Efeito do armazenamento na textura: Fruta

A textura tem suas raízes na estrutura dos alimentos, dos níveis moleculares aos macroscópicos, e entender as mudanças nos alimentos em cada um desses níveis ajuda a explicar as mudanças de 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 pela ação enzimática. A ação enzimática pode ser benéfica (amadurecimento de carne, queijo e frutas) ou desfavorável (deterioração de frutas). As mudanças causadas por variações de umidade dependem do nível inicial de umidade na amostra de alimento e, portanto, de suas propriedades texturais. A umidade pode ser ganha, perdida ou se mover por toda a estrutura do alimento.

• Se um alimento com pouca umidade, como um biscoito, ganhar água, a crocância será perdida e a dureza se desenvolverá. Essas mudanças podem fazer com que o alimento fique encharcado.
• Se um alimento com alto teor de umidade, como uma cenoura, perder água, sua suculência e crocância serão perdidas, e o alimento ficará flácido.
• Se um alimento de umidade média, como um bolo de esponja, perde água, ele ficará seco. Quando ele é mordido, a umidade se moverá da boca para a amostra, em vez do 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 de forma precisa e eficiente usando um Texture Analyser. A série de posts de blog 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.

As frutas são altamente valorizadas por suas fibras, vitaminas e propriedades sensoriais atraentes, como sabor, textura, cor e aroma. A textura de uma fruta é determinada pela estrutura e química de seu tecido de polpa 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 estouro que dá à fruta sua textura desejável.

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

Quando a fruta amadurece e se deteriora (sofre senescência), a mudança 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 na parede celular primária. Isso ocorre devido à degradação enzimática e solubilização de materiais pécticos.

O amadurecimento e a 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 diminui – a lamela média é degradada por enzimas e as células adjacentes separam-se, causando amolecimento do tecido e perda de coesão
3. O turgor celular é perdido

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

O amolecimento de diferentes frutas ocorre em períodos de tempo muito diferentes, desde framboesas, que têm uma vida útil de armazenamento 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 pele cerosa, e isso pode retardar a perda de umidade. Causas naturais de amadurecimento e senescência

de frutas frescas Dependendo do tipo de fruta e sua idade em relação ao seu ciclo de vida, o armazenamento pode causar mudanças 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. Essas frutas mudam de firmes, crocantes, suculentas e celulares quando maduras para flácidas, secas e não celulares quando maduras demais.
• Frutas que amolecem muito durante o amadurecimento têm um prazo de validade mais curto. O armazenamento em atmosfera controlada pode atrasar o início do amadurecimento em alguns casos, por exemplo, peras. Essas frutas mudam de macias, mas flexíveis, suculentas e polpudas, e formando um bolo polpudo na boca quando maduras para excessivamente macias, aquosas (às vezes secas) e não oferecendo resistência a mordidas quando maduras demais.
• Frutas delicadas que são facilmente danificadas por estresse mecânico são colhidas quando a fruta está madura, mas ainda não madura, por exemplo, morangos. O amadurecimento é projetado para ocorrer durante o armazenamento, e assim o armazenamento pode ser considerado benéfico para a textura dessas amostras. No entanto, sua vida útil de armazenamento é frequentemente curta, pois elas mudam rapidamente de maduras (textura macia) para maduras 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 o amadurecimento excessivo, mas pode resultar em lesões nos tecidos de frutas sensíveis ao frio (por exemplo, bananas). As lesões podem incluir alagamento, escurecimento enzimático e colapso de células abaixo da casca, 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 rendimento biológico. 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 casca e começa a penetrar na polpa da amostra, geralmente chamado de ponto de rendimento biológico. O perfil de força após esse ponto significa penetração na polpa subjacente da fruta e indica que ela é substancialmente mais macia do que a casca. Para uma amostra mais dura, como uma maçã, a fase de platô após o ponto de biorendimento pode ser mais pronunciada e, portanto, é mais fácil medir a firmeza da polpa subjacente da fruta calculando a força média do platô.

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

Estresses e tensões impostas à fruta durante o armazenamento e transporte têm efeitos adversos em sua textura. O armazenamento a granel coloca a fruta em compressão lenta por um longo período de tempo, enquanto a carga de impacto pode ocorrer se ela cair. Esse 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 danifica. 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 o estresse de cisalhamento excede sua resistência mecânica (rendimento).

Qualquer fruta terá resistência diferente a ambos os tipos de estresse, dependendo de seu estágio de amadurecimento.

A seguir estão três exemplos de danos mecânicos:

• Maçãs: hematomas visíveis
• Laranjas: lesão interna, causando ruptura
• Pêssegos: linhas de rasgo devido a hematomas por impacto ou escurecimento e rompimento das fibras próximas ao caroço após 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. Um equipamento de curvatura de três pontos é necessário para esta medição. A resistência à curvatura 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 tenacidade da estrutura do tecido, a energia necessária para quebrar em uma determinada seção transversal. Além disso, o ruído emitido durante este teste pode ser medido e analisado usando um Detector de Envelope Acústico. O

dano por impacto é tradicionalmente medido ao deixar cair amostras de frutas em uma superfície dura e fazer uma estimativa do volume do hematoma, ou ao impactar a fruta com um pêndulo. A extensão da descoloração também é estudada.

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

Geralmente, é desejado que, enquanto estiver madura, a fruta ainda mantenha um alto grau de resistência mecânica para protegê-la de danos, como hematomas, durante o transporte e o manuseio. O nível de dano sofrido pela colheita durante a colheita e o manuseio pode afetar consideravelmente sua vida comercializável.

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

As frutas são mais frequentemente preservadas por congelamento, secagem e enlatamento.

Secagem

As frutas secas têm um teor de umidade de 23-26%. Exemplos incluem passas, figos, tâmaras e maçãs, peras e damascos fatiados. 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, coesa, mastigável e adesiva. Não há crocância, fraturabilidade ou suculência.

Muitas frutas secas são adequadas 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 uma amostra for macia, como geralmente é 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%. Exemplos incluem maçãs e peras. Elas geralmente são produzidas por liofilização, que envolve a remoção rápida da umidade por sublimação do gelo, evitando o colapso da estrutura celular. Isso produz um produto com uma textura aberta, porosa, firme e crocante-seca.

Um teste de células de Ottawa é bem adequado para a avaliação da crocância em 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 útil esperada do produto para avaliar o tempo que leva para ocorrer o envelhecimento, quão rápido e em que extensão as propriedades texturais desejáveis ​​se degradam. A área sob a curva fornece o trabalho de compressão e a distância linear fornece uma medição de crocância, que é reforçada pela realização de uma contagem de pico.

Enlatamento

O enlatamento usa processamento térmico e, portanto, a textura resultante se assemelha à fruta cozida devido a uma estrutura celular desintegrada e amolecimento resultante. Frutas com células mais delicadas e paredes celulares mais finas e fracas verão mais danos texturais no enlatamento, 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.

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

Congelamento

O congelamento preserva mais dos atributos sensoriais originais do que a secagem ou o enlatamento, mas ainda degrada a textura da fruta. Essa 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 na membrana celular faz com que os fluidos celulares vazem e pinguem quando a fruta é comida.

Assim como acontece com as 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 uma força máxima maior e trabalho de extrusão.

Tanto no enlatamento quanto no congelamento, uma estrutura mais delicada será danificada em maior extensão. Mirtilos e cranberries sofrem menos degradação por congelamento do que a maioria das frutas, pois têm um maior teor de sólidos e nenhuma estrutura interna organizada, enquanto os morangos são danificados extensivamente 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 piorado se as temperaturas de armazenamento flutuarem, o que pode acontecer durante o transporte ou em freezers domésticos.