CINÉTICA DE SECAGEM DO BROTO DE BAMBU GIGANTE

Capítulo de livro publicado no livro do I Congresso Latino-Americano de Segurança de Alimentos. Para acessa-lo  clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/08082023-12

Este trabalho foi escrito por:

Isabelly Mayumi Odahara ; Fabiano Ostapiv ; Bruna Niedo Gerolim ; Edimir Andrade Pereira ^*

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email:[email protected]

Resumo: Perdas relevantes pós-colheita de produtos de origem vegetal ocorrem principalmente devido a técnicas inadequadas de conservação. Nesse sentido, a secagem destaca-se por ser um método simples e eficaz no controle da deterioração de alimentos. A cinética de secagem tem sido de grande importância para a modelagem matemática, que promove análises da transferência de calor e massa, no decorrer da secagem da amostra. Neste estudo o bambu gigante (Dendrocalamus asper), foi submetido a secagem em três temperaturas diferentes (60, 80 e 100 ºC). Os modelos matemáticos utilizados para ajustar os dados experimentais foram os de Lewis e de Henderson e Pabis. Observou-se, que com o aumento da temperatura, houve uma maior taxa de perda de água e consequente redução no tempo de secagem da amostra, sendo que, o melhor ajuste foi obtido utilizando o modelo de Henderson e Pabis. Conclui-se que a temperatura influencia diretamente sobre a redução da umidade durante a secagem, sendo uma boa alternativa para o consumidor, com potencial de ser utilizada no preparo de alimentos, a exemplo de farinhas, por poder agregar valor nutricional e contribuir com a redução do desperdício de produtos agroindustriais.

Palavras-chave: Conservação, Dendrocalamus asper, Modelos matemáticos

Abstract: Relevant post-harvest losses of products of plant origin occur mainly due to inadequate conservation techniques. In this sense, drying stands out as a simple and effective method to control food deterioration. Drying kinetics has been of great importance for mathematical modeling, which promotes the analysis of heat and mass transfer during sample drying. In the following study, giant bamboo (Dendrocalamus asper), it was subjected to drying at three different temperatures (60, 80, and 100 ºC). The mathematical models used to adjust the experimental data were those of Lewis and Henderson and Pabis. It was observed that with the increase in temperature, there was a higher rate of water loss and a consequent reduction in the drying time of the sample, and the best fit was obtained using the model by Henderson and Pabis. It is concluded that the temperature directly influences the reduction of moisture during drying, being a good alternative for the consumer, with the potential to be used in the preparation of foods, such as flour, as it can add nutritional value and contribute to the reduction of waste of agro-industrial products.

Keywords: Conservation; Dendrocalamus asper; mathematical models

INTRODUÇÃO

O bambu é uma planta que pertence à família das gramíneas (Poaceae) e a subfamília Bambusoideae, e está presente na cultura e alimentação da população asiática, além disso, é um material versátil, de fácil cultivo e manejo, que possui fácil crescimento e acesso, assim como, também é rico em nutrientes como vitaminas, minerais, proteínas e fibras, mas possui também componentes que podem ser tóxicos, como os compostos cianidrícos (Amaral et al, 2021), estes podem ser eliminado completamente sob a ação do calor onde ocorre a hidrólise, em glicose, hidroxibenzaldeído e ácido cianídrico (Azzini et al., 1995).

Existe entre 50 a 60 espécies de bambu, nas quais, o broto que possuem são comestíveis, sendo utilizada também para construção civil e para a obtenção de antioxidantes que estão presentes no óleo do bambu. Atualmente os seus benefícios e usos, ainda não são muito conhecidos fora dos países asiáticos, mas ainda está no processo de familiarização e consumo, em outros países (Watanabe, 2016).

Essa vasta produção permite que o bambu tenha diversos destinos de uso, sem comprometer sua reprodução e produção, incluindo desde o mercado de construção até o de alimentação. A utilização do broto de bambu como ingrediente alimentício, poderá contribuir no desenvolvimento de produtos menos calóricos e com maior aporte de fibras (vantagens nutricionais) e na maior diversidade de produtos alimentícios no mercado (Profeta et al., 2023).

A cinética de secagem fornece informações sobre o comportamento da transferência de calor e massa entre o produto e o agente de secagem, normalmente o ar, e pode ser descrita por modelos matemáticos, que possibilitam a obtenção de estimativas do tempo necessário para redução do teor de água do produto, em diferentes condições de secagem (Guedes et al., 2000; Sousa et al., 2011).

Deste modo, se faz importante entender a cinética de secagem, por meio do estudo da transferência de calor e massa, bem como, analisar o produto desidratado e direcionar a aplicação do mesmo para o desenvolvimento de novos produto alimentícios.

MATERIAL E MÉTODOS

As amostras foram adquiridas na estação experimental da UTFPR (Universidade Tecnológica Federal do Paraná) em Dois Vizinhos (UTFPR-DV) e o estudo foi realizado no campus de Pato Branco (UTFPR-PB).

Foi realizada a determinação do teor de umidade inicial na amostra de acordo com as normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz (2008).

O broto de bambu foi descascado e cortado em tamanhos similares, com aproximadamente 0,5 x 0,5 x 0,2 cm e foram cuidadosamente espalhadas em bandejas e levadas em estufa de circulação forçada de ar (Desidratador Pardal PE15) à temperaturas de 60, 70 e 80 ºC. O estudo da cinética de secagem foi estabelecido para as amostras submetidas às condições descritas, mediante acompanhamento da perda de umidade registrada através da variação da massa das amostras em intervalos de tempo predefinidos. As perdas de massa durante a secagem foram obtidas com o auxílio de uma balança semi-analítica. Os ensaios foram prolongados até que atingissem condições de equilíbrio (massa constante). A razão de umidade (RU) foi determinada conforme a Equação 1.

Onde:

RU é a razão de umidade;

U é o teor de água do produto (decimal b.s.);

Ui é o teor de umidade inicial do produto (decimal b.s.);

Ue é o teor de água de equilíbrio do produto (decimal b.s.).

A partir dos dados de perda de massa ao longo da secagem foi determinada a curva de secagem, por meio da avaliação do comportamento da perda de umidade ao longo do tempo, onde foram utilizados modelos semi-empíricos, apresentados na Tabela 1.

Onde:

RU: Razão de umidade do produto (adimensional);

k: coeficiente de secagem;

t: tempo de secagem; e

a: constante do modelo.

Para a construção dos gráficos foi utilizado o programa statistic 12.0, a partir dos dados obtidos.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

A partir dos resultados da cinética de secagem, foram obtidos os ajustes dos modelos matemáticos, bem como os valores do coeficiente de determinação (R²) e qui-quadrado (²), nas diferentes temperaturas estudadas (Tabela 2).

Observou-se que em todos os modelos estudados os valores de R² estão acima de 0,98 e o qui-quadrado próximos a 0,0 (zero) e podem ser utilizados adequadamente para descrever a secagem do bambu. De acordo com o modelo de Lewis os valores do coeficiente de difusão aumentaram com o incremento da temperatura do ar de secagem o que favorece a redução do tempo de secagem, resultando em curvas mais inclinadas devido a maior quantidade de calor transferido do ar para o material.

CONCLUSÃO

Com os resultados obtidos pode-se concluir que o modelo de Henderson e Pabis foi o que melhor representou a cinética de secagem das amostras de bambu, por apresentar o maior índice de correlação e menor qui-quadrado.

A temperatura foi o fator controlador do processo de secagem, pois quanto maior a temperatura de secagem, mais rápido o produto atinge seu equilíbrio termodinâmico.

Devido ao menor tempo de processamento, os resultados do presente trabalho indicam a utilização de temperaturas de secagem de 100 ºC, apesar de que estudos de perdas nutricionais se fazem necessários.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a UTFPR e a Fundação Araucária.

REFERÊNCIAS

Amaral, A.M.P.; Rigol, E.; Sehnl, G.A.R.; Cavalheiro, D.; Perin, L. Caracterização da farinha do broto do bambu (Dendrocalamus asper). Santa Catarina, 2021. In: 31º Seminário de inicialização científica, UDESC.

Azzini A.; leme, P. R.; carvalho, C. L. R.; salgado, A. L. D. B.; Ferreira, V. L. P. Caracterização Bromatológica e Mineral dos resíduos de Broto de Bambu, Visando a sua utilização como Alimento Animal. Nota Instituto Agronômico. Bragantia, Campinas. 1995, v. 54, n. 2, p. 257-261.

Echeverri, L. A. S.; García, M. E. R. Caracterização morfológica e estrutural da fibra de bambu em colmo – Guadua angustifolia Kunth. Ciência florestal, Santa Maria. 2018, v. 28, p. 1676-1687.

Felisberto, M. H. F. Caracterização e avaliação da farinha e amido dos colmos jovens de Dendrocalamus asper, Bambusa tuldoides e Bambusa vulgaris para aplicação em biscoito tipo cookie. Campinas. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia de Alimentos), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), 2018.

Guedes, A. M. & Faria, L. J. G. Determinação da constante de secagem de urucum (Bixa orellana L.) em secador convectivo de leito fixo. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais. 2000, v.2, n.1, p.73-86.

Goetz, N. M.; Kunst, S. R.; Morisso, F. D. P.; Oliveira, C. T.; Machado, T. C. Estudo da eficiência do uso de bambu como bioadsorvente na remoção de azul de metileno. Revista Matéria. 2022, v. 27, p 1517-7076.

Instituto Adolfo Lutz. Normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz: métodos químicos e físicos para análise de alimentos. São Paulo. 4ª Edição, 1ª Edição Digital, 2008. 1020p.

Lazarotto, R.; Molina C. H. A.; Scope, B. C.; Rigo E.;Cavalheiro D.; Sehn G. A. R. Preparação e caracterização do broto de bambu em pó para aplicação como espessante em bebida láctea.  Santa Catarina. 2022. In: 32º Seminário de inicialização científica UDESC.

Marinho, N. P. Características das fibras do bambu (Dendrocalamus giganteus) e potencial de aplicação em painéis de fibra de média de densidade (MDF). 2012. Pós-graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais (PPGEM). Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Curitiba.

Profeta, J. R., Viana, L. M., Batista, J. I. L. F., & Felisberto, M. H. F. Efeito da adição de fibra de broto de bambu em formulação de pão francês. 2023. Brazilian Journal of Development, v.9, n.3, p.10761–10782.

Sousa, F. C., Sousa, E. P., Silva, L. M. M., Martins, J. J. A., Gomes, J. P., & Rocha, A. P. T. Modelagem matemática para descrição da cinética de secagem de polpa de oiti. Campina Grande. Revista Educação Agrícola Superior, 2011, v.26, n.2, p.108-112.

Scurlock, J. M. O., Dayton, D. C., Hames, B. Bamboo: an overlooked biomass resource? Biomass & Bioenergy. 2000, v.19, p 229-244.

Watanabe, L.B. Desenvolvimento e caracterização de pasta de broto de bambu (Dendrocalamus asper). Pós-graduação em ciência dos alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2016