100
110
120
130
140
150
Te
mp
o (
min
)
(a) (b)
1
0,9
0,8
0,7
0,6 0,7 0,8 0,9
Concentração (mol/L)
90
100
110
120
130
140
150
Te
mp
o (
min
)
(c)
Figura 4. Curvas de contorno para Gsal em função das variáveis de processo no segundo tratamento de
desidratação osmótica: (a) t=120 min, (b) NaCl=0,8 mol/L, (c) T=40°C.
O maior ganho de sal ocorre utilizando-
se a maior concentração de trabalho (0,9 mol/L)
e tempo (150 min) de processo, porém na mais
baixa temperatura (35°C) do planejamento
experimental. Ribeiro (2005) observou de
maneira inversa, uma diminuição do ganho de
sólidos com o aumento da temperatura, no
estudo de desidratação osmótica de filés de
mapará.
Por outro lado, neste segundo tratamento
de desidratação osmótica está mostrada a perda
de água bem maior que o ganho de sal. Este
fato é extremamente importante uma vez que se
deseja preservar ao máximo as características
do peixe, além de apresentar um produto menos
salgado.
Reyes et al., (2005) encontrou uma faixa
ótima (convergência entre uma máxima perda
de água e ganho de sal) para ganho de sal de
0,18g/g na desidratação osmótica de sardinha
trabalhando com as seguintes variáveis de
processo: temperatura (31,6 a 31,8ºC);
concentração de NaCl (26 a 26,5%) e tempo
(245 min).
CONCLUSÕES
O primeiro tratamento de desidratação
osmótica não foi eficiente e as faixas estudadas
de temperatura, concentração de NaCl e tempo
de processo não podem ser utilizadas na
desidratação osmótica de piraíba. Os resultados
apresentados para perda de peso e perda de
água foram negativos e, além disso, as amostras
apresentaram intumescimento durante todo o
processo. O pH das amostras apesar de estarem
dentro do permitido, as variáveis de processo
não foram tão suficientes ao ponto de reduzir
satisfatoriamente a atividade de água das
amostras.
O segundo tratamento de desidratação
osmótica foi satisfatório por apresentar maiores
respostas perda de peso, perda de água e ganho
de sal. O aumento da concentração de NaCl e
da temperatura de processo neste tratamento
provocou um aumento na incorporação de
cloretos e uma redução da atividade de água nas
amostras. O pH das amostras estavam dentro
dos valores desejados para pescados.
Conclui-se que a faixa de temperatura,
concentração de NaCl e tempo de processo
estudada no segundo tratamento podem ser
346 Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al.
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.15, n.3, p.335-347, 2013
utilizadas na desidratação osmótica de piraíba
na obtenção de produtos com baixa atividade de
água e pH dentro dos padrões permitidos para
consumo.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao CNPq, pela
bolsa de estudo concedida e ao Ministério do
Desenvolvimento Indústria e Comercio Exterior
pela premiação do projeto com o Prêmio
Professor Samuel Benchimol, edição 2008. A
BKG Adicon/ICL Brasil LTda. de São
Bernardo do Campo (SP) pela doação do
extrato de fumaça líquida para o
desenvolvimento da pesquisa.
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