Modelagem e simulação do crescimento de Talaromyces flavus em abacaxi: uma integração entre modelos cinéticos e de fenômenos de transporte

AUTOR(ES)
FONTE

Braz. J. Food Technol.

DATA DE PUBLICAÇÃO

22/08/2019

RESUMO

Resumo O estudo da dinâmica de crescimento de microrganismos em alimentos é de vital importância para a extensão da vida de prateleira desses produtos. No presente trabalho, um modelo de cinética microbiológica descrevendo o crescimento de Talaromyces flavus em abacaxi foi integrado com um modelo térmico. O modelo integrado foi utilizado para simular a shelf life do produto em processos de aquecimento. Os experimentos cinéticos foram realizados em 4 temperaturas distintas (de 20 °C a 35 °C) e índices estatísticos foram empregados para a seleção dos melhores modelos primários e secundários. O modelo térmico baseou-se na solução analítica da equação da difusão de calor para placas planas e cilindros infinitos. Observou-se que o modelo de Gompertz modificado (BF=1,003, AF=1,049, RSS=3,687 e RMSE=1,286), juntamente com os modelos de raiz quadrada estendida (BF=0,999, AF=1,012 e RSS=0,2684) e polinomial de ordem 2 (BF=0,991, AF=1,011, RSS=0,006 e RMSE=0,078) foram os modelos mais satisfatórios. O modelo cinético foi validado em condições estáticas e dinâmicas de temperatura (em dois cenários distintos) para assegurar que pudesse ser integrado com as equações de transferência de calor. As simulações demonstraram acréscimo de 23,3% na vida de prateleira com o aumento do comprimento do produto (de 2 para 30 cm) e acréscimo de 88,2% com diminuição da temperatura do ar ambiente (de 34 °C para 22 °C). Efeitos menos pronunciados foram obtidos variando o diâmetro do produto e a velocidade do ar ambiente.Abstract The study of the dynamic behavior of microbial growth in foods is extremely important to extend the shelf life of foodstuff. In this work, a kinetic model describing the growth of Talaromyces flavus in pineapple was integrated with a thermal model. The integrated model was used in order to simulate the product’s shelf life in heating scenarios. Kinetic experiments were performed in 4 distinct temperatures (from 20 °C to 35 °C), and statistical indices were used to select the best primary and secondary models. The thermal model was developed based on the analytical solution of the heat diffusion equation for flat plates and infinite cylinders. It was shown that the modified Gompertz model (BF=1.003, AF=1.049, RSS=3.687 and RMSE=1.286), along with the extended square root model (BF=0.999, AF=1.012 and RSS=0.2684) and the second order polynomial model (BF=0.991, AF=1.011, RSS=0.006 and RMSE=0.078) were the most satisfactory models. The kinetic model was validated in both static and dynamic temperature conditions (in two distinct scenarios) to assure that it could be integrated with the heat transfer equations. Simulations had shown a 23.3% increase in shelf life increasing the product’s length (from 2 to 30 cm) and an 88.2% increase with the diminution of the ambient air temperature (from 34 °C to 22 °C). Less pronounced effects were obtained varying the product’s diameter and the velocity of the ambient air.

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