Brazilian journal-2000-46.p65 - Brazilian Journal of Food Technology

Nota Prévia: Misturas para o Preparo deCappuccino: Vida Útil em Potes Plásticos✉AUTORESAUTHORSRosa Maria Vercelino ALVESPesquisadora do Centro de Tecnologia de Embalagem –CETEA do Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITALCx. Postal 139, 13073-001 Campinas, SP, BrasilFone: (0xx19) 3743 1925, Fax: (0xx19) 3743 1938e mail: rosava@ital.org.brCibele R. MILANEZEstagiária com bolsa de Iniciação Científicaconcedida pelo PIBIC-CNPqMarisa PADULAPesquisadora do Centro de Tecnologia de Embalagem –CETEA do Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITALCx. Postal 139, 13073-001 Campinas, SP, BrasilFone: (0xx19) 3743 1924, Fax: (0xx19) 3743 1938RESUMOPrevious Note: Dry Mixes for thePreparation of Cappuccino: Shelf Lifein Plastic PotsUm dos fatores limitantes da vida útil de cappuccino é a absorção de umidade doambiente, que leva a alterações sensoriais no produto. Uma forma de estimar a vida útil decappuccino é utilizar um modelo matemático que relaciona o aumento de umidade do produto,por meio de sua isoterma de sorção de umidade, com a taxa de permeabilidade ao vapor d’água(TPVA) das embalagens de interesse. Avaliou-se a utilização de alternativas de potes plásticos,os quais foram caracterizados quanto à TPVA e obteve-se a isoterma de sorção de umidade dedois tipos de cappuccino (tradicional e diet), de dois fornecedores. Com base nas alteraçõesobservadas nos produtos (aglomeração e alteração de cor), a umidade crítica a 30°C foi definidacomo 4,5% b.s. para os cappuccinos tradicionais e 7% b.s. para os cappuccinos diet. Alegislação brasileira estabelece como padrão de identidade e qualidade o teor de umidademáximo de 3,5% para cappuccino. Os resultados da determinação da TPVA indicaram que ospotes de polipropileno (PP) apresentaram boa barreira à umidade para cappuccino, possibilitandoperíodos de vida útil superior a 2 anos a 30°C/80%UR sob o aspecto de ganho de umidade.Entretanto, o uso de embalagens de polietileno tereftalato (PET) proporcionou vida útil inferiora 11 meses, se for considerado o teor de umidade máximo de 3,5% (legislação) e de no mínimo1 ano, se forem aceitos os teores de umidade crítica definidos neste trabalho.SUMMARYPALAVRAS-CHAVEKEY WORDSOne of the limiting factors for the shelf-life of dry cappuccino is the gain in moisturefrom the external environment, which causes sensory changes in the product. One of the waysto estimate cappuccino shelf-life is using a mathematical model, which relates the increase inproduct moisture by means of its moisture sorption isotherm with the water vapor transmissionrate (WVTR) of a given packaging. In order to assess the adequacy of the new options of plasticpots for cappuccino dry mixes, its WVTR was determined and the moisture sorption isothermof two different types of cappuccino (traditional and diet), from two manufactures, wasobtained. Based on the product alterations observed (agglomeration and color changes), thecritical moisture for traditional cappuccino was defined as 4.5% (dry basis) and for diet cappuccinoas 7.5% (dry basis). The Brazilian legislation fixes as the identity and quality standard, the valueof 3.5% as the maximum moisture for cappuccino. The results showed that the PP packaginghad offered a good moisture barrier for cappuccino, allowing for shelf-life periods greater thantwo years at 30°C/80%RH. However, PET packagings showed shelf-life periods of below 11months, when the maximum moisture value of 3.5% (legislation) was considered, and of atleast one year, if the maximum moisture (critical) defined in this paper, was accepted.Cappuccino; Embalagem; Estimativa de vidaútil / Cappuccino; Packaging; Shelf-life estimative.Braz. J. Food Technol., 3:137-144, 2000 137 Recebido / Received: 18/11/1999. Aprovado / Approved: 17/10/2000.

R. M. V. ALVESet al.Nota Prévia: Misturas para o Preparo deCappuccino: Vida Útil em Potes Plásticos1. INTRODUÇÃOA maior causa de perda de qualidade de produtosformulados com café solúvel, como cappuccino e bebidaslácteas sabor café, é o aumento de umidade, capaz de produziraglomeração e escurecimento dos mesmos. Nestes produtos,devido à presença de leite em pó, também podem ocorrerreações de oxidação associadas à presença de oxigênio quesão aceleradas pelo aumento de umidade e incidência de luz(MADI et al.,1984).Desta forma, a estabilidade de cappuccino em umadeterminada embalagem depende do nível de proteçãooferecido pelo(s) material(ais) da embalagem e pode serestimado utilizando modelos matemáticos, desde que seconsidere que a estabilidade depende somente do conteúdode umidade do produto (LABUZA et al., 1981, LABUZA et al.,1972, LABUZA., 1982, PACKAGING..., 1991, POÇAS et al., 1995,RUDOLPH, 1987).Cappuccinos têm sido comercializados preferencialmenteem embalagens metálicas e de vidro. Recentemente,embalagens plásticas rígidas e flexíveis fabricadas com estruturacontendo folha-de-alumínio começaram a ser utilizadas paracappuccino. Estas embalagens flexíveis, utilizadas para “doseúnica”, são vendidas no mercado varejo em cartuchoscontendo 20 unidades.Esse mercado busca alternativas de embalagens rígidas,como potes de PET ou de PP que apresentam aspecto“moderno”, além das vantagens como baixo peso e altaresistência mecânica.Entretanto, o mercado requer informações sobre a vidaútil desses produtos quando acondicionados em embalagenscom diferentes barreiras de proteção quanto à umidade.Neste trabalho, avaliou-se a taxa de permeabilidadeao vapor d’água de diferentes tipos de potes plásticos,caracterizaram-se dois tipos de cappuccino (diet e tradicional)de dois fornecedores quanto ao ganho de umidade e,utilizando-se um modelo matemático, estimou-se a vida útildos produtos nas embalagens estudadas, considerandoapenas o ganho de umidade.2. MATERIAL E MÉTODOS2.1 ProdutosUtilizaram-se duas formulações de cappuccino (diet etradicional), adquiridas recém-produzidas por duas empresas.2.2 EmbalagensEstudaram-se os potes plásticos de sete fabricantes edois tipos de materiais, conforme descritos na Tabela 1.TABELA 1. Características dos potes plásticos estudados.Fabricante12Processo defabricaçãoextrusão esopro3 injeção4 injeção esoproCapacidadenominal(mL)CorpoDiâmetro (mm)Corpo Bocal internoPolipropileno (PP)DimensõesAlturatotal(mm)DiâmetroExterno(mm)Tampa*Alturatotal(mm)Peso(g)Massa doproduto(g)300 59,69 47,42 120,42 59,18 16,85 7,8 150620 75,90 61,14 148,95 72,69 17,95 12,0 320420 74,16 60,07 103,30 73,34 21,09 8,0 210840 95,70 79,19 127,93 90,95 27,32 12,8 420360 71,9 71,17 94,35 79,13 7,42 4,9 180680 82,64 82,21 131,63 89,95 7,54 6,4 350350 71,44 59,55 99,92 69,03 22,98 9,9 175810 95,85 79,70 127,35 91,81 25,69 11,8 420Polietileno tereftalato (PET)5 280 68,54 46,35 88,59 55,44 18,64 8,3 1356 290 60,57 46,77 112,35 55,14 18,65 8,1 150injeção e4 sopro 360 77,66 56,91 134,79 66,43 19,08 10,9 1805 380 68,25 56,62 116,03 66,43 19,10 11,0 1807 430 66,78 56,12 113,66 64,90 12,17 7,8 2205550 77,77 56,94 134,62 66,34 19,28 11,0 280*Tampas de polipropileno (PP) rosqueadas, exceto do fabricante 3, cujo fechamento era por pressão.Braz. J. Food Technol., 3:137-144, 2000 138

R. M. V. ALVESet al.Nota Prévia: Misturas para o Preparo deCappuccino: Vida Útil em Potes PlásticosAa(U) = atividade de água do produto em função doconteúdo de umidade, que é a isoterma de sorção de umidadedo produtoUo = umidade inicial do produto (g água/100g deproduto seco)Uc = umidade crítica do produto (g água/100g deproduto seco)Para a integração numérica da equação 2, utilizou-se oprograma Mathematica 2.2.3. (1993).3. RESULTADOS E DISCUSSÃO3.1 Caracterização dos potes plásticosOs resultados da caracterização dos potes plásticosquanto ao peso e à capacidade volumétrica (Tabela 2) indicaramque as embalagens mostraram-se homogêneas quanto a essesparâmetros.Entre os quatro fornecedores de potes de PP (doistamanhos) avaliados, observou-se que quando termosseladas,as do Fabricante 2 apresentaram maior TPVA comparativamenteàs demais, devido às maiores dimensões e menor peso (menorespessura).Também verificou-se uma maior variação nas TPVA dospotes de PP em geral, pois os valores obtidos eram baixos epequenas variações nos resultados e mínimas falhas natermossoldagem dos selos nos potes levaram a maiorescoeficientes de variação.As embalagens de PET (faixa de TPVA de 0,02 a 0,03gágua/embalagem/dia) apresentaram-se cerca de dez vezes maispermeáveis que as de PP (faixa de TPVA de 0,002 a 0,003gágua/embalagem/dia para as de menor capacidade e 0,004 a0,006g água/embalagem/dia para as de maior capacidade),devido às diferenças de propriedade de barreira do PET emrelação ao PP (GARCIA et al., 1989).Comparativamente, houve diferenças nas TPVA dasembalagens de PET (0,017 a 0,033g água/embalagem/dia),decorrentes de diferenças de peso, capacidade volumétrica edesign, que interferem na distribuição de espessura da paredeTABELA 2. Caracterização dos potes plásticos quanto ao peso, à capacidade volumétrica e à TPVA.FabricanteCapacidadenominal(mL)Peso (g)M IV CV(%)Capacidade volumétrica(mL)M IV CV(%)TPVA a 30°C/80%UR(g água/embalagem/dia)M IV CV(%)Polipropileno (PP)1234300 22,1 21,7 - 22,5 1,1 302,6 302,3 - 303,4 0,1 0,002 0,001 – 0,003 29,9620 37,3 36,4 - 38,3 1,9 617,8 614,5 - 620,1 0,3 0,004 0,004 – 0,005 11,8420 18,0 17,6 - 18,3 1,2 424,3 423,5 - 425,3 0,1 0,003 0,003 – 0,005 20,5840 31,0 30,2 - 31,8 1,9 843,8 840,4 - 847,6 0,3 0,006 0,003 – 0,009 29,3360 18,5 18,0 - 18,9 1,8 363,8 361,6 - 365,5 0,3 0,002 0,002 – 0,003 15,0680 32,0 31,5 - 32,2 1,0 680,2 679,3 - 681,5 0,1 0,004* 0,003 – 0,006 25,7350 20,9 20,8 - 20,9 0,3 351,0 349,3 - 352,8 0,3 0,002 0,002 – 0,003 19,2810 40,8 40,2 – 42,0 1,7 814,1 809,9 - 819,3 0,4 0,004 0,003 –0,005 15,9Polietileno tereftalato (PET)5 280 19,6 19,5 - 19,6 0,3 276,8 275,8 - 277,4 0,2 0,017** 0,017 – 0,018 3,06 290 20,5 20,5 - 20,5 0,1 287,1 286,3 - 287,5 0,1 0,020 0,020 – 0,021 1,64 360 30,1 29,9 - 30,1 0,3 358,7 358,2 - 358,9 0,1 0,019 0,014 – 0,025 20,95 380 25,7 25,4 - 25,8 0,6 376,4 373,0 - 377,5 0,4 0,022 0,021 – 0,022 2,27 430 27,8 27,2 - 28,2 1,2 432,3 426,5 - 435,4 0,6 0,033 0,031 – 0,035 4,25 550 33,1 28,3 - 34,6 7,3 554,7 548,0 - 559,2 0,7 0,031* 0,028 – 0,037 10,7M = média referente a dez repetições, exceto (*) com doze e (**), com nove repetições.IV = intervalo de variaçãoCV = coeficiente de variaçãoBraz. J. Food Technol., 3:137-144, 2000 140

R. M. V. ALVESet al.Nota Prévia: Misturas para o Preparo deCappuccino: Vida Útil em Potes Plásticosdo Fornecedor A (U A=22,08%, U B=24,70%). Observou-se,também, desenvolvimento de fungos em Aa 0,89 nocappuccino tradicional do Fornecedor A.Com base nas alterações observadas, a umidade crítica(Uc) a 30°C foi definida em 4,5% b.s. para os cappuccinostradicionais e de 7% b.s. para os cappuccinos diet, quandoocorrem aglomeração e alteração de cor em níveis indesejáveispara esses produtos.Em função dos resultados, a Uc do cappuccino dietestaria entre 7 e 8%. Optou-se por 7% b.s. por ser o menorteor de umidade crítica definida para o café solúvel na literatura(ROBERTSON, 1993), uma vez que o mesmo é o componenteque mais se altera no cappuccino .Não foram encontradas na literatura consideraçõessobre umidade crítica para cappuccinos. A legislação brasileirafixa como Padrão de Identidade e Qualidade (PIQ) paracappuccinos, o teor de umidade máximo de 3,5%, semdistinção de formulação (BRASIL, 1999).As isotermas obtidas para os dois tipos de cappuccinosforam ajustadas para equação de Halsey e as constantesdeterminadas, bem como o valor médio quadrático relativo(%RMS) do ajuste estão apresentados na Tabela 4.TABELA 4. Resultados da modelagem matemática da isotermasdos cappuccinos avaliados para a equação de Halsey.Fornecedor AFornecedor BCappuccinoConstantes RMSC 1 C 2(%)R 2 ajustado(%)Diet 2,809 0,895 7,6 99,1Tradicional 1,870 0,713 16,1 98,0Diet 3,525 0,955 7,5 99,0Tradicional 2,259 0,756 14,4 98,0A equação de Halsey apresentou um bom ajuste dosdados experimentais das isotermas dos cappuccinos diets dosfornecedores A e B, uma vez que o RMS foi menor que 10%.Entretanto, o ajuste da isoterma dos cappuccinostradicionais dos fornecedores A e B foram mais elevados (14,4e 16,1% de RMS, respectivamente) devido à dificuldade nadeterminação de isotermas de produto com alto teor de açúcar(TEIXEIRA NETO, 1997). A percentagem do R 2 ajustado foi altapara todos os ajustes.3.2.3 Estimativa de vida útil do cappuccinoAs equações ajustadas foram substituídas naequação 2, apresentada no item 2.5. Em seguida asequações foram integradas numericamente, visandoverificar quais seriam os períodos de vida útil dos dois tiposde cappuccino nas diferentes embalagens em estudo,considerando o valor de umidade crítica definida nestetrabalho (7,0% b.s. para o cappuccino diet e 4,5%b.spara o cappuccino tradicional a 30°C/80%UR) e o valormáximo de umidade estipulado no PIQ (3,5% ). No casodo cappuccino diet – Fornecedor B, não foram feitos oscálculos até o valor de umidade máxima fixada no PIQ,porque inicialmente o produto já apresentava este teorde umidade.Na Tabela 5, são apresentados os períodosestimados de vida útil caso os cappuccinos fossemacondicionados nos potes plásticos termosselados(fechamento selo+tampa).Pela Tabela 5 observa-se que, nos potes de PP, osperíodos de vida útil estimados para os dois tipos decappuccino foram superiores a 2,4 anos a 30°C/80%UR,exceto no caso do cappuccino diet – Fornecedor B, queinicialmente já apresentava o teor de umidade máximopermitido pela legislação.Nas embalagens de PET, se considerado o teormáximo de umidade fixado pela legislação (3,5%), osperíodos estimados de vida útil variaram de 3 a 4 meses(diet/Fornecedor A) e de 6 a 11 meses (tradicional/Fornecedores A e B). Pode-se estimar que oscappuccinos diet levem de 1,6 a 3,0 anos para atingirteores de umidade de 7% nos potes de PET, enquantoos cappuccinos tradicionais levariam de 11 meses a 1,6anos para atingir teores de umidade de 4,5% nasembalagens de PET.No mercado brasileiro, os fabricantes de cappuccinoespecificam períodos de vida útil de 8 meses (potesplásticos de PP) e 1,0 ano (embalagens de vidro e latas).Entretanto, neste estudo, estimaram-se períodos devida útil superiores nas embalagens de PP, pois considerouseapenas o aspecto de ganho de umidade. É provável quenos potes de PP, por estes apresentarem boa proteção parao produto quanto ao ganho de umidade, outros fatoresvenham a interferir como reações de oxidação, levando aofinal da vida útil do cappuccino antes que o teor de umidademáximo seja atingido.Por outro lado, o uso de potes de PET fica restrito sefor considerado como umidade máxima o teor especificadona legislação brasileira. De acordo com os valores deumidade crítica definidos neste trabalho, a vida útil doscappuccinos, nos potes plásticos de PET, poderia serdefinida como de 1 ano.E, finalmente, vale ressaltar que os períodos devida útil apresentados foram estimados com baseapenas no ganho de umidade. A título decomplementação, sugere-se que sejam feitos estudosde estocagem em condições controladas acompanhandoa estabilidade do produto com análises sensoriaisperiódicas. Essas avaliações são necessárias paraverificar se ocorrem alterações devidas às reações deoxidação de componentes do produto, que tambémlimitariam a vida útil dos cappuccinos.Braz. J. Food Technol., 3:137-144, 2000 142

R. M. V. ALVESet al.Nota Prévia: Misturas para o Preparo deCappuccino: Vida Útil em Potes PlásticosBRASIL. Secretaria de Vigilância Sanitária. Regulamento técnico parafixação de identidade e qualidade de mistura para preparar cappuccino.Portaria n. 131, de 19 de fevereiro de 1999. Diário Oficial (daRepública Federativa do Brasil), [on line] Brasília, 1999 [citadoem 25/fev/1999] disponível na internet www.dou.gov.br/materiais/do1/do1msasvs19990225181117-002HT.GARCIA, E.E.C., PADULA, M., SARANTOPÓULOS, C.I.G.L.Embalagens plásticas: propriedades de barreira. Campinas:CETEA/ITAL, 1989. 44p.LABUZA, T.P., MIZRAHI, S., KAREL, M. Mathematical models foroptimization of flexible film packaging of foods for storage.Transactions of American Society of Agricultural Engineers,s.l., v.15, p.150-155, 1972.LABUZA, T.P., CONTRERAS – MEDELLIN, R. Prediction of moistureprotection requirements for foods. Cereal Foods World,26(7):335-343, 1981.LABUZA, T.P. Shelf-life of coffee and tea. In: SHELF-life dating of foods.Westport: Food & Nutrition Press Inc, 1982. cap.16, p.359-372.MADI, L.F.C. et al. Estudo de estabilidade de vida-de-prateleira de leiteem pó integral. Boletim do ITAL, 21(3):381-428, 1984.ORTIZ, S.A., JAIME, S.B.M., ALVES, R.M.V., SARANTOPÓULOS, C.I.G.L.,BORDIN, M.R. Avaliação de sistemas de fechamento de embalagensde vidro para café solúvel. In: SIMPÓSIO DE PESQUISA DOS CAFÉSDO BRASIL. 2000, Poços de Caldas. Anais... Brasília: EMBRAPA/Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento de Café, 2000.4p. (Resumo Expandido).POÇAS, M.F.F., HERNANDEZ, R.J., OLIVEIRA,F.A .R. Shelf lifestudy of two moisture sensitive products in a flexiblepackaging. In.:IAPRI-WORLD CONFERENCE ONPACKAGING, 9, Brussels, 1995. Proceedings..., Brussels:Belgian Packaging Institute, 1995. V.2, p.290-304.ROBERTSON, G.L. Packaging of beverages. In: FOODpackaging principles and practice. New York: MarcelDekker, 1993. cap. 19, p. 588-621.RUDOLPH, F.B. Prediction of shelf life of packaged watersensitivefoods. Lebensmittel – Wissenschaft – und –Technologie, London, 20(1):19-21, 1987.TEIXEIRA NETO, R.O. Isotermas de sorção de umidade: técnicasde obtenção e aplicações. In: JARDIM, D.C.P., GERMER,S.P.M. Atividade de água em alimentos. Campinas: ITAL,1997. Capítulo 6. 11p.SCHOOL OF PACKAGING. Permeability and shelf-life:simulation of product-package-environment interactionshelf-lifesimulation for moisture sensitive products. In:PACKAGING permeability and shelf life evaluation:East Lansing: School of Packaging – Michigan StateUniversity, 1991. 92p. (Brochure).Braz. J. Food Technol., 3:137-144, 2000 144