Comparação das propriedades reologicas da massa de cacau torrada convencionalmente e por microondas

Orientador: Nelson Horacio Pezoa GarciaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O processo de torração é fundamental para a obtenção das características de qualidade do cacau. Quando torradas convencionalmente, as amêndoas de cacau produzem uma massa ("líquor") desuniforme, devido ao elevado gradiente de temperaturas entre o centro e a parte externa, deixando o interior cru ou a parte externa excessivamente torrada. Esta foi a causa do desenvolvimento da torração em fragmentos ("nibs") e das tentativas de torração do "líquor". Porém, estas técnicas amplamente difundidas precisam de várias etapas prévias, que encarecem o processo. Neste trabalho foi testada a torração por microondas, numa tentativa de diminuir o gradiente de temperaturas na amêndoa, aplicando um tratamento térmico mais uniforme. Este tipo de aquecimento difere do tradicional porque as ondas penetram no produto uniformemente, aquecendo-o não por convecção ou condução, como é o caso da torração convencional. O objetivo deste estudo foi comparar estes dois tipos de torração de cacau: convencional, em forno elétrico rotativo de regime intermitente, e por microondas, em protótipo de forno rotativo contínuo por microondas (2450MHz). O cacau foi torrado tanto em amêndoas inteiras quanto fragmentadas em "nibs", para determinar a possibilidade de obter um produto uniforme através da torração em amêndoas inteiras usando a energia das microondas e os parâmetros mais adequados de tempo e potência requeridos. As amêndoas originárias do estado do Pará, foram caracterizadas quantitativamente através da composição centesimal e porcentagem de componentes e qualitativamente através do teste de corte. A variável do tratamento por microondas foi a densidade de potência aplicada tanto às amêndoas inteiras (254,45 a 290,80 Wh/kg) quanto aos "nibs" (227,27 a 262,23 Wh/kg), com tempo de residência do produto no cilindro constante (10 min.). O tratamento convencional teve como variável o tempo de torração das amêndoas (40 a 44 min) e dos "nibs" (34 a 38 min), enquanto a temperatura da camisa do forno era mantida a 150°C. Após a torração, um total de 12 amostras foram moídas em moinho de rolos resfriados com a finalidade de obter o ¿líquor". Foram feitas análises de gordura, umidade e tamanho de partícula de cada amostra. A comparação das amostras foi feita em termos de viscosidade, que é uma propriedade muito importante da massa de cacau, já que influencia tanto o seu uso final quanto a definição dimensional de equipamentos (tubulações, bombas). A viscosidade foi medida em reômetro Brookfield (mod. RV-DVIII), de cilindros concêntricos (adaptador de pequenas amostras), com temperatura controlada, mediante um programa baseado na bibliografia, com a finalidade de obter medidas e resultados os mais homogêneos possíveis. A viscosidade plástica das amostras torradas em microondas foi, em geral, menor que a daquelas torradas em forno elétrico rotativo. A das amostras torradas em fragmentos ("nibs") também foi menor que a daquelas torradas em amêndoas inteiras quando torradas em forno elétrico. Quando o tratamento foi por microondas, a viscosidade das amostras obtidas de amêndoas torradas inteiras foi menor que a das amostras torradas em "nibs". ¬A análise sensorial realizada com três especialistas mostrou que o sabor das amostras torradas em microondas foi similar ao do "líquor" obtido da torração convencional, apresentando como vantagem a redução de tempo deste novo processo. Os resultados obtidos, pioneiros nesta área, podem ser considerados positivos pois o fato de as amostras torradas em microondas serem menos viscosas pode favorecer o manuseio do "líquor" e representar uma redução na quantidade de manteiga de cacau a ser adicionada no processo de fabricação do chocolate, o que representa uma vantagem econômica. Também pode ser destacado o fato de que a torração de amêndoas em microondas (3200 kW ou 290,80 Wh/kg), apresentou um produto uniforme e de boas características sensoriais, sem precisar de nenhum tratamento prévioAbstract: The cocoa roasting process is of fundamental importance in producing the quality characteristics of cocoa. When conventionally roasted, cocoa beans produce a non-uniform cocoa-mass (Liquor) due to the considerable differential in temperature between the surface and the core of the bean, leaving the latter raw or the former excessively roasted. To avoid this, a new roasting procedure was developed using either nibs (peeled and broken beans) or liquor (cocoa mass). However, these widely divulged techniques require preliminary stages which make the treatment more expensive. In this work, microwave roasting was tested, attempting to reduce the temperature gradient in the cocoa bean by using a more uniform heating treatment. Microwave heating differs from traditional methods because the waves penetrate the product uniformly, not heating either by conduction or by convection, as is the case in conventional roasting. The objective of this study was to compare the microwave continuous roasting process (2450MHz) with the conventional batch method, evaluating the efficiency of the use of microwaves in the roasting of whole beans and nibs, and also determining the ideal time-energy combinations for the roasting of cocoa by microwaves. Treated beans from the state of Pará were quantitatively analysed to determine the proximate composition of the raw material and also qualitatively analysed (cut test). The variable used in the microwave treatment was the power density applied to the whole beans (254,45 a 290,80 Wh/kg) and to the nibs (227,27 a 262,23 Wh/kg), with a constant residence time of 10 minutes. The process was undertaken in a prototype of a continuous rotary cylindrical microwave oven. The variable used in the conventional roasting process was the roasting time of the beans (40 to 44 min.) and the nibs (34 to 38 min). This process was carried out at a constant temperature of 150°C in a rotary electric oven. After roasting, 12 samples were ground in a refrigerated cylinder mill to obtain the liquor. The fat content, moisture and particle size were determined in each sample. The samples were compared with respect to viscosity, which is a very important property of the liquor, since it determines both its final use and the size definition of equipments like pipes and pumps. The viscosity was measured in a Brookfield rheometer (mod RV-DVIII) with two concentric cylinders (small sample adapter), and controlled temperature, using a program based on the literature aimed at obtaining the most homogenous results possible. In general, the plastic viscosity of the microwaved samples was lower than that of the conventional roasted samples. Also the nibs showed lower viscosities than the whole beans when roasted in the electric oven. The viscosity of the samples roasted in the microwave oven was lower in the whole beans than in the nibs. The product was sensorially evaluated by three experts in cocoa flavour, and it was shown that the flavour of the microwave roasted products was similar to that of the conventionally roasted products with the advantage of a reduction in process time. These results are pioneer in this area and can be considered positive because low viscosity would improve the handling of the liquor and result in a reduction in cocoa butter addition in chocolate production, improving the economy of the process Roasting of whole beans by microwaves offered a uniform and good flavoured product (A3200), and no pretreatment was requiredMestradoMestre em Tecnologia de Alimento