Modelagem e simulação do processo de secagem das cascas de jabuticaba (Myrciaria cauliflora)

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i3.13214

Palavras-chave:

Alimento funcional; Compostos bioativos; Conservação; Resíduo agroindustrial.

Resumo

O presente trabalho tem como objetivo determinar a composição físico-química e dos compostos bioativos da casca de jabuticaba fresca, realizar a sua cinética de secagem em três diferentes temperaturas de ar de secagem, ajustar modelos matemáticos empíricos e difusivo aos dados experimentais, produzir o pó e avaliar efeito da temperatura de secagem sobre a sua composição. Os frutos foram colhidos, lavados e higienizados com solução de hipoclorito de sódio, em seguida os frutos foram despolpados manualmente e as frações sólidas, polpa, cascas e sementes foram separadas. As cascas de jabuticaba foram secas em estufa com circulação de ar nas temperaturas de 45, 50 e 55 ºC e velocidade de 1.0 m/s.  Foram construídas as curvas da cinética de secagem, representadas pela razão do teor de água em função do tempo de secagem em minutos, ajustando aos modelos matemáticos de Handerson e Pabis, Logarítmico, Midilli, Page e Newton aos dados experimentais. Os modelos foram selecionados tomando-se como parâmetro a magnitude do coeficiente de determinação (R2) e a função qui-quadrado (). Logo após a secagem as cascas foram trituradas para obtenção do pó, o qual foi caracterizado antes e após a secagem quanto as características físicas, químicas, compostos bioativos e atividade antioxidante. As cascas frescas de jabuticaba apresentaram altos teores de compostos fenólicos totais e taninos totais. O modelo de Midilli se destacou dos demais por apresentar o maior valor de R2 (>99%) e o menor valor da função qui-quadrado (<0.000327) para as três temperaturas estudadas, em especial para a de 45 ºC. A cinética de secagem das cascas de jabuticaba mostrou que a temperatura influenciou no processo, e que a constante “k” aumentou com a sua elevação, e o tempo do processo diminuiu em função do seu aumento. A temperatura de 45 °C garantiu uma maior preservação dos compostos fenólicos totais, antocianinas totais e flavonoides totais do pó das cascas da jabuticaba, podendo ser uma alternativa como ingrediente na elaboração de vários produtos dentre eles: pão, bolo, biscoito, iogurte e bebida láctea por ter uma quantidade significativa desses compostos bioativos.

Referências

AOAC. 2016. Official methods of analysis of AOAC International (20th ed.). Rockville, Maryland, USA: AOAC international.

Alezandro, M. R., Granato, D., & Genovese, M. I. (2013). Jaboticaba (Myrciaria jaboticaba (Vell.) Berg), a Brazilian grape-like fruit, improves plasma lipid profile in streptozotocin-mediated oxidative stress in diabetic rats. Food Research International, 54(1), 650-659.

Alves, A. P. C., Corrêa, A. D., Alves, D. S., Saczk, A. A., Lino, J. B., & Carvalho, G. A. (2014). Toxicity of the phenolic extract from jabuticabeira (Myrciaria cauliflora (Mart.) O. Berg) fruit skins on Spodoptera frugiperda. Chilean journal of agricultural research, 74(2), 200-204.

Batista, Â. G., da Silva-Maia, J. K., Mendonça, M. C. P., Soares, E. S., Lima, G. C., Junior, S. B., ... & Júnior, M. R. M. (2018). Jaboticaba berry peel intake increases short chain fatty acids production and prevent hepatic steatosis in mice fed high-fat diet. Journal of Functional Foods, 48, 266-274.

Bezerra, C. V., Meller da Silva, L. H., Corrêa, D. F., & Rodrigues, A. M. C. (2015). A modeling study for moisture diffusivities and moisture transfer coefficients in drying of passion fruit peel. International Journal of Heat and Mass Transfer, 85, 750-755.

Brasil. (2005). Inclusão do uso das espécies vegetais e parte (s) de espécies vegetais para o preparo de chás. A Resolução de Diretoria Colegiada. Agência Nacional de Vigilância Sanitária, foi editada em complementação as espécies aprovadas pela RDC nº 267, de 22 de setembro de 2005.

Brasil. Instituto Adolfo Lutz. (2008). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. 4ª ed. 1ª ed. Digital, São Paulo, p.1020.

Chang, S., Tang, H., Wu, H., Su, X., Lewis, A., & Ji, C. (2018). Three-Dimensional Modelling and Simulation of the Ice Accretion Process on Aircraft Wings. International Journal of Astronautics and Aeronautical Engineering.

Chisté, R. C., Cohen, K. D. O., Mathias, E. D. A., & Ramoa Júnior, A. G. A. (2006). Qualidade da farinha de mandioca do grupo seca. Food Science and Technology, 26(4), 861-864.

Coman, V., Teleky, B. E., Mitrea, L., Martau, G. A., Szabo, K., Calinoiu, L. F., & Vodnar, D. C. (2019). Bioactive potential of fruit and vegetable wastes. Advances in Food and Nutrition Research.

Costa, C. F., Corrêa, P. C., Vanegas, J. D., Baptestini, F. M., Campos, R. C., & Fernandes, L. S. (2016). Mathematical modeling and determination of thermodynamic properties of jabuticaba peel during the drying process. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 20(6), 576-580.

Cruz, S. K., De Moura, C. M., Meireles, G. C., da Silveira, C. M., & Duarte, L. S. (2017). Secagem de bagaço de oliveira: influência da velocidade do ar na concentração de compostos bioativos. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, 8(2).

Curi, P. N., Almeida, A. B. D., Pio, R., Lima, L. C. D. O., Nunes, C. A., & Souza, V. R. D. (2019). Optimization of native Brazilian fruit jelly through desirability-based mixture design. Food Science and Technology, 39(2), 388-395.

Dessimoni-Pinto, N. A. V., Moreira, W. A., Cardoso, L. D. M., & Pantoja, L. A. (2011). Jaboticaba peel for jelly preparation: an alternative technology. Food Science and Technology, 31(4), 864-869.

Francis, F. J. (1982). Analysis of anthocyanins in foods. In: Markakis P, Anthocyanins as Food Colors. New York Academic Press, 181-207.

Frauches, N. S., do Amaral, T. O., Largueza, C. B. D., & Teodoro, A. J. (2016). Brazilian myrtaceae fruits: a review of anticancer proprieties. Journal of Pharmaceutical Research International, 1-15.

Gastaldi, B., Marino, G., Assef, Y., Sofrás, F. S., Catalán, C. A. N., & González, S. B. (2018). Nutraceutical properties of herbal infusions from six native plants of argentine Patagonia. Plant foods for human nutrition, 73(3), 180-188.

Giner, S. A., Irigoyen, R. M. T., Cicuttín, S., & Fiorentini, C. (2010). The variable nature of Biot numbers in food drying. Journal of Food Engineering, 101(2), 214–222.

Júnior, A. M. O., Santos, J. T. S., & Souza, D. F. S. (2018). Evaluation of different drying models for jabuticaba peel, dried in spouted bed dryer through performance indicators and the impact on anthocyanins. Scientia Plena, 14(6).

Lang, G. H., Lindemann, I. D. S., Ferreira, C. D., Pohndorf, R. S., Vanier, N. L., & de Oliveira, M. (2018). Influence of drying temperature on the structural and cooking quality properties of black rice. Cereal Chemistry, 95(4), 564-574.

Lenquiste, S. A., da Silva Marineli, R., Moraes, É. A., Dionísio, A. P., de Brito, E. S., & Junior, M. R. M. (2015). Jaboticaba peel and jaboticaba peel aqueous extract shows in vitro and in vivo antioxidant properties in obesity model. Food Research International, 77, 162-170.

Lenquiste, S. A., de Almeida Lamas, C., da Silva Marineli, R., Moraes, É. A., Borck, P. C., Camargo, R. L., ... & Junior, M. R. M. (2019). Jaboticaba peel powder and jaboticaba peel aqueous extract reduces obesity, insulin resistance and hepatic fat accumulation in rats. Food Research International, 120, 880-887.

Lima, A. D. J. B., Corrêa, A. D., Alves, A. P. C., Abreu, C. M. P., & Dantas-Barros, A. M. (2008). Caracterização química do fruto jabuticaba (Myrciaria cauliflora Berg) e de suas frações. Archivos Latinoamericanos de Nutricion, 58(4), 416.

Lima, A. D. J. B., Correa, A. D., Saczk, A. A., Martins, M. P., & Castilho, R. O. (2011). Anthocyanins, pigment stability and antioxidant activity in jabuticaba [Myrciaria cauliflora (Mart.) O. Berg]. Revista Brasileira de Fruticultura, 33(3), 877-887.

Luikov, A.V. (1968). Analytical Heat Diffusion Theory. Academic Press, Inc., Ltd., London.

Melo, J. C., Pereira, E. D., Oliveira, K. P., Costa, C. H., & Feitosa, R. M. (2015). Estudo da cinética de secagem da pimenta de cheiro em diferentes temperaturas Study smell pepper drying kinetics in different temperature. Revista Verde (Pombal-PB-Brasil), 10(2), 09-14.

Morales-Soto, A., García-Salas, P., Rodríguez-Pérez, C., Jiménez-Sánchez, C., de la Luz Cádiz-Gurrea, M., Segura-Carretero, A., & Fernández-Gutiérrez, A. (2014). Antioxidant capacity of 44 cultivars of fruits and vegetables grown in Andalusia (Spain). Food Research International, 58, 35-46.

Moreira, I. D. S., da Silva, W. P., de Castro, D. S., de Melo Silva, L. M., & Gomes, J. P. (2018). Production of kiwi snack slice with different thickness: Drying kinetics, sensory and physicochemical analysis. Australian Journal of Crop Science, 12(5), 778.

Nascimento, A. P. S., Barros, S. L., Santos, N. C., Araújo, A. J. B., Cavalcanti, A. S. R. R. M., & Duarte, M. E. M. (2018). Secagem convectiva e influência da temperatura nas propriedades físico-químicas das amêndoas de girassol comercial. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 20(3), 227-238.

Pádua, H. C., da Silva, M. A. P., Souza, D. G., Moura, L. C., Plácido, G. R., Couto, G. V. L., & Caliari, M. (2017). Iogurte sabor banana (Musa AAB, subgrupo prata) enriquecido com farinha da casca de jabuticaba (Myrciaria jabuticaba (Vell.) Berg.). Global Science and Technology, 10(1), 89-104.

Pansera, M. R., Santos, A. C., Paese, K., Wasum, R., Rossato, M., Rota, L. D., Pauletti, G.F., Serafini, L. A. (2003). Análise de taninos totais em plantas aromáticas e medicinais cultivadas no Nordeste do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Farmacognosia, 13, 17-22.

Quatrin, A., Pauletto, R., Maurer, L. H., Minuzzi, N., Nichelle, S. M., Carvalho, J. F. C., ... & Emanuelli, T. (2019). Characterization and quantification of tannins, flavonols, anthocyanins and matrix-bound polyphenols from jaboticaba fruit peel: A comparison between Myrciaria trunciflora and M. jaboticaba. Journal of Food Composition and Analysis, 78, 59-74.

Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., & Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free radical biology and medicine, 26(9-10), 1231-1237.

Rufino, M. S. M., Alves, R. E., Brito, E. S., Pérez-Jiménez, J., Sauracalixto, F., Mancini-Filho, J. (2010). Bioactive compounds and antioxidant capacities of 18 non-traditional tropical fruits from Brazil. Food Chemistry, 121, 996–1002

Rufino, M. S. M., Alves, R. E., De Brito, E. S., De Morais, S. M., Sampaio, C. D. G., Pérez-Jimenez, J., Saura-Calixto, F. D. (2007). Metodologia científica: determinação da atividade antioxidante total em frutas pela captura do radical livre ABTS•+. Embrapa Agroindústria Tropical-Comunicado Técnico (INFOTECA-E).

Santos, D. C., de Farias Leite, D. D., Lisboa, J. F., de Lima Ferreira, J. P., dos Santos, F. S., de Lima, T. L. B., ... & da Costa, T. N. (2019a). Modelagem e propriedades termodinâmicas da secagem de fatias de acuri. Brazilian Journal of Food Technology, 22, 1-12.

Santos, F. S. D., de Figueirêdo, R. M., Queiroz, A. J. D. M., & Santos, D. D. C. (2017). Cinética de secagem e caracterização física e química de cascas de pitaya com polpa branca. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 21(12), 872-877.

Santos, N. C., Silva, W. P., Barros, S. L., Araújo, A. D. B., Gomes, J. P., Almeida, R. L. J., & Figueirêdo, R. M. F. (2019b). Study on Drying of Black Rice (Oryza sativa L.) Grains: Physical-Chemical and Bioactive Quality. Journal of Agricultural Science, 11(9), 203-212.

Seraglio, S. K. T., Schulz, M., Nehring, P., Della Betta, F., Valese, A. C., Daguer, H., ... & Costa, A. C. O. (2018). Nutritional and bioactive potential of Myrtaceae fruits during ripening. Food chemistry, 239, 649-656.

Silva, E. C. O., da Silva, W. P., Gomes, J. P., Silva, C. M. D. P. S., Alexandre, H. V., Farias, V. S. O., & de Figuiredo, R. M. F. (2019). Drying of Albedo and Whole Peel of Yellow Passion Fruit. Journal of Agricultural Science, 11(6), 501-509.

Silva, L. M. R., De Figueiredo, E. A. T., Ricardo, N. M. P. S., Vieira, I. G. P., De Figueiredo, R. W., Brasil, I. M., & Gomes, C. L. (2014). Quantification of bioactive compounds in pulps and by-products of tropical fruits from Brazil. Food chemistry, 143, 398-404.

Silva, W. P., Farias, V. S. O., Neves, G. A., Lima, A. G. B. (2012). Modeling of water transport in roof tiles by removal of moisture at isothermal conditions. Heat Mass Transf. 48, 809-821.

Silva, W. P., Precker, J. W., e Silva, C. M., & Gomes, J. P. (2010a). Determination of effective diffusivity and convective mass transfer coefficient for cylindrical solids via analytical solution and inverse method: Application to the drying of rough rice. Journal of food Engineering, 98(3), 302-308.

Sobrinho, P., da Silva, T. J., Gomes, T. D. L. B., Cardoso, K. C. D. M., Amorim, E. L. C. D., & Albuquerque, U. P. D. (2010). Otimização de metodologia analítica para o doseamento de flavonoides de Bauhinia cheilantha (Bongard) Steudel. Química Nova, 33(2), 288-291.

Stasoft. (2007). Statistica 7.0 for Windows – Computar program manual Tulsa: Statsoft, Inc, CD Room.

Waterhouse, A. (1999). Folin-ciocalteau micro method for total phenol in wine. American Journal of Enology and Viticulture, 1, 3-5.

Wu, D., & Sun, D. W. (2013). Colour measurements by computer vision for food quality control–A review. Trends in Food Science & Technology, 29(1), 5-20. Doi: 10.1016/j.tifs.2012.08.004

Wu, S. B., Long, C., & Kennelly, E. J. (2013). Phytochemistry and health benefits of jaboticaba, an emerging fruit crop from Brazil. Food Research International, 54(1), 148-159.

Downloads

Publicado

14/03/2021

Como Citar

MARSIGLIA, W. I. M. de L. .; SANTIAGO, Ângela M. .; ALVES, H. G. .; ALMEIDA, R. L. J.; SANTOS, N. C. .; MUNIZ, C. E. de S. .; GALDINO, P. O. .; MOTA, M. M. de A. .; ALMEIDA, M. M. de . Modelagem e simulação do processo de secagem das cascas de jabuticaba (Myrciaria cauliflora) . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 3, p. e21510313214, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i3.13214. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/13214. Acesso em: 30 set. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas