Autoras: Mirielle Teixeira Lourenço1; Nicole Marina Almeida Maia1; Vanessa Caroline de Oliveira2; Maria José do Amaral e Paiva12; Érica Nascif Rufino Vieira3.
1Mestranda em Ciência e Tecnologia de Alimentos – Universidade Federal de Viçosa 2 Doutoranda em Ciência e Tecnologia de Alimentos – Universidade Federal de Viçosa 3Professora do Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos – Universidade Federal de Viçosa
Preservação de Frutas e Vegetais e sua Importância na Promoção da Saúde
Com base em estudos atuais, em uma dieta equilibrada, as frutas e os legumes são essenciais. Estudos mostram e investigam que dietas ricas em frutas e vegetais promovem a saúde e reduzem o risco de doenças cardiovasculares e diversas outras. Esses alimentos são importantes fonte de vitaminas, minerais, antioxidantes e fibras, desempenhando papel de suma importância na prevenção de doenças. No entanto, esse grupo de alimentos são muito perecíveis e propícios a deterioração, tendo perdas de qualidade e valor nutricional (1).
Frutas e vegetais secos são amplamente utilizados pela indústria, dessa maneira a liofilização é um método de secagem que remove a água dos alimentos interrompendo o crescimento de microrganismo deteriorantes, mantendo as características sensoriais e nutricionais desses alimentos, sendo assim uma técnica promissora de secagem. Porém, vale ressaltar que algumas vitaminas, principalmente as solúveis em água podem sofrer alguma perda durante o processo, tudo vai depender da matriz, das condições do processo e do armazenamento do produto (2).
Liofilização: Uma Promissora Técnica de Secagem
A liofilização representada na Figura 1 é um processo de secagem muito utilizado na indústria de alimentos que envolve a remoção da água presente nos alimentos por sublimação, ou seja, a água livre presente no alimento é congelada, em seguida é passada para o estado gasoso. Essa técnica preserva a estrutura celular dos alimentos, mantendo suas características físicas e nutricionais, além de prolongar sua vida útil (3). A liofilização tem sido amplamente utilizada na produção de alimentos de origem vegetal, permitindo a disponibilidade de produtos de qualidade em períodos sazonais e proporcionando maior oferta para os consumidores, visto que a técnica permite manter aspectos sensoriais e nutricionais do produtos (4).
O processo de liofilização pode ser aplicado a pressão atmosférica ou sob a vácuo, realizada por duas etapas principais: congelamento e sublimação (com secagem primária e secundária). Com isso, durante o congelamento, o alimento é resfriado rapidamente a temperaturas abaixo de zero, formando cristais de gelo, logo em seguida, ocorre a sublimação, na qual a pressão é reduzida e o gelo é convertido diretamente em vapor, sem passar pelo estado líquido, ao final ocorre uma etapa de dessorção, acontecendo a remoção do vapor de água do sistema, resultando em um produto liofilizado (5).
A etapa de congelamento em um processo de liofilização é a primeira operação a ser realizada, dessa maneira é um etapa crítica, a maior parte da água presente no alimento e convertida em sólido formando redes de cristais de gelo, quando ocorre a formação de cristais de gelo grandes eles podem criar um estrutura densa dificultando a sublimação da água durante a secagem, mas quando se tem formações de cristais de gelos pequenos, a área de superfície será maior facilitando a sublimação, visto isso a morfologia, tamanho e distribuição de tamanho de cristal de gelo pode influenciar na secagem do produto. Ademais a temperatura para congelamento geralmente é abaixo de 0°C (6).
Logo após o congelamento, dá início a etapa de sublimação, onde ocorre a primeira etapa de secagem, portanto é necessário que a pressão no sistema de liofilização seja menor ou próximo á pressão de vapor de equilíbrio do produto congelado. Vale relatar que nessa etapa a temperatura da camada congelada pode ser mantida abaixo de -10°C. Quando vai acontecendo a sublimação do gelo uma camada porosa de material seco vai sendo formada, dessa maneira o vapor vai sendo transportado por ela. Durante o processo pode acontecer a dessorção da água sorvida na camada seca, afetando o fluxo de calor na interface de sublimação. A primeira etapa se encerra quando não há mais camada congelada, a segunda secagem se inicia no final dessa etapa (7).
Na etapa secundária ocorre a remoção da água que não congelou, ou seja, a água sorvida é removida por sublimação, passando do estado sólido para o estado gasoso, nessa etapa a temperatura é aumentada, enquanto a pressão é mantida, permitindo que a água sorvida vaporize sem derreter. Ademias, nessa secagem vários fatores influenciam como pressão, temperatura, área de superfície do produto e taxa de transferência de calor. Visto isso, essa etapa de secagem é de suma importância para se ter uma remoção completa da água para obtenção de um produto final liofilizado estável e de qualidade (8).
Alimentos Liofilizados: Praticidade, Qualidade e Aplicações na Indústria Alimentícia
Diversos tipos de alimentos são encontrados no mercado na forma liofilizada, oferecendo praticidade e qualidade ao consumidor. As frutas liofilizadas são saudáveis e práticas e podem ser adicionadas em cereais, sobremesas e iogurtes. Os vegetais liofilizado podem ser adicionados em molhos, saladas, sopas ou como acompanhantes nos pratos principais (9).
Zhao et al. (10) compararam no estudo as propriedades físico-químicas e funcionais de dois tipos de proteína de arroz isolada submetidos a diferentes métodos de secagem: por liofilização ou secagem por pulverização, eles observaram que a técnica de liofilização revelou ter uma maior estabilidade térmica e uma maior capacidade de retenção de água/óleo, sendo muito útil para produção de salsichas e panificações.
Ademais, a remoção da água pelo processo impede o crescimento microbiano e a deterioração por reações enzimáticas, contribuindo para conservação dos alimentos por períodos logos, sem adição de aditivos químicos. Um estudo realizado com extratos aquosos liofilizados de farinhas vegetais demostrou estabilidade nas preparações enzimáticas por 6 meses, esse período facilitou o uso prático desse extrato nos bioprocessos desenvolvidos (12).
Um estudo avaliou a influência de diferentes condições de liofilização nas características físico-químicas e sensoriais do umbu em pó, os resultados indicaram que a liofilização na produção de um pó foi adequada dentro dos padrões para alimentos desidratados e fonte de vitamina C, e as variações nas condições de tempo e temperatura durante o processo de liofilização não afetaram significativamente as características físico-químicas e sensoriais do produto final, mas vale ressaltar que essas condições podem variar dependendo do produto analisado (13).
Dessa forma, a liofilização é um processamento que permite uma retenção de nutrientes essenciais que contém nos alimentos, pois durante o processo baixas temperaturas são aplicadas, minimizando a perda de minerais, vitaminas e compostos bioativos, tendo assim uma possibilidade de fornecer aos consumidores os benefícios semelhantes dos alimentos fresco/in natura. Uma técnica vantajosa na produção de produtos à base vegetal, a mesma consegue manter os nutrientes, a textura, aparência, sabor e aroma semelhante aos alimentos frescos, esses aspectos são de suma importância para aceitação dos produtos liofilizados pelos consumidores. Além disso, com a remoção da água, a liofilização se destaca pela capacidade de prolongar a vida útil desses produtos sendo uma vantagem, principalmente para alimentos sazonais. Portanto a liofilização é uma tecnologia importante e promissora que pode desempenhar um papel crucial na indústria de alimentos de origem vegetal.
REFERÊNCIAS:
1. Hidangmayum KS, Hulle NRS, Rao PS. Effect of high pressure pretreatment on the drying characteristics of the beetroot (Beta vulgaris) cubes. J Agric Food Res. 2023;11:100493.
2. Karam MC, Petit J, Zimmer D, Djantou EB, Scher J. Effects of drying and grinding in production of fruit and vegetable powders: A review. J Food Eng. 2016;188:32-49.
3. Carpes ST, Pereira D, Moura CD, Reis ASD, Silva LD, Oldoni TLC, et al. Lyophilized and microencapsulated extracts of grape pomace from winemaking industry to prevent lipid oxidation in chicken pâté. Braz J Food Technol. 2020;23.
4. Bhatta S, Stevanovic Janezic T, Ratti C. Freeze-drying of plant-based foods. Foods. 2020;9(1):87.
5. Oikonomopoulou VP, Krokida MK. Novel aspects of formation of food structure during drying. Drying Technol. 2013;31(9):990-1007.
6. Assegehegn G, et al. The importance of understanding the freezing step and its impact on freeze-drying process performance. J Pharm Sci. 2019;108(4):1378-1395.
7. Mortier STF, Van Bockstal PJ, Corver J, Nopens I, Gernaey KV, De Beer T. Uncertainty analysis as essential step in the establishment of the dynamic Design Space of primary drying during freeze-drying. Eur J Pharm Biopharm. 2016;103:71-83.
8. Duan X, Yang X, Ren G, Pang Y, Liu L, Liu Y. Technical aspects in freeze-drying of foods. Drying Technol. 2016;34(11):1271-1285.
9. Duan X, Yang X, Ren G, Pang Y, Liu L, Liu Y. Aspectos técnicos na liofilização de alimentos. Drying Technol. 2016;34(11):1271-1285.
10. Zhao Q, Xiong H, Selomulya C, Chen XD, Huang S, Ruan X, et al. Effects of spray drying and freeze drying on the properties of protein isolate from rice dreg protein. Food Bioprocess Technol. 2013;6:1759-1769.
11. Nunes JC, Lago MG, Castelo-Branco VN, Oliveira FR, Torres AG, Perrone D, et al. Effect of drying method on volatile compounds, phenolic profile and antioxidant capacity of guava powders. Food Chem. 2016;197:881-890.
12. Sanfilippo C, Paterna A, Biondi DM, Patti A. Lyophilized extracts from vegetable flours as valuable alternatives to purified oxygenases for the synthesis of oxylipins. Bioorg Chem. 2019;93:103325.
13. De Araujo EJS, Dos Santos JAB, Narain N. Avaliação da influência de diferentes condições de liofilização nas características físico-químicas e sensoriais do umbu em pó. Braz J Dev. 2020;6(9):68815-68821.
