Pesquisa sobre produção de suco de frutas recebe prêmio da Capes

Ao escolher transferência de calor como tema de sua tese de doutorado, com foco na indústria alimentícia, Cláudio Patrício Ribeiro Jr., do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe/UFRJ), conseguiu desenvolver um projeto inovador: um processo produtivo que obtém suco de frutas industrializado sem alteração de sabor e mais concentrado do que os atuais. A tese, desenvolvida sob a orientação dos professores Paulo Lage e Cristiano Borges, conquistou, na última quarta-feira, 8 de novembro, o Grande Prêmio CAPES de Tese César Lattes. E o resultado do trabalho já é objeto de pedido de patente pela Coppe, no Brasil e nos Estados Unidos.

Eleito o melhor trabalho nas áreas de Engenharias e Ciências Exatas e da Terra, a tese de Cláudio Patrício concorreu com 228 trabalhos acadêmicos em todo o país. Bolsista Nota 10 da FAPERJ, ele recebeu o prêmio das mãos do ministro da Educação, Paulo Hadadd, em cerimônia realizada no Palácio do Planalto, em Brasília.

"No Programa de Engenharia Química da Coppe já havia idéias de se trabalhar na concentração de suco de frutas. Decidimos então usar um processo combinado de evaporação por contato direto, para concentração, e a permeação de vapor com o uso de membranas seletivas, para a recuperação de aromas. Nenhum deles havia sido empregado na indústria alimentícia. Foi uma questão de reconhecer o potencial, ver que havia características que podiam ser aplicadas", explica.

O motivo da escolha deve-se ao fato de que, no setor alimentício, o fator decisivo para a aquisição de produtos é o gosto, o que é ainda mais importante no suco, que tem como referência o sabor natural das frutas. Além disso, o processo atualmente em uso é padrão na indústria de alimentos, e o mesmo em qualquer lugar do mundo. "Por isso, entramos com pedido de patente aqui e nos Estados Unidos, nosso maior concorrente no caso do suco de laranja", diz o pesquisador.

Como explica Patrício, o fato de proceder à evaporação a temperaturas mais baixas do que as habituais permite uma menor alteração do sabor e um suco de maior qualidade. "Em vez de obter a concentração a partir de altas temperaturas, que provocam alterações químicas de alguns componentes e modificam gosto, cor e aroma do suco, desenvolvemos uma forma que permite temperaturas bem menores de evaporação, minimizando perdas das propriedades naturais do suco", afirma um dos orientadores do estudo, o professor Paulo Lage.

Além disso, essa parte do processo torna-se mais econômica porque os novos evaporadores projetados permitem uma transferência de calor mais eficiente. Se atualmente a indústria consegue obter uma concentração de sólidos no suco de cerca de 50%, com a evaporação por contato direto esse limite pode chegar a 77%, sem danos ao equipamento. "Quanto mais concentrado, menor a quantidade necessária para se obter a mesma proporção de suco reconstituído. Ou seja, a mesma quantidade armazenada permite uma quantidade maior de suco, o que se torna mais econômico e ainda reduz os custos de transporte", fala Patrício.

Outro desafio para o processamento dos sucos é a perda de aromas, compostos orgânicos responsáveis pelo sabor e odor característicos de um suco, presentes em concentrações extremamente baixas e voláteis. Na indústria, os aromas perdidos durante o processo de evaporação são re-adicionados ao suco na etapa final de produção. Essa recuperação é dificultada pela complexidade do sabor, uma mistura de centenas de substâncias com grande diferença de pontos de ebulição, solubilidade e estrutura molecular. Para se ter uma idéia, o suco de laranja tem mais de 200 substâncias na composição do aroma e o suco de morango, mais de 360.

Para dar conta dessa complexidade, a indústria utiliza um grande número de colunas de destilação para recuperação dos aromas. No trabalho de Patrício, isso é feito de forma mais eficaz com o emprego de membranas seletivas. Como espécie de filtro molecular, elas conseguem recuperar praticamente 100% das moléculas de aroma presentes na fase de vapor, deixando de fora as de ar e de água. "Esses aromas podem ser posteriormente adicionados novamente aos sucos e até empregados em outras aplicações", diz o professor Cristiano Borges. Ele se entusiasma com o sucesso dos testes em escala de laboratório. Agora será preciso repeti-los em escala piloto, o que deverá acontecer nas instalações da Embrapa. "Nossa idéia agora é também levantar parâmetros de economia e aceitação organoléptica do produto", diz o coordenador.

Embora possa ser utilizado para diferentes tipos de suco, o processo exige troca de equipamento, já que faz uso de uma nova rota. "Será uma substituição do maquinário atual por outro, simplificado e mais eficiente. Mas esse investimento é vantajoso, já que resulta em ganho em termos da redução de custos operacionais e qualidade", diz Patrício.

A inovação permitirá aumentar a competitividade do país, que já detém 33% do mercado mundial de suco de frutas. No caso da laranja, em que o Brasil é o maior exportador mundial de suco, isso representa anualmente mais de US$1 bilhão em divisas ao país. Hoje, o país responde por 53% da produção mundial deste produto e por 80% do suco concentrado que transita no mercado internacional. Desde 1994, as exportações brasileiras mantêm-se entre 1,1 e 1,2 milhões de toneladas. Vantagens competitivas que poderão ser ampliadas em relação a seus concorrentes.

O projeto pode ter novos desdobramentos, com emprego da rota desenvolvida em outros produtos sensíveis ao calor. "Temos vontade de investigar a evaporação por contado direto com outros produtos termolábeis, como leite, soluções protéicas e fármacos", conclui Patrício.