Vida útil pós-colheita de goiaba cv. 'Paluma' submetida ao resfriamento rápido por ar forçado

Post-harvest shelf-life of guava 'Paluma' subjected to forced-air rapid cooling

ARTIGO CIENTÍFICO

Vida útil pós-colheita de goiaba cv. 'Paluma' submetida ao resfriamento rápido por ar forçado¹

Post-harvest shelf-life of guava 'Paluma' subjected to forced-air rapid cooling

Ana Maria de Abreu Siqueira^I; Sandra Maria Lopes dos Santos^I; Beatriz de Sousa e Lima^I; Marcos Rodrigues Amorim Afonso^I; José Maria Correia da CostaII, ^*

^IDepartamento de Tecnologia de Alimentos/UFC, Fortaleza-CE, Brasil, 60.356-000, [e-mail], [e-mail], [e-mail], [e-mail]

^IIDepartamento de Tecnologia de Alimentos, Centro de Ciência Agrária/UFC, Av. Mister Hull, 2977, CEP: Campus do Pici, Fortaleza-CE, Brasil, 60.356-000, [e-mail]

RESUMO

Os métodos de resfriamento rápido pós-colheita são tecnologias empregadas para preservação de frutas e hortaliças, a fim de aumentar a vida útil desses produtos. Neste trabalho, goiabas cv. 'Paluma' foram submetidas ao resfriamento rápido por ar forçado com o objetivo de avaliar as influências do método sobre a vida útil pós-colheita. Para a realização dos experimentos foi utilizado um delineamento composto central rotacional com a finalidade de avaliar as influências do tempo entre colheita e início do resfriamento rápido e a área de abertura das embalagens sobre a vida útil pós-colheita das frutas. Após o resfriamento rápido, as goiabas foram armazenadas em temperatura de 8 ± 3 °C e umidade relativa de 90 ± 3%. A área de abertura das embalagens influenciou significativamente (p < 0,05) da área de abertura das embalagens. O tempo entre a colheita e início do resfriamento rápido influenciou significativamente (p < 0,05) a vida útil pós-colheita das frutas. A diminuição do tempo entre a colheita e o início do resfriamento rápido aumentou a vida útil pós-colheita. O menor tempo de espera, após a colheita das goiabas, para início do resfriamento apresentou a maior vida útil, obtendo notas consideradas baixas na avaliação sensorial somente no 34° dia de armazenamento.

Palavras-chave: Goiaba. Frutas-resfriamento. Frutas-armazenamento.

ABSTRACT

Methods for post-harvest rapid cooling are technologies employed in the preservation of fruits and vegetables in order to increase the shelf life of these products. In this work, fruits of the guava 'Paluma' underwent forced-air rapid cooling with the aim of evaluating the influence of this method on post-harvest shelf life. The tests were carried out using a central composite rotational experimental design, in order to evaluate the influence of both the time between harvest and the beginning of rapid cooling, and the open area between the packaging, on the shelf life of the fruits. After rapid cooling, the fruits were stored at a temperature of 8 ± 3 °C and a relative humidity of 90 ± 3%. The open area between packaging significantly influenced (p < 0.05) the convective heat transfer coefficient in such a way that an increase in area size resulted in an increase in the coefficient. Post-harvest shelf-life was not significantly influenced (p > 0.05) by the open area between the packaging. The time between harvesting and the beginning of rapid cooling significantly influenced (p < 0.05) the post-harvest shelf life of the fruit. A reduction in the time between harvesting and the beginning of rapid cooling increased the post-harvest shelf life. The shortest waiting time, between harvesting the guava and the start of cooling, produced the longest shelf life, receiving what were considered as low grades in the sensory evaluation only from the 34^th day of storage.

Key words: Guava. Fruits-cooling. Fruits-storage.

INTRODUÇÃO

Mudanças fisiológicas de respiração, transpiração e biossíntese são afetadas por fatores intrínsecos (fruto climatérico ou não-climatérico) e extrínsecos (temperatura, etileno, concentração de O₂ e CO₂) e, geralmente, essas alterações influenciam na conservação e qualidade de frutos (BROSNAN; SUN, 2001). Em condições não controladas a respiração leva à rápida senescência dos tecidos vegetais tornando-os susceptíveis ao ataque de microrganismos e à perda de água (DUSSÁN-SARRIA; HONÓRIO, 2005). A taxa respiratória e o amadurecimento comportam-se em resposta a diferentes temperaturas, tipo de estocagem e condições de comercialização (BRON et al., 2005).

A goiaba (Psidium guajava) é um fruto climatérico, apresenta altas taxas de transpiração e perda de massa (AZZOLINI et al., 2005). Devido ao intenso metabolismo durante o amadurecimento, esses frutos senescem rapidamente, impedindo o armazenamento por períodos prolongados, e o controle da respiração e transpiração reduz a velocidade das mudanças fisiológicas, aumentando a vida útil. O controle da respiração e transpiração reduz a velocidade das mudanças fisiológicas, prolongando a vida útil (CARVALHO et al., 2001; RIBEIRO et al., 2005; VILA et al., 2007). O cultivar 'Paluma' é muito explorado comercialmente no Brasil, com frutos de cor vermelha e forma semelhante a uma pera (ALVES; FREITAS, 2006).

O resfriamento dos frutos deve ser iniciado imediatamente após a colheita, e o resfriamento rápido propõe uma rápida remoção do calor do produto recém-colhido, antes da estocagem e/ou transporte, ambos refrigerados (CORTEZ; HONÓRIO; MORETTI, 2002). Os quatro principais métodos de resfriamento rápido são: por ar forçado, com água gelada, com gelo e a vácuo (TERUEL; CORTEZ; NEVES FILHO, 2003). No sistema de resfriamento rápido por ar forçado, o ar é forçado através dos produtos reduzindo o tempo de resfriamento dos mesmos (CORTEZ; HONÓRIO; MORETTI, 2002).

As embalagens contendo os frutos são colocadas lado a lado formando um túnel. O ventilador trabalha como um exaustor succionando o ar refrigerado que sai do evaporador sendo forçado a passar transversalmente entre os frutos, o qual é fechado na parte frontal e superior com uma lona. O processo de resfriamento está ligado estritamente à temperatura e propriedades dos produtos, assim, o efeito das propriedades térmicas, tais como, condutividade térmica, calor específico e difusividade térmica, influenciam diretamente no processo de resfriamento (TERUEL; CORTEZ; NEVES FILHO, 2003).

As embalagens possuem grande influência neste método, devem ter aberturas e distribuídas de forma a facilitar a movimentação do ar através delas, promovendo uma efetiva troca de calor entre o produto e o ar (CORTEZ; HONÓRIO; MORETTI, 2002). Tais aberturas devem ter, no mínimo, 5% da área efetiva para a passagem do ar, devendo estar corretamente distribuídas para garantir a uniformidade do resfriamento (DUSSÁN-SARRIA; HONÓRIO, 2005).

Em função do exposto, o objetivo deste trabalho foi aplicar resfriamento rápido por ar forçado em goiaba, avaliando sua influência na vida útil pós-colheita, utilizando diferentes áreas de abertura nas embalagens e tempo entre a colheita e a aplicação do resfriamento rápido. Objetivou-se também determinar as velocidades do ar e os coeficientes convectivos de transferência de calor durante o processo de resfriamento rápido por ar forçado da goiaba.

MATERIAL E MÉTODOS

As goiabas cv. 'Paluma' foram adquiridas em fazenda produtora do Estado do Ceará e embaladas em caixas tipo exportação, confeccionadas em papelão ondulado, com as dimensões externas: 31,5 x 26,5 x 8,3 cm. Para a realização dos experimentos foi aplicado o delineamento composto central rotacional (DCCR) com duas variáveis independentes variando seus valores em quatro níveis (Tabela 1). As respostas de interesse foram: a vida útil pós-colheita e o coeficiente convectivo de transferência de calor. Foram realizados 11 experimentos incluindo 4 pontos axiais e 3 repetições no ponto central (Tabela 2).

As caixas contendo os frutos foram dispostas na câmara em duas fileiras, formando o túnel de resfriamento e cobertas com uma lona. Durante todo o processo foram monitoradas as temperaturas dos frutos e da entrada do ar no exaustor através de termopares do tipo 'T' AWG24 e AWG30, sendo inseridos no centro dos frutos, em pontos distintos das embalagens. O sistema de aquisição dos dados utilizado foi o Dattalogger/NOVUS Ltda. e os dados armazenados através do software de comunicação Fieldchart.

A abordagem foi considerada para um produto de formato esférico de raio R e a transferência de calor assumiu-se em uma direção no sentido do raio do fruto. Com as propriedades físicas (raio da fruta, conteúdo de água, volume e massa), foram calculadas as propriedades térmicas: condutividade térmica 'κ' (Wm^-1 °C^-1) e a difusividade térmica 'α' (m² s^-1), conforme equações 1 e 2, respectivamente (DUSSÁN-SARRIA; HONÓRIO, 2004; NUNES et al., 2002; RIBEIRO et al., 2002).

Onde: U - refere-se ao conteúdo de água (%), α_w - a difusividade térmica da água à temperatura do produto, para 20 °C pode-se assumir como 0,148x10-6 m²s^-1.

Com base nos dados experimentais foram construídas as curvas de resfriamento, feito o ajuste ao modelo, representado pela equação 3, e determinados os coeficientes de resfriamento (a) (AMENDOLA; SARRIA; RABELLO, 2009):

Onde: "t" - representa o tempo de resfriamento (min), "J" - o fator de atraso, "a" - o coeficiente de resfriamento (h^-1), "T" - a temperatura no centro do fruto durante o resfriamento (°C), "Ta" - a temperatura do ar (°C) e, "Ti" - a temperatura inicial da fruta (°C).

O coeficiente convectivo de transferência de calor, hc (W m^-2 ºC), foi calculado através da equação 4, onde R é o raio médio das goiabas (AMENDOLA; SARRIA; RABELLO, 2009).

Para cada ensaio foi construída a curva dos valores experimentais, sendo representadas graficamente em função da taxa adimensional de temperatura a partir dos cálculos efetuados com base na equação 4, e confrontada na mesma figura com a curva teórica.

Os onze experimentos em estudo foram submetidos à análise sensorial de aceitação, avaliados em relação à cor da polpa, cor da casca e impressão global, utilizando escala hedônica estruturada de 9 pontos, variando de 9 "gostei muitíssimo" a 1 "desgostei muitíssimo" (MINIM, 2006). Na mesma ficha foi incluída a escala de intenção de compra estruturada de 5 pontos, vaiando de 5 "certamente compraria" a 1 "certamente não compraria". A análise sensorial foi realizada a cada cinco dias, com 30 julgadores não treinados, os frutos foram partidos ao meio e apresentados de forma monádica, ou seja, uma amostra de cada vez, com ordem de apresentação balanceada, de forma a evitar vícios nos resultados (GARRUTI et al., 2003). Servidos em blocos completos casualizados em bandejas de polietileno tereftalato, codificadas com números de três dígitos aleatórios.

Para o delineamento experimental a análise estatística foi realizada com o auxílio do programa operacional Statistica, versão 7.0, através da metodologia de superfície de resposta (RSM) e os gráficos elaborados pelo próprio programa. Os coeficientes de regressão para termos lineares, quadráticos e interação foram determinados por regressão linear múltipla (MLR) e a significância de cada coeficiente de regressão foi avaliada estatisticamente pelo valor-t a partir do erro puro obtido das replicatas do ponto central. A análise de variância (ANOVA) foi aplicada para validar o modelo e os coeficientes de regressão foram utilizados para gerar as superfícies de resposta.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados da umidade e das propriedades térmicas de goiaba cv. 'Paluma' estão apresentados na Tabela 3. A média do conteúdo de água encontrado da goiaba cv. 'Paluma' para os onze experimentos foi de 83,68 ± 3,22% (Tabela 3). Queiroz et al. (2008) encontraram valores de 86,7 ± 1,1% de conteúdo de água para a cultivar 'Pedro Sato'. A massa média dos frutos foi de 151,92 ± 11,05 g.

Para as goiabas resfriadas com ar forçado nas diferentes condições aplicadas, verificou-se que o tempo de resfriamento variou entre 62,0 e 96,5 minutos até que a temperatura média dos frutos atingisse a temperatura de 8,2 °C. Os resultados da condutividade térmica (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados por Siqueira et al. (2008) para goiaba cv. 'Paluma' que foi de 0,59 W m^-1 °C.

A curva apresentada pela Figura 1 mostra a variação da temperatura durante resfriamento rápido de goiaba cv. 'Paluma' embalada em caixa de papelão com área de abertura de 10,98% e 28 horas e 15 minutos após a colheita. O comportamento desta curva é semelhante ao encontrado por Teruel et al. (2001), na aplicação de resfriamento rápido por ar forçado na laranja e banana e também por Siqueira et al. (2008), na aplicação em goiaba. De acordo com Dussán-sarria e Honório (2005), quando frutos são expostos a maiores velocidades do ar, como no caso do resfriamento rápido por ar forçado, o processo de transferência de calor é mais rápido devido aos maiores valores de coeficiente convectivo de transferência de calor.

O experimento com maior área de abertura apresentou o maior coeficiente convectivo de transferência de calor. No experimento no qual foi utilizada a menor área de abertura resultou no menor valor do coeficiente convectivo de transferência de calor, valores baixos deste parâmetro refletem em uma baixa intensidade no processo de transferência de calor (TERUEL et al., 2001).

As notas da análise sensorial para os parâmetros aparência interna (cor da polpa), aparência externa (cor da casca), aspecto geral e intenção de compra no último dia da vida útil dos frutos são apresentadas na Tabela 4. Na escala hedônica de 9 pontos as amostras são consideradas aceitas quando recebem, em média, nota superior a 5, 'nem gostei, nem desgostei'. No entanto o parâmetro intenção de compra foi quem determinou o fim da vida útil pós-colheita, no qual foi utilizada escala hedônica de 5 pontos, considerando notas menores a 3 'talvez comprasse, talvez não comprasse' como limite para rejeição do produto.

Com relação ao atributo aparência interna foi observado diferença significativa ao nível de 5% entre os experimentos de resfriamento rápido no decorrer de 28 dias de armazenamento.

Os menores tempos de vida útil, segundo a avaliação sensorial, são observados nos experimentos E2 e E11, cujos tempos entre colheita e início do resfriamento foram os maiores adotados no planejamento experimental. Em contrapartida, para o experimento E10, equivalente ao menor tempo entre a colheita e o início do resfriamento rápido, obteve rejeição dos provadores somente no 34º dia de armazenamento, constatando que o tempo entre a colheita e a aplicação desta tecnologia influencia na vida útil pós-colheita dos produtos. Confirmando estudos realizados por Sun e Brosnan (1999), que o tempo de espera após a colheita, antes da etapa de refrigeração, influenciará na deterioração desses produtos. Devido à grande variedade inerente aos testes que envolvem frutos, foram considerados significativos os parâmetros com ρ-valores menores que 10% (p < 0,1).

Os valores experimentais das variáveis respostas, vida útil (dias) e coeficiente convectivo de transferência de calor (W m^-2 °C), são apresentados na Tabela 5.

De acordo com o teste t-Student em nível de significância de 0,10, a variável resposta "vida útil" varia linearmente com a variável "tempo entre colheita e resfriamento". Este resultado sugere a influência direta do tempo entre a colheita e a aplicação do resfriamento rápido na vida útil pós-colheita de goiaba, quanto menor esse tempo, maior será a vida útil do produto.

A superfície de resposta gerada pelo modelo da variável independente vida útil pós-colheita em relação às variáveis independentes: área de abertura das embalagens e tempo entre colheita e resfriamento é apresentada na Figura 2. Percebe-se que quanto menor o tempo para a aplicação do resfriamento rápido, maior a vida útil pós-colheita do produto.

Confirmando, assim, que o quanto antes um produto vegetal atingir a sua temperatura ideal de estocagem, maior será a vida útil pós-colheita, como já concluído por diversos autores (SUN; BROSNAN, 1999; TERUEL et al., 2002).

De acordo com o teste t-Student em nível de 0,10, a variável resposta "coeficiente convectivo de transferência de calor" varia linearmente com a variável "área de abertura". Sabe-se que quanto maior for a área de superfície exposta, maior será o coeficiente convectivo de transferência de calor, como afirmado por Vissotto et al. (1999). A superfície apresentada na Figura 3 concorda com tal afirmação. Segundo ASHRAE (1994), o resfriamento com ar forçado de produtos hortícolas depende da velocidade de ar e das condições termodinâmicas do ar circundante. Quanto maior a área de abertura das embalagens, maior a vazão do ar circundante e, consequentemente, maior coeficiente de resfriamento e, portanto, maior coeficiente convectivo de transferência de calor (Figura 3).

O experimento E09 com maior área de abertura apresentou o maior valor de coeficiente convectivo de transferência de calor e o E08 com menor área apresentou o menor valor para este mesmo parâmetro. Para os demais experimentos a média deste parâmetro foi de 31,10 ± 2,94 W m^-2 °C. Dússan-Sarria e Honório (2005) afirmam que o tipo de embalagem, dimensões, área de abertura e o tipo de arranjo das mesmas no resfriamento também influenciam nos valores deste parâmetro.

CONCLUSÕES

1. O resfriamento rápido por ar forçado é uma tecnologia pós-colheita adequada para a conservação de goiabas cv. 'Paluma' em até 38 dias armazenadas a 8 ± 3 °C e umidade relativa de 90 ± 3%;

2. O tempo entre a colheita e a aplicação do resfriamento rápido por ar forçado é a variável que mais influencia estatisticamente o tempo de vida útil pós-colheita de goiaba cv. 'Paluma'. Nas condições deste trabalho ficou evidenciado que quanto menor o tempo à espera do inicio da refrigeração, maior a vida útil pós-colheita do produto;

3. A variação das áreas de abertura das caixas utilizadas neste trabalho para permitir a passagem do ar frio não influenciou estatisticamente a vida útil pós-colheita do produto. No entanto, tal variação influenciou nos valores do coeficiente convectivo de transferência de calor.

Recebido para publicação em 25/11/2010

Aprovado em 08/09/2013

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*

Autor para correspondência

1

Parte da Dissertação de Mestrado da primeira autora apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos da UFC

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  02 Dez 2013
• Data do Fascículo
  Mar 2014

Histórico

• Recebido
  25 Nov 2010
• Aceito
  08 Set 2013