Efeito do armazenamento na textura: fruta

Quando um produto alimentício é armazenado, sua textura muda de várias maneiras, quase sempre diminuindo a qualidade do produto. 

Um alto prazo de validade é útil aos olhos do fabricante, e entender os processos por trás da degradação dos alimentos no armazenamento é a chave para melhorar esse prazo de validade, quando possível.

A textura tem suas raízes na estrutura dos alimentos, do nível molecular ao macroscópico, e compreender as mudanças no alimento em cada um desses níveis ajuda a explicar as mudanças na textura que ocorrem durante o armazenamento.

Essas mudanças são geralmente causadas por mudanças na umidade, reações em polímeros alimentares (que podem levar à reticulação ou endurecimento) ou por ação enzimática. A ação da enzima pode ser benéfica (amadurecimento da carne, queijo e frutas) ou desfavorável (deterioração da fruta). As mudanças causadas pelas variações de umidade dependem do nível de umidade inicial na amostra de alimento e, portanto, de suas propriedades texturais. A umidade pode ser ganha, perdida ou se mover pela estrutura do alimento.
 

• Se um alimento com pouca umidade, como um biscoito, ganha água, a crocância se perde e a dureza se desenvolve. Essas mudanças podem fazer com que a comida fique empapada.
• Se um alimento com alto teor de umidade, como uma cenoura, perde água, sua suculência e crocância serão perdidas e o alimento ficará flácido.
• Se um alimento de umidade média, como o bolo, perder água, ele ficará seco. Quando é mordido, a umidade passa da boca para a amostra, e não o contrário.
• O rearranjo da umidade ocorre em sistemas alimentares complexos, como o pão.

As mudanças na textura durante o período de armazenamento de uma amostra de alimento podem ser medidas com precisão e eficiência usando um Analisador de Textura. A série de posts a seguir discute o impacto do armazenamento na textura em diferentes tipos de alimentos e como essas diferentes amostras podem ser medidas de forma mais eficaz.

Fruta 

Fruta é altamente valorizada pelas suas fibras, vitaminas e propriedades sensoriais apelativas como sabor, textura, cor e aroma. A textura de uma fruta é determinada pela estrutura e química de seu tecido carnoso rico em nutrientes, o parênquima. Quando um pedaço de fruta é mordido, esse tecido se quebra facilmente para expelir seu conteúdo à base de água, e é essa ação de rebentar que dá à fruta sua textura desejável.

Geralmente, as células da polpa da fruta têm uma fina parede celular primária. Nessa parede, a celulose proporciona rigidez e resistência ao rasgo, e as substâncias pécticas conferem plasticidade e a capacidade de esticar a parede. O tecido da carne é rígido devido à pressão de turgor exercida pelo conteúdo da célula à base de água contra a parede, mantendo-a sob tensão. A turgidez da célula é importante, pois confere crocância à fruta. A resistência mecânica da parede celular também tem um papel a desempenhar na rigidez do tecido cárneo.

Quando a fruta amadurece e se deteriora (passa por senescência), a alteração textural mais importante é o amolecimento do tecido, que é causado por alterações estruturais na lamela média (uma camada que cimenta as paredes celulares de duas células adjacentes) e a parede celular primária. Isso ocorre devido à degradação enzimática e solubilização de materiais pécticos.

Amadurecimento e senescência acontecem por três processos principais:

1. As paredes celulares enfraquecem - as ligações intermoleculares nos polímeros da parede celular se rompem

2. A adesão intercelular reduz - a lamela do meio é degradada por enzimas e as células adjacentes se separam, causando amolecimento do tecido e perda de coesão

3. Turgor celular perdido

Essas mudanças levam à separação das células e à diminuição da resistência às forças aplicadas. O consumidor observará mudanças físicas como perda de umidade e redistribuição, conferindo aspecto enrugado e deterioração da textura da fruta.

O amaciamento de frutas diferentes ocorre em intervalos de tempo muito diferentes, desde framboesas que têm uma vida útil de alguns dias, até maçãs que podem ser armazenadas por muitos meses sem que ocorra qualquer amolecimento perceptível. Algumas frutas, como maçãs, têm uma camada de cera, o que pode retardar a perda de umidade.

Frutas frescas

Causas naturais de amadurecimento e senescência

Dependendo do tipo de fruta e de sua idade em relação ao seu ciclo de vida, o armazenamento pode causar alterações úteis ou prejudiciais à textura da fruta fresca.

• Frutas que são resistentes ao estresse mecânico e ainda firmes quando maduras geralmente não têm nenhum benefício textural por serem armazenadas, embora uma pequena quantidade de amolecimento possa tornar a fruta mais atraente em alguns casos, por exemplo, maçãs. Esses frutos mudam de firmes, crocantes, suculentos e celulares quando maduros para flácidos, secos e não celulares quando maduros demais.
   
• A fruta que amolece muito durante o amadurecimento tem uma vida útil mais curta. O armazenamento em atmosfera controlada pode atrasar o início do amadurecimento em alguns casos, por exemplo, peras. Esses frutos mudam de macios, mas maleáveis, suculentos e carnudos, e formando um bolo carnudo na boca quando maduros para excessivamente macios, aquosos (às vezes secos) e não oferecendo resistência a morder quando maduros demais.
   
• Frutas delicadas que são facilmente danificadas por estresse mecânico são colhidas quando estão maduras, mas ainda não maduras, por exemplo, morangos. O amadurecimento é projetado para ocorrer durante o armazenamento e, portanto, pode-se dizer que o armazenamento é benéfico para a textura dessas amostras. No entanto, sua vida útil de armazenamento é frequentemente curta, pois eles se movem rapidamente de maduros (textura macia) para maduros demais (textura pastosa)

A taxa e a extensão das mudanças texturais são controladas mantendo a fruta em armazenamento em atmosfera modificada ou controlada. Por exemplo, baixos níveis de oxigênio podem reduzir o amolecimento da maçã durante o armazenamento. O armazenamento a frio retarda os processos metabólicos que causam amadurecimento excessivo, mas pode resultar em lesão do tecido com frutas sensíveis ao frio (por exemplo, bananas). A lesão pode incluir alagamento, escurecimento enzimático e colapso das células abaixo da pele, causando corrosão. Por exemplo, em pêssegos, a quebra interna no armazenamento a frio resulta em uma textura seca e farinhenta ou lanosa.

O frescor e a qualidade geral de muitas frutas frescas podem ser medidos usando um teste de penetração. Por exemplo, a penetração de uma sonda cilíndrica de 2 mm em uma uva pode fornecer duas medições importantes - a força e a distância até o bioproduto. À medida que a sonda começa a penetrar, a amostra se deforma sob a força aplicada, mas não há perfuração dos tecidos. Este estágio termina abruptamente quando a sonda perfura a pele e começa a penetrar na amostra de carne, geralmente chamada de ponto de bio-rendimento. O perfil de força após este ponto significa penetração na polpa subjacente da fruta e indica que esta é substancialmente mais macia do que a casca. Para uma amostra mais dura, como uma maçã,

Em alguns casos, um teste de corte pode ser mais útil. Por exemplo, na indústria de pêssego, a firmeza é medida usando um teste de corte em fatias de pêssego com um conjunto de lâmina ou lâmina de faca leve. Pêssegos não são adequados para testes de punção, pois um teste de punção pega muito da firmeza ponto a ponto de um pêssego variabilidade essencial. Além disso, pêssegos recém-colhidos podem ser extremamente firmes, portanto, um método de teste em massa, como o uso de uma célula de cisalhamento Kramer, não é possível em instrumentos de coluna única, com forças facilmente excedendo 100 kg. Com o uso de um conjunto de lâminas e um teste Repetir até a contagem, um grande número de amostras de cunha pode ser testado em rápida sucessão dentro da mesma execução de teste.

Danos mecânicos que causam danos

As tensões e as deformações impostas às frutas durante o armazenamento e o transporte têm efeitos adversos em sua textura. O armazenamento a granel coloca a fruta em compressão lenta por um longo período de tempo, enquanto o carregamento de impacto pode ocorrer se ela cair. Este dano pode ser reduzido com procedimentos de manuseio e embalagem aprimorados. Uma embalagem deve amortecer a fruta e absorver a maior parte da energia mecânica que a prejudica. O estresse normal pode causar clivagem na fruta, enquanto o estresse de cisalhamento tende a causar hematomas. Isso é causado pelo rompimento das células quando a tensão de cisalhamento excede sua resistência mecânica (rendimento).

Qualquer fruto terá uma resistência diferente a ambos os tipos de estresse, dependendo do estágio de maturação.

A seguir estão três exemplos de danos mecânicos:

• Maçãs: hematomas visíveis
   
• Laranjas: lesão interna, causando ruptura
   
• Pêssegos: linhas de rasgo de contusões de impacto, ou escurecimento e rasgo da fibra próximo ao caroço após as forças de compressão

Para avaliar a resistência de uma fruta à clivagem, um teste de curvatura em uma amostra de formato regular pode ser realizado. Uma plataforma de dobra de três pontos é necessária para esta medição. A resistência à flexão da amostra (força máxima) e a tenacidade (área sob a curva) fornecem informações úteis sobre a resistência à clivagem da fruta, pois a facilidade de clivagem depende da dureza da estrutura do tecido, a energia necessária para romper em uma determinada seção transversal. Além disso, o ruído emitido durante este teste pode ser medido e analisado usando um Detector de Envelope Acústico.

Os danos do impacto são tradicionalmente medidos jogando amostras de frutas em uma superfície dura e fazendo uma estimativa do volume do hematoma, ou impactando a fruta com um pêndulo. A extensão da descoloração também é estudada.

Alternativamente, o potencial de contusões de frutas, como maçãs, pode ser medido usando compressão estática contínua em um analisador de textura, para simular as condições de armazenamento. Uma placa de compressão de 75 mm é usada para pressionar a superfície de uma maçã inteira. Inicialmente, a amostra deforma sob a força aplicada, mas não há quebra aparente do produto. 

Conforme a distância de compressão aumenta, pequenos picos são vistos no perfil do gráfico, cada pico indicando uma falha compressiva da amostra que contribui para a formação de uma contusão. Esta etapa termina abruptamente quando a amostra se divide ou racha e é indicada por uma grande diminuição na força. Quanto maior a distância em que isso ocorre, maior é a capacidade de suportar a compressão sem quebrar a amostra. Após o teste, a maçã pode ser inspecionada e o volume do hematoma estimado.

Normalmente, é desejável que, enquanto está maduro, o fruto ainda mantenha um alto grau de resistência mecânica para proteger o fruto de danos, como hematomas, durante o transporte e manuseio. O nível de danos sofridos pela cultura durante a colheita e manuseio pode afetar consideravelmente sua vida comercial.

O volume do hematoma está relacionado à energia absorvida no impacto. Isso pode ser reduzido melhorando a embalagem para absorver mais energia, em vez de a fruta absorvê-la.

Frutas em conserva

Frutas geralmente são conservadas por congelamento, secagem e enlatamento.

Secagem

Os frutos secos têm um teor de umidade de 23-26%. Os exemplos incluem passas, figos, tâmaras e maçãs fatiadas, peras e damascos. O processo usado para fazer frutas secas envolve a remoção lenta da umidade, causando o colapso da estrutura celular. A textura do produto final é flexível, coesiva, em borracha e adesiva. Não há crocância, fraturabilidade ou suculência.

Muitos frutos secos são adequados para um teste de corte. Isso pode ser feito de forma rápida e repetitiva usando uma faca de artesanato estendida. Sua lâmina larga e fina permite o corte preciso de amostras muito pequenas sem compressão se a amostra for macia, como é frequentemente o caso com frutas secas. A força máxima sob a curva é registrada como a dureza da amostra, enquanto a área sob a curva fornece uma medida do trabalho de corte.

Por outro lado, frutas desidratadas têm um teor de umidade de 2,5-3,5%. Os exemplos incluem maçãs e peras. Muitas vezes são produzidos por liofilização, que envolve a rápida remoção da umidade por sublimação do gelo, evitando o colapso da estrutura celular. Isso produz um produto com uma textura aberta, porosa, firme e estaladiça.

O teste Ottawa Cell é adequado para avaliar a crocância de frutas desidratadas. Em particular, esses produtos são frequentemente vendidos por sua crocância, que pode se deteriorar rapidamente se sua embalagem não for projetada corretamente. Um teste de crocância pode ser realizado periodicamente ao longo da vida de armazenamento esperada do produto para avaliar o tempo que leva para ocorrer o endurecimento, a rapidez e a extensão da degradação das propriedades texturais desejáveis. A área sob a curva fornece o trabalho de compressão e a distância linear fornece uma medição de nitidez, que é reforçada pela realização de uma contagem de pico.

Conservas

O enlatamento usa processamento térmico e, portanto, a textura resultante se assemelha a frutas cozidas devido a uma estrutura celular desintegrada e amolecimento resultante. Frutas com células mais delicadas e paredes celulares mais finas e mais fracas sofrerão mais danos à textura nas conservas, por exemplo, morangos. O tratamento com cálcio antes do enlatamento pode ajudar a fortalecer as paredes celulares e preservar a textura até certo ponto, dependendo do tipo de fruta em questão.

A medição em massa é uma maneira simples de avaliar os efeitos texturais do enlatamento em frutas frescas e pode ser realizada usando um dispositivo como a célula de Ottawa. Por exemplo, a compressão a granel de morangos mostra uma diferença distinta nas propriedades entre frescos e enlatados. Morangos frescos fornecem uma força máxima e trabalho de extrusão (área sob a curva) mais elevados, pois sua estrutura celular está intacta e é capaz de resistir à compressão do êmbolo de células de Ottawa.

Congelando

O congelamento preserva mais os atributos sensoriais originais do que a secagem ou enlatamento, mas ainda degrada a textura da fruta. Esta degradação é causada pela perda de turgor devido à formação de gelo dentro e entre as células. O congelamento interrompe as células e seus mecanismos de proteção. A crocância e a firmeza da fruta são perdidas quando a resistência mecânica da parede celular é perdida. Isso torna a fruta excessivamente macia. Além disso, a perda de integridade da membrana celular faz com que os fluidos celulares vazem e pingem quando a fruta é comida.

Tal como acontece com frutas enlatadas, uma medição em massa é uma excelente maneira de avaliar os efeitos texturais do congelamento e descongelamento em frutas frescas. Por exemplo, a compressão em massa de framboesas mostra propriedades diferentes em amostras frescas e congeladas descongeladas. Framboesas frescas dão maior força máxima e trabalho de extrusão.

Tanto no enlatamento quanto no congelamento, uma estrutura mais delicada será danificada em maior extensão. Blueberries e cranberries sofrem menos degradação por congelamento do que a maioria das frutas, pois têm um maior conteúdo de sólidos e nenhuma estrutura interna organizada, enquanto os morangos são amplamente danificados quando congelados e descongelados.

A degradação por congelamento pode ser reduzida usando uma taxa de congelamento rápida, baixa temperatura de congelamento e adicionando xarope de açúcar. O efeito é agravado se a temperatura de armazenamento flutuar, o que pode acontecer durante o transporte ou em freezers domésticos.