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MICRO-ONDAS APLICADAS EM PRODUTOS DE ORIGEM VEGETAL – UMA REVISÃO

Capítulo de livro publicado no livro do II Congresso Brasileiro de Produção Animal e Vegetal: “Produção Animal e Vegetal: Inovações e Atualidades – Vol. 2. Para acessá-lo clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062039-65

Este trabalho foi escrito por:

Vanessa Caroline de Oliveira*; Érica Nascif Rufino Vieira

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

Resumo: O objetivo desta revisão foi apresentar os diferentes métodos de aplicação das micro-ondas em produtos de origem vegetal e os efeitos nas características físico-químicas dos alimentos. As micro-ondas são consideradas um processo térmico usado para secagem, descongelamento, cozimento dos alimentos e outros. É um método rápido e econômico, mas podem alterar as características físico-química do alimento. Por outro lado, estudos apresentam bons resultados em relação as micro-ondas, onde as matrizes vegetais apresentam maior valor nutricional em relação ao teor de polifenóis, ácido ascórbico e atividade antioxidante em alimentos submetidos a esse método, do que quando comparados aos alimentos crus.  Alguns autores recomendam o cozimento por micro-ondas para uso na indústria de serviços de alimentação e também na culinária doméstica, para torna-las mais disponíveis para quantificação nos produtos de origem vegetal. Conclui-se que a utilização das micro-ondas é um método de conservação bastante utilizado na indústria de alimentos, mas na maioria das vezes é utilizado em paralelo com outro método. As micro-ondas reduzem o tempo de processamento do alimento, inibindo o aquecimento excessivo e localizado como acontece com os métodos convencionais. Essa tecnologia têm potencial de aplicação de alta qualidade e eficiência para diversas matrizes vegetais.

Palavras–chave: Cozimento; Descongelamento; Matrizes vegetais; Secagem

Abstract: The objective of this was to present the different feeding methods as microwaves are applied to products of plant origin and the effects on the characteristics of foods. Microwave is considered a thermal process used for drying, thawing, cooking of food and others. It is a quick and economical method, but it can change the physical characteristics of the food. On the other hand, studies show good results in relation to microwaves, where plant matrices have higher nutritional value in relation to the content of polyphenols, ascorbic acid antioxidant when compared to raw foods. Some authors recommend microwave cooking for use in the food industry as well as in cooking, to maximize the nutritional services of plant-based products. It is concluded that the use of microwaves is a method widely used in the food industry, but most of the time it is used in conjunction with another method. Microwaves reduce food processing time by inhibiting excessive and localized heating as with conventional methods. This technology has the potential for application of high quality and efficiency to various plant matrices.

Key Word: Cooking; Thawing; Vegetable matrices; Drying

INTRODUÇÃO

A indústria alimentícia é marcada pela integração entre as tecnologias de ponta e a combinação entre equipamentos e softwares, cada vez mais modernos, possibilitando soluções rápidas para os negócios. O uso de novas tecnologias para o processamento de alimentos atua na inativação e inibição de microrganismos, garantindo maior estabilidade para o armazenamento e proporcionando maior vida útil para o alimento, conservando suas características físico-químicas e nutricionais (1).

Inovações tecnológicas são técnicas aplicadas na indústria de alimentos, tendo como prioridade a conservação do produto, reduzindo a necessidade da utilização de aditivos e conservantes, oferecendo um processamento de fonte limpa (2). Dentre vários avanços tecnológicos, as radiações eletromagnéticas são usadas nos processos industriais. Esse sistema de aquecimento é dividido em radiações não-ionizantes (ôhmico, aquecimento por infravermelho, dielétrico e por indução) e radiações ionizantes (irradiação – raios gama e X). O princípio das radiações ionizantes é a conservação do produto sem que o alimento, tenha um aumento em sua temperatura. Já as não ionizantes, emitem radiação, que provoca a geração de calor no campo elétrico magnético do alimento. (3). As micro-ondas são formadas pelos magnetrons sendo uma válvula que transmite ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda de 1 mm a 1 m (4).

A aplicação das micro-ondas é um método amplamente adotado para alimentos, devido ao rápido aumento de temperatura, esse se aproxima do ponto de ebulição da água. Então, o aumento da pressão de vapor reduz o tempo de cozimento e minimiza a perda de micronutrientes e vitaminas (5).

O objetivo desta revisão foi apresentar os diferentes métodos de aplicação das micro-ondas em produtos de origem vegetal e os efeitos nas características físico-químicas dos alimentos.

Breve histórico

O primeiro Magnetron e o primeiro forno de micro-ondas foram fabricados na Segunda Guerra Mundial, momento em que os americanos perceberam que essas ondas eletromagnéticas aqueciam e cozinhavam os alimentos que estavam expostos próximo a essa fonte de radiação. Após essa descoberta, surgiram os fornos experimentais, porém, esses eram incompatíveis com o uso doméstico em função do tamanho. Para sanar esse problema, foram desenvolvidos fornos com tamanhos menores, sendo possível o uso caseiro (7).

Efeitos das micro-ondas nas características dos alimentos

O tempo e a temperatura de exposição afetam as características de sabor e aroma, prejudicando a qualidade do alimento e resultando em um produto diferente do original (3). Todavia, o aquecimento pode não ser totalmente uniforme devido as características físicas e elétricas do alimento, resultando em regiões frias e quentes em seu interior. Esta falta de uniformidade se dá pelas taxas de energia que são absorvidas diferentemente devido a atividade elétrica (8).

A aplicação de micro-ondas (com uma faixa de frequência de 300 MHz e 300 GHz) em matrizes vegetais aumenta a perda de umidade e dificulta o ganho sólido (9).

Equipamento

O equipamento utilizado para gerar as micro-ondas é magnetron. Ele contém condutores de ondas que podem ser feitos por batelada ou de forma contínua em túneis com esteiras rolantes. A constituição do magnetron se dá por tubos de cobre restrito sob vácuo. O campo elétrico é refletido através dos condutores de ondas, em que se encontra a câmara de aquecimento incidindo essas ondas, sobre o alimento (3). Nos fornos domésticos (com apenas um magnetron) pode-se empregar um agitador ou ventilador metálico situado no ponto em que as micro-ondas entram na cavidade e que reflete as micro-ondas por ela e o prato giratório para passar o alimento várias vezes pelos máximos e pelos mínimos do campo elétrico. Em sistemas industriais, quando a operação é descontínua (cuja a operação se dá em etapas), geralmente aplica movimento oscilatório no produto. Quando o processo é contínuo (existe uma entrada, processamento e saída contínua de matéria-prima) há uma correia transportadora (transparente as micro-ondas) que mantém determinado movimento na cavidade de processamento com o mesmo efeito que o prato giratório. Além disso, distribuem-se vários magnetrons de menor potência (acima e abaixo do produto e inclusive pelas laterais) que melhoram a distribuição de energia na cavidade. Um esquema de diferentes operações em micro-ondas estão representados na Figura 1.

Figura 1 – Operação descontínua e contínua em micro-ondas. Fonte: (3).

Vantagens e desvantagens

Como vantagens esse método apresenta maior rapidez e conveniência em relação aos processos tradicionais como secagem e desidratação por estufa, alguns processos de descongelamento e outros. Na indústria de alimentos é visível o aumento do uso desse processo para diferentes tratamentos no alimento como desidratação, aquecimento, descongelamento e cocção. Além de proporcionar o aumento da vida de prateleira, redução de mão-de-obra e economia de energia. (8).

Como desvantagem, o método de aquecimento não é uniforme limitando sua utilização. Quando as micro-ondas são utilizadas para secagem de alimentos, a maior dificuldade é controlar a temperatura do material na etapa final de secagem podendo resultar em um aquecimento desigual, rompimento da camada mais externa do alimento e menor profundidade de penetração da radiação de micro-ondas (10).

Mas a desuniformidade do aquecimento por micro-ondas faz com que o aquecimento rápido de algumas regiões, impeçam a eliminação de microrganismos do alimento, sendo motivo de futura contaminação (11).

Processos que as micro-ondas são utilizadas

As micro-ondas podem ser utilizadas em diferentes processamentos de matrizes vegetais como secagem, descongelamento e cozimento. Na Tabela 1 apresenta-se pesquisas que utilizaram micro-ondas para diferentes processamentos.

Tabela 1 – Continuação
Tabela 1 – Continuação

A utilização das micro-ondas para secagem acontece de maneira que uma matriz alimentícia úmida absorve a energia de micro-ondas e a converte em calor. Esse calor gerado nos alimentos se deve principalmente a mecanismos dipolares e iônicos. Estes tendem a ser orientados pelo campo elétrico oscilante gerado pelas micro-ondas, tendo como resultado o aquecimento volumétrico do material (22). Este é um processo interessante para a secagem de frutas devido à sua alta taxa de secagem, baixo consumo de energia e preservação de compostos que são sensíveis ao calor (23). Dessa maneira os parâmetros de secagem como potência de micro-ondas, tamanho das amostras e tempo de secagem têm grandes efeitos na taxa de secagem e na qualidade dos produtos secos (24). Nas pesquisas (12, 13, 14, 15), utilizaram diferentes potências e tempo de exposição do processo e obtiveram resultados satisfatórios em relação a preservação de compostos bioativos e otimização do processo.

O congelamento de alimentos é uma tecnologia de conservação amplamente utilizado devido a sua capacidade de manter a qualidade nutricional e as características sensoriais dos alimentos quando descongelado (25). O descongelamento, geralmente é necessário antes do consumo do alimento, e tem de ser feito de forma adequada para manter a qualidade do produto (26). O tempo requerido para o descongelamento é superior ao necessário para o congelamento, devido as diferenças de condutividade e de difusidade térmica da água e do gelo e a impossibilidade de aplicar elevado gradiente de temperatura para não perder as características do produto como cor, textura, sabor e outros (3). Outras formas de descongelamento além da forma convencional, vem sendo estudadas, como o descongelamento assistido por micro-ondas, sendo uma das opções mais populares devido ao menor tempo no processo e eficiência. As pesquisas (16,17) mostraram que a aplicação de micro-ondas pode ser utilizada como um método eficiente para facilitar o processo de descongelamento de matrizes vegetais para preservação de suas características físicas e nutricionais. O trabalho (18) mostrou que as micro-ondas não foram eficazes para o método de descongelamento em rabanetes, descaracterizando o produto e outras tecnologias não convencionais foram mais eficazes, mantendo a qualidade do alimento.

O cozimento por micro-ondas é um método amplamente adotado para alimentos, devido ao rápido aumento de temperatura que se aproxima do ponto de ebulição da água. Nesse processo, o aumento da pressão de vapor reduz o tempo de cozimento e minimiza a perda de vitaminas e micronutrientes presentes na matriz alimentícia (27). Portanto, o cozimento a vapor por micro-ondas pode ser recomendado para cozinhar vegetais, principalmente os esverdeados devido ao aumento da atividade antioxidante, cor e textura dos alimentos, quando comparados ao cozimento convencional (19,20,21).

CONCLUSÕES

Conclui-se que a utilização das micro-ondas é um método de conservação bastante utilizado na indústria de alimentos, mas a maioria das vezes é utilizado em conjunto com outro método. As micro-ondas reduzem o tempo de processamento do alimento, inibindo o aquecimento excessivo e localizado como acontece com os métodos convencionais. Essa tecnologia têm potencial de aplicação de alta qualidade e eficiência para diversas matrizes vegetais para manter a qualidade dos alimentos e preservar suas características de cor, textura, atividade antioxidante e outros.

AGRADECIMENTOS

O presente trabalho foi realizado com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

REFERÊNCIAS

  1. Leistner L, Gorris LGM. Food preservation by hurdle technology. Trends in Food Science & Technology. 1995; 6:41-45.
  2. Mathias SP, Rosenthal A, Gaspar A, Deliza R, Slongo AP, Vicente J et al. Alterações oxidativas (cor e lipídios) em presunto de peru tratado por Alta Pressão Hidrostática (APH). Ciência Tecnologia dos Alimentos. 2010; 30:852- 857.
  3. Ordóñez JA. Componentes dos alimentos e processos: Componentes dos alimentos e processos. 1 ed. Porto Alegre: Artmed; 2005.
  4. Santos KSB, Garavelli SL, Maroja AM. MAGNETRON: Do radar ao forno de micro-ondas. Universidade Católica de Brasília, Brasília, p. 2-3, 2018.
  5. Singh S, Swain S, Singh DR, Salim KM, Nayak D, Roy SD. Changes in phytochemicals, anti-nutrients and antioxidant activity in leafy vegetables by microwave boiling with normal and 5% NaCl solution. Food Chemistery. 2020; 176: 244-253.
  6. Purcell EM. Curso de Física de Berkeley: Eletricidade e Magnetismo. São Paulo: Edgard Blücher; 1973.
  7. Carvalho RP. Temas Atuais de Física: Micro-ondas. Sociedade Brasileira de Física, 1a ed. São Paulo: Livraria da Física; 2005.
  8. Germano PML, Germano MIS. Higiene e vigilância sanitária de alimentos: Qualidade das matérias-primas- doenças transmitidas por alimentos- treinamento de recursos humanos. 4 ed. São Paulo: Manole; 2011.
  9. Figiel A. Microwave application in vacuum drying of fruits. Journal Food Engineering. 1996; 28:203-209.
  10. Zielinska M, Ropelewska E, Xiao HW, Mujumdar AS, Law CL. Review of recent applications and research progress in hybrid and combined microwave-assisted drying of food products: Quality properties. Critical Reviews of Food Science. 2020; 60:2212-2264.
  11. Vadivambal R, Jayas DS. Non-uniform temperature distribution during microwave heating of food materials- a review. Food Bioprocess Technology. 2010; 3:161-171.
  12. Macedo LL, Corrêa JLG, Júnior IP, Araújo C da S, Vimercati WC. Intermittent microwave drying and heated air drying of fresh and isomaltulose (Palatinose) impregnated strawberry. LWT. 2022; 155:112918.
  13. Kria K, Nassar AF. Comparative study of pretreatment on microwave drying of Gala apples (Malus pumila): Effect of blanching, electric field and freezing. LWT. 2022; 165:113693.
  14. Monteiro RL, Carciofi BAM, Laurindo JB. A microwave multi-flash drying process for producing crispy bananas. Journal of Food Engineering. 2016; 178:1-11.
  15. Huong NTT, Thinh PV, Long DV, Long HB, Dat UT, Phat DT et al. Effects of microwave and ultrasound treatment on vitamin C, polyphenols and antioxidant activity of mango (Mangifera indica) during low temperature drying. Materials Today: Proceedings. 2022; 59:781-786.
  16. Chen B, Zhang M, Wang Y, Devahastin S, Yu D. Comparative study of conventional and novel combined modes of microwave- and infrared-assisted thawing on quality of frozen green pepper, carrot and cantaloupe. LWT. 2022; 15:112842.
  17. Watanabe T, Ando Y. Evaluation of heating uniformity and quality attributes during vacuum microwave thawing of frozen apples. LWT. 2021; 150:111997.
  18. Xu B, Chen J, Yuan J, Azam SMRA, Zhang M. Effect of different thawing methods on the efficiency and quality attributes of frozen red radish. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2021; 101:3237-3245.
  19. López-Hernández AA, Ortega-Villarreal AS, Rodríguez JAV, Lomelí MLC, González-Martínez BE. Application of different cooking methods to improve nutritional quality of broccoli (Brassica oleracea var. italica) regarding its compounds content with antioxidant activity. International Journal of Gastronomy and Food Science. 2022; 28:100510.
  20. Therthai LCN, Ratphitagsanti W. Effect of conventional and microwave cooking conditions on quality and antioxidant activity of Chinese kale (Brassica alboglabra). Applied Food Research. 2022; 2:100079.
  21. Lee SW, Kim BK, Han JA. Physical and functional properties of carrots differently cooked within the same hardness-range. LWT. 2018; 93:346-353.
  22. Kumar C, Karim MA. Microwave convective drying of food materials: A critical review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019; 59:379-394.
  23. Huang D, Men K, Tang X, Li W, Sherif SA. Microwave intermittent drying characteristics of camellia oleifera seeds. Journal of Food Process Engineering. 2021; 44:e13608.
  24. Kriaa K, Nassar AF. Study of gala apples (Malus Pumila) thin-layer microwave drying: Drying kinetics, diffusivity, structure and color. Food Science Technology. 2021; 41:483-493.
  25. Bilbao-Sainz C, Sinrod AJG, Dao L, Takeoka G, Williams T, Wood D, et al. Preservation of grape tomato by isochoric freezing. Food Research International. 2021; 143:110228.
  26. Jha PK, Xanthakis E, Chevallier S, Jury V, Le-Bail A. Assessment of freeze damage in fruits and vegetables. Food Research International. 2019; 121:479-496.
  27. Singh S, Swain S, Singh DR, Salim KM, Nayak D, Roy SD. Changes in phytochemicals, anti-nutrients and antioxidant activity in leafy vegetables by microwave boiling with normal and 5% NaCl. Food Chemistry. 2015; 176:244-253.

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