otimizaÇÃo do processo de desidrataÇÃo osmÓtica de...

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]

mailto:[email protected]






336 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

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

Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al. 337


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;



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.



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



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.


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



do primeiro tratamento de desidratação

osmótica.


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.



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.



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


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.



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


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.



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


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



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.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Aguilera, J. M; Chiralt, A.; Fito, P. Food

dehydration and product structure. Trends

in Food Science & Technology, 14, pp.

432–437. 2003.

AOAC. Association Official Analytical

Chemists. Official Methods of Analysis.

14.ed., Arlington, 1995.

Aouada, F. A et al. Correlação entre parâmetros

da cinética de intumescimento com

características estruturais e hidrofílicas de

hidrogéis de poliacrilamida e metilcelulose.

Química Nova, v. 32, n. 6, PP.1482-1490,

2009.

Bonacina, M; Queiroz, M. I. Elaboração de

empanado a partir da corvina

(Micropogonias furnieri). Ciência e

Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.27,

n.3, pp. 544-552, jul.-set. 2007.

Borin, I.; Frascareli, E. C.; Mauro, M. A.;

Kimura, M. Efeito do pré-tratamento

osmótico com sacarose e cloreto de sódio

sobre a secagem convectiva de abóbora.

Ciência e Tecnologia de Alimentos,

Campinas, v. 28, n.1, p.39-50, jan.-mar.

2008.

Bligh, E. G.; Dyer, W. J. A. Rapid method of

total lipid extration and purification.

Canadian Journal Biochemistry and

Physiology, v. 37, p.911-917, 1959.

Chiralt, A; Fito, P. Transport mechanism in

osmotic dehydration : the role of the

structure. Food Science and Technology

International, v. 9, p. 179-186, 2003.

Contreras-Guzmán, E. S. Bioquímica de

pescados e derivados, Jabuticabal: Funep,

1994. 409 p.

Collignan, A.; Bohuon, P.; Deumier, F.;

Poligné, I. Osmotic treatment of fish and

meat products. Journal of Food

Engineering, v.49, p. 153 – 162, 2001.

Chou, D. H., Morr, C.V. Protein-water

interactions and functional properties.

Journal of the American Oil Chemists

Society, v 56, pp. 53-56, 1979.

Djelveh, G.; Gros, J. B. Measurement of

effective diffusivities of ionic and non ionic

solutes through beef and pork muscle using

a diffusion cell. Meat Science, v. 23, pp. 11-

20, 1988.

Dussap, G.; Gros, J. B. Diffusion-sorption

model for the penetration of salt in pork and

beef muscle. Food Process Engineering.

Linko, P. et al (eds), Amsterdam: Applied

Science publisher, pp. 407 – 411, 1980.

Ertekin, F. K.; Cakaloz, T. Osmotic dehydration

of peas: influence of process variables on

mass transfer. Journal of Food Processing

and Preservation, Westport, Conn., USA,

v. 20, n. 2, pp. 87-104, 1996.

Ferrari, C. C. Avaliação do emprego da

desidratação osmótica e de coberturas

comestíveis de pectina na estrutura

celular e na qualidade de melão

minimamente processado. Campinas:

UNICAMP/FEA, 2009. 170p. (Tese de

Doutorado).

Ferreira, M. W. et al. Pescados processados:

maior vida de prateleira e maior valor

agregado. Universidade Federal de Lavras.

Boletim de Extensão Rural. Lavras, MG.

26p. 2002.

Gomes, A. T.; Cereda, M. P.; Vilpoux, O.

Desidratação Osmótica: uma tecnologia de

baixo custo para o desenvolvimento da

agricultura familiar. Revista Brasileira de

Gestão e Desenvolvimento Regional, v.3,

n.3, p.212-226, set-dez/2007.

Hermansson A. M., Akesson C. Functional

properties of added proteins correlated with

properties of meat systems. Effect of

Concentration and Temperature on Water-

Binding Properties of Model Meat Systems.

Journal of Food Science, v.40, n.3, pp.

595-602. 1975.

Hernández, W. A. Salado y descongelado

simultáneo en salmuera para la obtención

de jamón curado de cerdo de raza ibérica.

Valencia: Universidad Politécnica de

Valencia, 2009. 195p. (Tese del Doctoral).

Hubinger, M. D. et al. Isotermas de dessorção

de filé de bonito (Sarda sarda) desidratado

osmoticamente e defumado. Revista

Brasileira de Engenharia Agrícola e

Ambiental. Campina Grande, v.13, n.3, pp.

305-311. 2009.

Influência das variavéis de processo na desidratação osmótica de peixe piraíba Ribeiro et al 347


Lerici, C. R.; Pinnavaia, G.; Dalla Rosa, M.;

Bartolucci, L. osmotic dehydration of fruit:

influence of osmotic agents on drying

behavior and produtc quality. Journal of

Food Science, v. 50, pp. 1217 – 1226, 1985.

Medina Vivanco, M. L. Desidratação

osmótica em soluções ternárias, secagem e

transições térmicas de filé de tilápia

(oreochromis niloticus). Campinas:


Doutorado).

Oliveira, N. M. S.; Oliveira, W. R. M.;

Nascimento, L. C. Avaliação físicoquímica

de filés de tilápia (Oreochromis niloticus)

submetidos à sanitização. Ciência e

Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 28,

n. 1, pp. 83-89, 2008.

Ooizumi, T.; Kawase, M.; Kahane, Y.

Permeation of sodium chloride into fish

meat and its effect on moisture content as a

function of the osmotic pressure of the

soaking solution. Fisheries Science, v. 69,

p. 830-835, 2003.

Pezantes, D. V. Estudo das operações

combinadas da desidratação osmótica a

vácuo, defumação líquida e secagem em

filés de bonito (Sarda sarda). Campinas:


Doutorado).

Ponting, J. D. et al. Osmotic dehydration of

fruits. Food Technology, 20, 1365-1368,

1966.

Provarzea – Projeto Manejo dos Recursos

Naturais da Várzea. A vida da piramutaba

e da dourada. Ibama: Brasília, 2005. 24p.

Ranganna, S. Manual of analysis of fruit and

vegetable products, New Delhi, India: Mc

Graw-Hill Publishing Company Limited,

1977.

Reyes, G.; Corzo, O.; Bracho, N. Optimización

de la deshidratación osmótica de sardina

mediante la metodología de superficies de

respuesta. Revista Científica, Maracaibo,

v.15, n.4, p.377-384, agosto, 2005.

Ribeiro, S. C. A. Estudo do Processo de

Desidratação Osmótica e Secagem de

Files de Mapará (Hypophthalmus

edentatuts). Campinas: UNICAMP/FEA,

2005. 278p. (Tese de Doutorado).

Sabadini, E.; M. D. Hubinger, M. D; Sobral,

P.J. do A; Carvalho, JR. B. C. Alterações da

atividade de água e da cor da carne no

processo de elaboração da carne salgada

desidratada. Ciência e Tecnologia de

Alimentos, Campinas, v.21, n.1, p. 14-19,

jan.-abr. 2001.

Santos, G. M.; Ferreira, E. J. G.; Zuanon, J. A.

S. Peixes comerciais de Manaus. Manaus:

Ibama/AM, ProVárzea, 144p. 2006.

Siqueira, A. A. C. Efeitos da irradiação na

refrigeração na qualidade e no valor

nutritivo da tilapia (Oreochromis

niloticus). Piracicaba: USP/ESALQ, 2001.

154p, (Dissertação de Mestrado).

Simões, M. R. Desidratação osmótica,

secagem e defumação líquida de filés de

tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus),

variedade Tailandesa. Campinas:


Doutorado).

Tsironi, T.; Salapa, I.; Taoukis, P. Shelf life

modelling of osmotically treated chilled

gilthead seabream fillets. Innovative Food

Science and Emerging Technologies, v.10,

p. 23-31. 2009.

Verde Filho, A. M. L.; Campos, R. C.; Goes, V.

A. Avaliação da perda de mercúrio total em

peixe antes e após os processos de fritura e

cocção. Ciência e Tecnologia de

Alimentos, Campinas, v. 19, n. 1, pp. 19-22,

1999.

Wismer, J. Química de los tejidos animales.

En Price J., Schweigert B. (eds), Ciencia de

la carne y de los productos cárnicos.

Zaragoza: Acribia. 1994.

348

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.15, n.3, p.348, 2013

otimizaÇÃo do processo de desidrataÇÃo osmÓtica de...

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