Efeito do campo elétrico moderado como pré-tratamento na secagem convectiva de fatias de berinjela (Solanum melongena L.)

Abstract

A secagem é uma das técnicas mais antigas e, até hoje, mais utilizadas para a conservação dos alimentos. A aplicação de pré-tratamentos é uma alternativa para reduzir custos, tempo de processamento e, em alguns casos, melhorar a qualidade do produto final. O campo elétrico moderado (MEF, do inglês Moderate Electric Field) tem se mostrado eficaz no aumento da taxa de secagem em alimentos quando usado como pré-tratamento ao processo convencional de secagem convectiva. Neste contexto, o presente trabalho objetiva avaliar o comportamento das curvas de secagem em fatias de berinjela sob diferentes condições de temperatura de secagem e tensões de MEF, visando aumentar a taxa de secagem e a difusividade mássica da água nas berinjelas. Para o estudo, um planejamento experimental foi realizado, variando-se a temperatura de secagem (40, 60 e 80 °C) e a tensão (0, 50 e 100 V). O MEF foi aplicado durante um período de 10 min sem efeito térmico, ou seja, mantendo a temperatura das fatias inferiores a 35 °C em todas as amostras. Em seguida, as fatias de berinjela, tratadas e não tratadas com MEF, foram desidratadas em um secador convectivo nas temperaturas predefinidas para o estudo. A solução analítica do modelo de difusão transiente da Segunda Lei de Fick aplicado para uma placa plana foi utilizado para determinar a difusividade da água nas fatias de berinjela. Os resultados obtidos mostraram que a secagem das fatias de berinjelas apresenta somente o período de taxa decrescente, onde o processo é controlado apenas pela difusão interna da água no alimento. As maiores reduções de umidade foram registradas na temperatura mais alta e a aplicação de MEF não apresentou diferenças significativas quando comparado à secagem convencional. Para as condições anteriormente mencionadas, a difusividade efetiva da água na berinjela se estabeleceu nas faixas de 7,09 a 7,23 x 10-10 m2s-1, 1,29 a 1,37 x 10-9 m2s-1 e 1,86 a 2,09 x 10-9 m2s-1 quandosecas nas temperaturas de 40, 60 e 80 °C, respectivamente. Esses resultados indicam que não houve eletroporação do tipo irreversível (rompimento definitivo do tecido vegetal) durante a aplicação de MEF nas fatias berinjela dentro da faixa dos parâmetros de tensões testadas; porém foi verificado uma possível ocorrência de uma eletroporação do tipo reversível. Para a validação dos dados relativos à cinética de secagem, diferentes modelos matemáticos foram avaliados, sendo o modelo de Wang & Singh (1978) aquele que melhor descreveu a cinética de secagem das fatias de berinjela pre-tratadas com MEF a partir dos dados obtidos experimentalmente.

Drying is one of the oldest and most used techniques for food preservation. The application of pre-treatments is an alternative to reduce costs, processing time and, in some cases, improve the quality of the final product. The Moderate Electric Field (MEF) has been shown to be effective in increasing the drying rate in food when used as a pretreatment to the conventional convective drying process. In this context, the present work aims to evaluate the behavior of drying curves in eggplant slices under different drying temperature and MEF voltage conditions, aiming to increase the drying rate and the effective moisture diffusivity in the eggplants. An experimental design was performed by varying the drying temperature (40, 60 and 80 °C) and the voltage (0, 50 and 100 V). The MEF was applied during a period of 10 min with non-thermal effect, that is, keeping the slice temperature below 35 °C in all samples. Then, eggplant slices, treated and not treated with MEF, were submitted to the drying process in a convective drier at the temperatures predefined for the study. The analytical solution of the Fick Second Law transient diffusion model applied to a flat plate was used to determine the effective moisture diffusivity in the eggplant slices. The results showed that eggplant drying presents only the decreasing rate period, where the process is controlled only by the internal diffusion of the moisture in the food. The highest moisture reductions were recorded at the highest temperature and the pretreatment showed no significant differences when compared to conventional drying. For the mentioned conditions, the effective moisture diffusivity in the eggplant was established in the ranges from 7.09 to 7.23 x 10-10 m2s -1, 1.29 to 1.37 x 10-9 m2s -1 and 1.86 to 2.09 x 10-9 m2s-1 when dried at temperatures of 40, 60 and 80 °C, respectively. The results indicate there was no irreversible electroporation (plant tissue disruption) during the application of MEF in the eggplant slices within the range of the voltage parameters tested; however, a possible occurrence of electroporation of the reversible type. For the validation of drying kinetics data, different mathematical models were evaluated, Wang & Singh (1978) model being the one that best described the drying kinetics of eggplant slices pretreated with MEF from experimental data.