tese de doutorado -...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
ESCOLA DE QUÍMICA
Programa de Pós-Graduação em Processos Químicos e Bioquímicos
GILVANETE MARIA FERREIRA ESTUDO DAS PROPRIEDADES REOLÓGICAS DO
SISTEMA POLPA DE CUPUAÇU – BIOPOLÍMEROS
Tese de Doutorado
Orientadoras: Prof. Maria Cristina A. Maia, D.Sc Prof. Maria José de Oliveira C. Guimarães, D.Sc.
Outubro de 2008
ii
ESTUDO DAS PROPRIEDADES REOLÓGICAS DO SISTEMA
POLPA DE CUPUAÇU – BIOPOLÍMEROS
GILVANETE MARIA FERREIRA Tese submetida ao corpo docente do curso de Pós-Graduação em Tecnologia de
Processos Químicos e Bioquímicos da Escola de Química da Universidade Federal do
Rio de Janeiro – UFRJ, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do Título
de Doutor em Ciências.
Aprovada por:
_________________________________________ Carlos Alberto Gasparetto, D.Sc.
(FEA/UNICAMP)
_______________________________________ Léa Maria de Almeida Lopes, D.Sc.
(IMA/UFRJ)
_________________________________________ Christine Rabello Nascimento, D.Sc.
(CETEM/MCT)
_________________________________________ Suely Pereira Freitas, D.Sc.
(EQ/UFRJ)
_________________________________________ Ana Lucia do Amaral Vendramini, D.Sc.
(EQ/UFRJ)
Orientada por:
_________________________________________ Maria Cristina Antun Maia, D.Sc.
(EQ/UFRJ)
_________________________________________ Maria José de Oliveira C. Guimarães, D.Sc.
(EQ/UFRJ)
Rio de Janeiro, 2008.
iii
FICHA CATALOGRÁFICA
F383e Ferreira, Gilvanete Maria.
Estudo das propriedades reológicas do sistema polpa de cupuaçu – biopolímeros / Gilvanete Maria Ferreira. -- 2008.
120 f.: il.
Tese (Doutorado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola de Química, Rio de Janeiro, 2008.
Orientadoras: Maria Cristina Antun Maia e Maria José de Oliveira C. Guimarães
1. Cupuaçu. 2. Polissacarídeos. 3. Reologia – Teses. I. Maia, Maria Cristina Antun (Orient.). II. Guimarães, Maria José de Oliveira C. (Orient.). III. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Programa em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos, Escola de Química. IV. Título.
CDD: 668.9
iv
Dedico este trabalho:
Aos meus pais, Leopoldo José Ferreira e Maria Nunes Ferreira, minha eterna gratidão
A todos os meus irmãos, em especial Gilberto, pelo incentivo
Ao meu esposo Robson Silvestre da Conceição, meu grande amor
Aos meus sogros, Marinete S. Bastos e Joaquim Santana que compartilharam comigo essa batalha
v
AGRADECIMENTOS
Às Professoras Maria José O. C. Guimarães e Maria Cristina Antun Maia pela
orientação deste trabalho, por todo incentivo, compreensão e amizade.
À Escola de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro pela oportunidade de
realização deste trabalho.
Ao CNPq pela bolsa concedida durante a realização do curso.
À CP Kelco e Plury Química pela doação das gomas xantana e guar.
Ao Lapin - IMA-UFRJ, por permitir o uso do reômetro para realização do trabalho
experimental. Em especial a Léa Lopes pela grandiosa contribuição e amizade, como
também, a Márcia e Bárbara pela amizade, compreensão e companhias agradáveis.
Aos meus amigos Killian, Marcella e André, Rafaela, Luciana e Deolinda pela amizade,
incentivo, apoio, compreensão, simplesmente pelas pessoas que são.
Aos companheiros de estudo Edimir, Marcelle, Renata.
Aos membros da Banca Examinadora, pela contribuição nas correções e sugestões, que
permitiram o aprimoramento deste trabalho.
vi
“Cada conquista impulsiona outras buscas e abre novos horizontes”.
(Lúcia Cristina Vriesmann)
vii
Resumo da Tese de Doutorado apresentado ao Curso de Pós-Graduação de Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da Escola de Química/ UFRJ como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Doutor em Ciências.
ESTUDO DAS PROPRIEDADES REOLÓGICAS DO SISTEMA POLPA DE CUPUAÇU - BIOPOLÍMEROS
Gilvanete Maria Fereira
Outubro, 2008
Orientadoras : Maria Cristina Antun Maia, D.Sc. Maria José de Oliveira C. Guimarães, D.Sc. O cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum, Família Sterculiaceae) é um fruto
nativo da região amazônica. Sua polpa apresenta um forte aroma e um agradável sabor
ácido, sendo empregada em doces, sorvetes e geléias caseiras. Neste trabalho foi
estudado o comportamento reológico da polpa de cupuaçu pura, e das polpas aditivadas
com as gomas xantana e guar. Os ensaios foram realizados em um reômetro AR2000,
equipado com geometria cone–placa (2º, 60mm). Os teste em cisalhamento estacionário
foram realizados na faixa de taxa de cisalhamento de 0,3 a 300 s-1, nas temperaturas de
10, 20, 30, 40 e 50ºC e no cisalhamento dinâmico usou-se faixa de freqüência de 0,1 a
100 Hz e temperaturas de 10, 30 e 50ºC. Nos experimentos reológicos, verificou-se que
as curvas de escoamento das amostras adequaram-se bem aos modelos de Ostwald-de
Waele, Casson, Sisko, Cross e Carreau. Os valores obtidos para o índice de
comportamento (n < 1) confirmaram a pseudoplasticidade de todas as amostras. A polpa
com goma xantana apresentou maior grau de pseudoplasticidade que a guar, em polpa
de cupuaçu. A polpa de cupuaçu pura apresentou tixotropia, a qual foi avaliada pelo
decréscimo da viscosidade aparente em função do tempo, enquanto que, para as polpas
aditivadas não foi observado tal comportamento. O efeito da temperatura sobre a
viscosidade aparente da polpa aditivada com guar ou xantana foi descrita por uma
equação tipo Arrhenius e discutida em termos de energia de ativação. Tanto a polpa de
cupuaçu como a polpa aditivada comportaram-se como um gel fraco, apresentando o
módulo elástico maior do que o módulo viscoso (G’ > G”), os quais aumentaram com o
aumento da concentração das gomas. Nos ensaios de creep a polpa de cupuaçu pura
apresentou comportamento mais elástico que as polpas aditivadas, devido ao afeito
gelificante da pectina.
viii
Abstract of Thesis presented to Curso de Pós- Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos – EQ/ UFRJ as partial fulfilment of the requirements for the degree of Doctor in Science.
STUDY Of RHEOLOGICAL PROPERTIES OF THE SYSTEM CUPUASSU - BIOPOLYMERS
Gilvanete Maria Fereira
Outubro, 2008
Supervisors: Maria Cristina Antun Maia, D.Sc. Maria José Oliveira C. Guimarães, D.Sc.
The cupuassu (Theobroma grandiflorum Schum, Sterculiaceae) is a native
Amazonian fruit. Its pulp has a pleasant acidic taste and a strong fragrance and is used
in candies, ice cream, domestic jellies, and jams. In this work the rheological behavior
of the cupuassu fruit pulp, xanthan and guar gums dispersed in the pulp was studied.
The experiments were carried out in a Rheometer AR 2000, using cone-plate (2º,
60mm) geometry. The rheological behavior of guar and xanthan gums in cupuassu fruit
pulp was evaluated by means of shear steady tests in the range of 0.3 to 300 s-1 at
temperatures 10, 20, 30, 40 and 50 ºC and oscillatory tests in the frequency range of
0.1 to 100 Hz. at temperatures 10, 30 and 50 ºC. Ostwald-de Waele, Casson, Sisko,
Cross and Carreau models fitted well the samples flow behavior. Experimental flow
behavior index confirmed the pseudoplastic character of all samples. In pulp fruit
systems, xanthan showed more pseudoplasticity than guar. The pulp of pure cupuassu
tixotropy presented, which was evaluated by the decrease in viscosity as a function of
time, while for the pulp with guar and xanthan gums was not observed such behavior.
The effect of temperature on the apparent viscosity of guar or xanthan in cupuassu fruit
pulp was described by Arrhenius equation and discussed in terms of activation energy.
In oscillatory tests all samples behaved as weak gel, with storage module greater than
loss module (G' > G"), which increased as the gum concentration increased. In tests of
creep of pure cupuassu more elastic behavior showed that the pulp with gums due to the
wont of pectin jelling.
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 1.1 - Rendimento industrial de frutas selecionadas
Tabela 2.1 - Composição físico-química da polpa de cupuaçu
Tabela 2.2 - Analise química de cupuaçu em g/100g
Tabela 2.3 - Taxas de deformação (γ) típicas para materiais e processos
Tabela 4.1 - Caracterização física e química da polpa de cupuaçu
Tabela 4.2 - Resultados dos parâmetros de cor da polpa
Tabela 4.3 – Parâmetros do modelo de Ostwald-de-Waelle para as amostras Cup,
CupG03, CupG07, CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente
Tabela 4.4 - Parâmetros do modelo de Casson para as amostras Cup, CupG03, CupG07,
CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente
Tabela 4.5 - Parâmetros do modelo de Sisko para as amostras Cup, CupG03, CupG07,
CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente
Tabela 4.6 – Parâmetros do modelo de Carreau para as amostras CupG03, CupG07,
CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente
Tabela 4.7 - Parâmetros do modelo de Cross para as amostras CupG03, CupG07,
CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente
Tabela 4.8 - Viscosidade aparente das polpas de cupuaçu para diferentes taxas de
deformação
Tabela 4.9 - Parâmetros da Equação 2.22 para as polpas na taxa de deformação 100sP
-1P –
efeito da concentração (%)
Tabela 4.10 - Parâmetros da Equação de Arrhenius para as polpas na taxa de
deformação (100, 200, 300sP
-1P)
Tabela 4.11 - Parâmetros dos modelos para polpa de cupuaçu a 30ºC
Tabela 4.12 - Parâmetros A, a, B e b das equações 4.5 e 4.6
x
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Árvore de Theobroma grandiflorum, e seu fruto, o cupuaçu
Figura 2.2 - Estrutura molecular da goma xantana
Figura 2.3 - Estrutura molecular da goma guar
Figura 2.4 - Representação esquemática das estruturas de pectinas
Figura 2.5 - Classificação do comportamento reológico de fluidos
Figura 2.6 - Curvas típicas de fluidos com comportamento reológico dependente do
tempo
Figura 2.7 - Curvas de escoamento típicas de fluidos
Figura 2.8 – Reograma idealizado para um fluido pseudoplástico
Figura 2.9 - Teste de fluência (“Creep”) e recuperação
Figura 2.10 - Teste viscoelástico dinâmico - mecânico. Resposta dos extremos clássicos
e do material
Figura 2.11 - Espectro mecânico típico de sistemas poliméricos
Figura 2.12 - Representação gráfica de sistemas polissacarídicos típicos: (A) gel forte;
(B) solução concentrada; (C) solução diluída
Figura 2. 13 - O significado geométrico das coordenadas L*, a*, b*, ho e C*
Figura 2. 14 - Diagrama de cálculo de ∆E* no diagrama CIELAB
Figura 2. 15 - Representação gráfica de dois estímulos no espaço L*a* b*
Figura 3.1 – Diagrama de blocos esquemático da metodologia empregada
Figura 4.1 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas (Modelo de Ostwald-de Waele)
Figura 4.2 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas (Modelo de Casson)
Figura 4.3 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas (Modelo de Sisko)
Figura 4.4 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas (Modelo de Carreau)
xi
Figura 4.5 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas (Modelo de Cross)
Figura 4.6 – Curvas de escoamento da polpa de cupuaçu a diferentes temperaturas
(Modelo de Ostwald-de Waele(a), Casson (b), Sisko (c))
Figura 4.7 - Viscosidade aparente das polpas Cup; CupG0,7; CupX0,7 nas diferentes
taxas de deformação 100 (•), 200 (•) e 300sP
-1P (•) (Modelo tipo Arrhenius)
Figura 4.8 – Superfície de resposta do efeito da temperatura e concentração na
viscosidade aparente (ηBaB) da polpa aditivada
Figura 4.9 – Curvas de escoamento da polpa de cupuaçu a 30ºC
Figura 4.10 – Curvas de viscosidade versus tempo para CupG0,7, CupX0,7 e Cupuaçu a
30ºC; símbolos fechados (100sP
-1P) e símbolos abertos (50sP
-1)
Figura 4.11 - Módulos de armazenamento GP
´ P(símbolos fechados) e módulos de perda
GP
´P (símbolos abertos) em função da freqüência para Cup, CupG0,7 e CupX0,7 nas
temperaturas 10ºC (•,ο), 30ºC (▲,∆), 50ºC (■, )
Figura 4.12 - Módulos de armazenamento GP
´ P(símbolos fechados) e módulos de perda
GP
´P (símbolos abertos) em função da freqüência para Cup (•), CupG0,7 (▲) e CupX0,7
(■) na temperatura de 30ºC
Figura 4.13 - Módulos de armazenamento GP
´ P(símbolos fechados) e módulos de perda
GP
´P (símbolos abertos) em função da freqüência para CupG e CupX nas concentrações
de 0,3% (•, ο); 0,7% (▲, ∆), 1% (■, )
Figura 4.14- Tangente do ângulo de fase em função da freqüência para Cupuaçu (♦),
CupG 0,3% (•), 0,7% (▲), 1% (■) e CupX 0,3% (○), 0,7% (∆), 1% (□)
Figura 4.15 – Viscosidade dinâmica (ηP
*P) e Viscosidade aparente (ηBap B) (símbolos cheios
e abertos, respectivamente) em função da freqüência angular e taxa de deformação para
CupG e CupX a 30ºC nas concentrações
Figura 4.16 – Análise de fluência e recuperação para amostras de CupG0,3 ( a);
CupG0,7 (b) e CupG1 (c), respectivamente
Figura 4.17 – Análise de fluência e recuperação para amostras de CupX0,3 (a);
CupX0,7 (b) e CupX1 (c)
Figura 4.18 – Análise de fluência e recuperação para amostra de cupuaçu
xii
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 1
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5
2.1. Cupuaçu 5
2.2. Hidrocolóides 7
2.2.1. Goma Xantana 8
2.2.2. Goma Guar 9
2.2.3. Pectina 10
2.3. Reologia 13
2.3.1. Comportamentos reológicos 15
2.3.1.1. Fluidos newtonianos 16
2.3.1.2. Fluidos não-newtonianos 16
2.3.1.3. Funções viscoelásticas lineares 24
2.4. Efeito da temperatura e concentração sobre os parâmetros reológicos 30
2.5. Comportamento reológico de sucos de frutas 32
2.6. A cor na indústria de alimentos 34
2.6.1. A cor e seus parâmetros 35
3. MATERIAIS E MÉTODOS 39
3.1. Matérias-primas 39
3.1.1. Polpa de cupuaçu 39
3.1.2. Biopolímeros 39
3.2. Metodologia 39
3.2.1. Preparo das amostras 39
3.2.2. Análises físicas e químicas 41
3.2.2.1. P
oPBrix 41
3.2.2.2. Ph 41
xiii
3.2.2.3. Atividade de água (Aw) 41
3.2.2.4. Teor de polpa 41
3.2.2.5. Determinação da cor 42
3.2.2.6. Açúcares redutores e não-redutores 42
3.2.2.7. Determinação de compostos inorgânicos da polpa de cupuaçu 42
3.3.1. Medidas reológicas – Regime não-oscilatório 42
3.3.2. Análises reológicas das polpas – Regime oscilatório 43
3.4. Análise estatística dos dados experimentais 43
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 45
4.1. Caracterização físico-química 45
4.2. Comportamento reológico da polpa de cupuaçu 46
4.2.1. Ensaios em estado estacionário 46
4.2.1.1. Curvas de escoamento 46
4.2.1.2. Efeito da concentração 64
4.2.1.3. Efeito da temperatura sobre a viscosidade aparente 66
4.2.1.4. Efeito combinado da concentração e temperatura na viscosidade 70
4.2.1.5. Caracterização de dependência do tempo 72
4.2.2. Cisalhamento oscilatório 75
4.2.3. Regra de Cox-Merz 79
4.2.4. Ensaio de fluência (creep) e recuperação 82
5. CONCLUSÕES 87
6. SUGESTÕES 88
7. REFERÊNCIAS 89
1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
As pessoas têm consumido mais produtos vegetais devido às suas propriedades
nutricionais e por ser um alimento mais saudável. Houve uma grande expansão na
agroindústria de frutas e hortaliças, principalmente, na indústria de sucos, a qual tem uma
expressiva importância econômica no país. Os sucos de frutas e hortaliças são fontes
importantes de vitaminas, sais minerais, ácidos orgânicos e fibras, cujo efeito na saúde
humana é fundamental (Branco, 2001).
O Brasil é um país de clima tropical, que se destaca pela sua grande biodiversidade,
onde se encontram inúmeras frutas com potencial de exportação para o mercado internacional,
devido ao seu sabor exótico e valor nutricional elevado. Dentre essas espécies, tem-se o
cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum ) que é uma das frutas exóticas mais importante e
tipicamente amazônica, pertencente à família das Sterculiaceas, sendo o estado do Pará o
principal produtor, seguido pelo Amazonas, Rondônia, Acre, norte do Maranhão e Tocantins.
Em algumas cidades dos Estados da Bahia, São Paulo e Rio de Janeiro e em outros países
como Colômbia, Venezuela, Equador, Costa Rica, Guiana, São Tomé, Trinidad e Gana
também se encontram este fruto (Venturieri, 1993; Rodrigues, apud Lopes, 2000). Devido ao
aumento da demanda pela polpa dessa fruteira que vem sendo exportada, principalmente na
forma congelada, para Estados do Sul e Sudeste do Brasil e para países europeus, vem
aumentando o interesse pelo seu cultivo (Bastos et al., 2002).
Verifica-se uma tendência de substituição do suco de frutas pronto pela polpa
industrializada, tendo em vista as suas vantagens como a não utilização de conservantes
químicos, menor preço da polpa em razão dos custos de embalagem, além da manutenção do
sabor próximo ao natural da fruta.
O rendimento industrial de produção de polpa depende da fruta utilizada, sendo para a
polpa de cupuaçu de, aproximadamente, 40% como mostra a Tabela 1.1 (Sebrae/ES, 1999).
2
Tabela 1.1 – Rendimento industrial de frutas selecionadas
Os frutos contêm, além dos nutrientes essenciais e de micronutrientes como minerais,
fibras e vitaminas, diversos compostos secundários de natureza fenólica, denominados
polifenóis (Harbone e Williams, 2000). Inúmeros estudos realizados com compostos
fenólicos, especialmente os flavonóides (antoxantinas e antocianinas), demonstram a
capacidade de captar radicais livres (atividade antioxidante) e seus efeitos na prevenção de
enfermidades cardiovasculares e circulatórias (Ness e Powles, 1997; Stoclet et al., 2004),
cancerígenas (Katsube et al., 2003), no diabetes e no mal de Alzheimer (Abdille et al., 2005).
Kuskoski et al. ( 2006) analisaram as polpas de frutos tropicais, entre elas a de cupuaçu, e
observaram um conteúdo elevado de polifenóis totais e apreciáveis propriedades
antioxidantes.
O cupuaçu tem sua produção concentrada no Estado do Pará, tendo grande aumento na
área plantada (2.473 a 12.127 ha) e, conseqüentemente, um correspondente aumento na
produção (9.737 a 38.488 toneladas), entre 1997 e 2005 ( Sagri, 2006).
Um dos maiores problemas na produção de sucos é assegurar a estabilidade da
dispersão. Para reter mais partículas em suspensão ou estabilizar o suco durante períodos mais
prolongados, colóides hidrofílicos (hidrocolóides) podem ser usados. Hidrocolóides podem
ser usados em suspensões alimentícias devido às suas propriedades funcionais tais como,
capacidade de retenção de água, controle das propriedades reológicas e ionização em sistemas
3
aquosos, levando à estabilização de partículas insolúveis. Em termos de ionização, as gomas
alimentícias podem ou não possuir carga elétrica. A turbidez em sucos de frutas é causada por
partículas com núcleos carregados positivamente de carboidratos e proteínas, envolto por
pectinas carregadas negativamente. Sendo as partículas dos sucos de frutas carregadas
negativamente, a adição de gomas com carga negativa pode aumentar as forças eletrostáticas
repulsivas entre as partículas. Além disso, quando as partículas absorvem a macromolécula
(goma), a repulsão estérica pode aumentar, contribuindo para a suspensão da parte polposa
(Genovese e Lozano, 2001).
Na indústria alimentícia, as gomas são usadas em concentrações baixas, que variam de
0,5 a 5%, e usualmente não contribuem para o aroma, paladar ou valor nutricional do produto.
No entanto, os hidrocolóides exercem um papel importante no controle da textura e na
estabilização de muitos alimentos industrializados. Eles previnem ou retardam uma série de
fenômenos físicos como a sedimentação de partículas sólidas suspensas no meio, a
cristalização da água ou do açúcar, a agregação ou desagregação de partículas dispersas
(Freitas et al.; 1996).
No caso de produtos congelados, a adição de gomas atuando como espessante
proporciona uma textura mais suave e agradável, devido à redução da taxa de crescimento de
cristais de gelo. Além disso, esse ingrediente evitaria uma possível recristalização do gelo,
quando o produto é submetido a oscilações de temperaturas durante estocagem e transporte.
Na adição de hidrocolóides em fluidos alimentícios, ambas as características
estruturais e reológicas podem ser alteradas (Dziezak, 1991; Mandala e Bayas, 2004).
Portanto, o conhecimento de tais propriedades é interessante na engenharia de processos,
tanto no conhecimento da estrutura, como no controle de qualidade do produto.
Propriedades reológicas de gomas alimentícias e de suas misturas dispersas em água
foram bastante estudadas em estado estacionário e em estado oscilatório. Entretanto, poucos
trabalhos foram feitos para entender o comportamento desses biopolímeros dispersos em
sistemas mais complexos como, por exemplo, polpas e/ou sucos de frutas.
Devido às características da polpa de cupuaçu e das gomas existentes no mercado para
utilização em alimentos, as gomas guar e xantana foram escolhidas para serem utilizadas
neste estudo, por apresentarem estabilidade a uma ampla faixa de pH e temperatura.
É importante ressaltar que, não foram encontrados na literatura trabalhos relacionados
à caracterização reológica de polpa de cupuaçu. Partindo deste contexto, esta Tese de
Doutorado, tem como objetivo principal estudar o comportamento reológico de polpa de
cupuaçu e da polpa aditivada com gomas guar e xantana.
4
Os objetivos específicos deste trabalho consistem em:
Comparar o efeito da adição de gomas guar e xantana no comportamento reológico da
polpa de cupuaçu, em função da concentração ( 0,3; 0,7 e 1%) desses biopolímeros;
Analisar o efeito da temperatura nos parâmetros reológicos das amostras utilizando
experimentos estacionários (10, 20, 30, 40 e 50 ºC) e oscilatórios (10, 30 e 50ºC).
Verificar a adequação de modelos reológicos na predição do comportamento em
diferentes taxas de deformação, temperaturas e concentrações.
Sendo as polpas utilizadas na fabricação de diversos produtos alimentícios como
sucos, doces, bolos, sorvetes, geléias, néctares, etc, o trabalho aqui proposto visa avaliar a
interação entre goma guar e xantana na polpa in natura, uma vez que na literatura não se
encontrou nenhum trabalho que trate desse assunto. Para tal desenvolvimento utilizou-se
como ferramentas as características reológicas.
Esta Tese está dividida em sete capítulos. Capítulo 1 apresentou introdução e objetivos já
apresentados.
No capítulo 2 é apresentada uma revisão bibliográfica sobre a polpa de cupuaçu,
hidrocolóides como a guar e xantana, a reologia de fluidos alimentícios.
No capítulo 3 são apresentados os materiais e métodos necessários à realização da
Tese.
No capítulo 4 são mostrados e discutidos os resultados.
Nos capítulos 5 e 6 são apresentadas as conclusões e sugestões, respectivamente.
No capítulo 7 são fornecidas as referências bibliográficas utilizadas na elaboração
desta Tese.
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Cupuaçu
O gênero Theobroma é o mais importante da família Sterculiaceae e pode ser
encontrado cerca de 22 espécies originárias da América Tropical. Na Amazônia brasileira são
encontradas as espécies: T. cacao, T. camargoanum, T. bicolor, T. grandiflorum, T.
microcarpum, T. obovatum, T. speciosum, T. subcanum e T. sylvestre. Todas produzem frutos
comestíveis e pelo menos das cinco primeiras espécies acima citadas, acredita-se poder fazer
um produto similar ao chocolate (Calzavara et al., 1984; Venturieri e Aguiar, 1988). A
maioria dessas espécies são ricas em gordura, proteína e amido, sendo que algumas delas
apresentam de 1 a 3% de teobromina como também cafeína que pode estar presente em
algumas dessas espécies (Monteiro, 1996).
O cacau (Theobroma cacao L.) constitui a espécie de maior valor comercial, sendo a
base das indústrias de chocolate, seguido pelo cupuaçu (T. grandiflorum Schum) (Figura 2.1).
O cupuaçu é também conhecido por cupu, pupu, pupuaçu, cacau branco, entre outras
denominações. Cupuaçu é uma palavra composta originária da língua Tupi, na qual Kupu
significa “semelhante ao cacau” e uasu significa “grande” (Calzavara et al., 1984; Venturieri.,
1993).
O rendimento dos frutos varia de acordo com o tamanho, a procedência, o período de
safra e o método de extração. Os frutos pesam em média 1,275 kg, com 43% de casca, 38,5%
de polpa, 17,19% de semente e 2,85% de placenta. A polpa comestível é de coloração amarela
ou esbranquiçada, de sabor ácido e aroma forte e é muito apreciada organolepticamente
(Venturieri, 1993).
As condições climáticas favoráveis para o desenvolvimento do cupuaçuzeiro são
bastante variáveis. Nas áreas de ocorrência natural a temperatura média varia entre 21,6 e
27,5ºC e a umidade relativa entre 64 e 93%.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
6
Figura 2.1 - Árvore de Theobroma grandiflorum, e seu fruto, o cupuaçu.
Fonte: Reisdorff (2007).
Polpa de fruta é o produto não fermentado, não concentrado, não diluído, obtido de
frutos polposos, através de processo tecnológico adequado, com um teor mínimo de sólidos
totais, proveniente da parte comestível do fruto (Ministério da Agricultura, 2003). As Tabelas
2.1 e 2.2 apresentam a composição físico-química e química da polpa de cupuaçu
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
7
Tabela 2.1 - Composição físico-química da polpa de cupuaçu
Determinação Polpa de cupuaçu
pH 3,2-3,6
Acidez titulável (%) 2,0-2,15
Umidade (%) 84,9-89,0
Açúcares redutores (%) 2,8-3,0
Açúcares não-redutores (%) 4,0-5,8
Amido (%) 0,96
Gordura (%) 0,48-2,35
Proteína (%) 0,53-1,92
Pectina (mg/100g) 390,00 - 850,00
Lipídeos (g/100g) 0,53
Fibras (%) 0,5-1,89
Cinzas (%) 0,67 - 0,81
Fonte: Villachica, 1996.
Tabela 2.2 - Analise química de cupuaçu em g/100g
Cálcio
(mg)
Fósforo
(mg)
Ferro
(mg)
Retinol
(mcg)
Vit B1
(mg)
Vit B2
(mg)
Niacina
(mg)
Vit C
Mg
23 26 2,60 30 0,04 0,04 0,50 33
Fonte: Franco, 1999.
2.2. Hidrocolóides
Os polissacarídeos hidrossolúveis são amplamente usados nas indústrias de alimentos,
pois apresentam uma variedade de funções em sistemas alimentícios, tais como aumentar a
viscosidade, criar estrutura de gel, possibilitar a formação de filme, controlar a cristalização,
inibir a sinérese, atuar como agente encapsulante de aroma e aumentar a estabilidade física
(Dziezak, 1991; Glicksman, 1991; Silva e Rao, 1992; Garti e Reichman, 1993; Dickinson,
2003), influenciando assim as propriedades dos alimentos, como a aparência e textura. São
utilizados geralmente em produtos com redução parcial ou total de gordura, de forma a
minimizar as alterações da textura do produto e evitar a separação de fases em emulsões
(Katzbauer, 1998; Toneli et al., 2005). Efeitos positivos são obtidos em alimentos que são
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
8
consumidos congelados ou que são preservados pelo congelamento no sentido de reduzir os
efeitos negativos relacionados à transição de fases (Herceg et al. 2000). A influência dos
hidrocolóides pode depender das interações entre os mesmos e também entre outros
biopolímeros e/ou outros componentes do alimento.
A seleção das gomas para uma determinada aplicação específica envolve mais do que
a simples seleção das propriedades funcionais. Os fatores que podem ser mais relevantes e
que devem ser levados em consideração nesta escolha são o tipo de aplicação do produto,
aparência do produto final, propriedades ópticas do produto final, custo, viscosidade, sabor,
textura, odor, propriedades emulsificantes, compatibilidade com o sistema, estabilidade em
diferentes condições de estocagem, uso com conservante e toxicidade do produto (Glicksman,
1979; Penna, 1998; Toneli et al., 2005).
2.2.1. Goma Xantana
A goma xantana é produzida pelas Xantomonas campestris durante a fermentação, em
substrato contendo D-glucose. É uma substância formada por heteropolissacarídeos
extracelulares, cuja massa molar varia de 13.000.000 a 50.000.000 Da, e são constituídos por
unidades básicas de D-glucopiranose, D-manopiranose e ácido-D-glucorônico na proporção
de 2,8:3,0:2,0. Contém ainda na molécula, grupos acetila e de ácido pirúvico, sendo estes
últimos ligados às cadeias de D-glucose por ligações acetálicas (Fernandes,1995 e Sahin,
2004), e cuja estrutura molecular é mostrada na Figura 2.2.
É facilmente solúvel em água quente ou fria, tem alta viscosidade a baixas concentrações
(Alexander, 1999) e mostra excelente estabilidade em uma ampla faixa de pH e de
temperatura (0-100ºC). É compatível com muitos sais e ácidos presentes em alimentos. Em
combinação com a goma guar tem a viscosidade aumentada e com a locusta, forma-se um gel
termorreversível (Fennema, 1993 e Casas et al.2000).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
9
Figura 2.2. Estrutura molecular da goma xantana.
Fonte: Ribeiro e Seravalli, 2004.
2.2.2. Goma Guar
A goma guar é uma galactomanana neutra retirada do endosperma do feijão do tipo
guar (Cyamossis tetragonolobus). Formada por uma cadeia principal linear de unidades de D-
manopiranose unidas em β (1→4), a qual se ligam, por ligações α (1→6) aos resíduos de D-
galactopiranose ( Richardson et al., 1998; Wang et al., 2000). Contém manose e galactose em
uma relação estimada de 1,8 a 2:1, respectivamente (Sahin e Ozdemir, 2004). Possui alta
massa molar de cerca de 220.000 Da; é estável ao calor, sendo capaz de formar dispersões
coloidais em água com elevada viscosidade. Não forma géis e a viscosidade de suas soluções
é pouco afetada pelos valores de pH entre 1 a 10,5 e por sais. Entretanto, em presença de
grandes quantidades de sacarose pode ocorrer redução da sua viscosidade. Além dessas
vantagens, é de baixo custo além de ser um bom espessante e estabilizante (Bobbio, 1992;
Baruffaldi, 1998).
Segundo Ribeiro e Seravalli (2004), é normalmente utilizada em concentrações ≤ 1g/100g
devido à sua capacidade de fornecer dispersões de alta viscosidade.
Interage sinergicamente com xantana, aumentando a viscosidade. Quando adicionada em
misturas com polissacarídeos gelificantes, como agar-agar e carragena aumenta a força do gel
e modifica a textura. A Figura 2.3 apresenta a estrutura molecular da goma guar.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
10
Figura 2.3. Estrutura molecular da goma guar. Fonte: Ribeiro e Seravalli, 2004.
2.2.3. Pectina
As pectinas somam cerca de um terço da matéria seca da parede celular de
dicotiledôneas e muitas monocotiledôneas, onde exercem diferentes funções. A maior parte
destes polissacarídeos é encontrada na lamela média das paredes celulares vegetais, onde são
importantes para a adesão célula-célula. Já as pectinas presentes na parede celular primária
contribuem para a retenção de água e formação de géis, que influenciam as propriedades
mecânicas da parede celular (Buchanan e Gruissem, 2000).
As cadeias de pectina podem estabelecer ligações cruzadas com íons cálcio nas
chamadas zonas de junção. A extensão dessas zonas e o padrão de substituição na cadeia
principal permitem a formação de um gel que fornece um fino controle da porosidade da
parede, regulando a difusão de íons, nutrientes e enzimas da parede celular, modulando o pH
e o balanço iônico. Por limitar a porosidade da parede, as pectinas podem afetar o crescimento
celular, regulando o acesso de enzimas aos seus substratos. Além disso, as pectinas servem
como moléculas de reconhecimento que sinalizam a presença de organismos simbióticos,
patógenos e insetos nas plantas (Buchanan e Gruissem, 2000; Mccann et al., 1995).
Como outros polissacarídeos vegetais, as pectinas são polidispersas, exibindo uma
significante heterogeneidade com respeito à estrutura química e à massa molecular (Pérez;
Mazeau; du Penhoat, 2000).
Quimicamente, as pectinas compreendem uma família de polissacarídeos constituída
por homogalacturonanas (HG) e ramnogalacturonanas (RG), ilustradas na Figura 2.4.
Homogalacturonanas constituem a região lisa ou smooth region das cadeias de pectinas e são
homopolímeros de unidades de ácido D-galacturônico unidas por ligações glicosídicas do tipo
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
11
α-(1→4) nas quais muitos dos grupos ácidos estão metil-esterificados. Elas também podem,
dependendo do tipo de planta, estar parcialmente O-acetiladas em C-3 ou C-2 (Ridley;
O’neill; Mohnem, 2001).
Ramnogalacturonanas constituem a região ramificada ou hairy region das pectinas e
são divididas em dois tipos: ramnogalacturonanas I (RG-I) e ramnogalacturonanas II (RG-II).
RG-I consiste de uma cadeia principal de unidades alternantes de ácido D-galacturônico
ligadas α-(1→4) e ramnose ligadas α-(1→2), à qual se ligam cadeias laterais neutras tais
como arabinanas e arabinogalactanas (Schols; Voragen, 2002). Outros açúcares que podem
estar ligados nas cadeias laterais são: D-xilose, D-glucose, D-manose, L fucose e ácido
Dglucurônico (Stephen, 1995).
As arabinanas são polissacarídeos que apresentam uma cadeia principal de unidades
furanosídicas de L-arabinose unidas por ligações glicosídicas α-(1→5), com ramificações
ligadas a várias unidades da cadeia principal na posição O-2 e/ou O-3 (Pérez, Mazeau; du
Penhoat, 2000).
As arabinogalactanas ocorrem em duas formas estruturalmente diferentes. As
arabinogalactanas do tipo I têm uma cadeia linear de unidades piranosídicas de Dgalactose
ligadas β-(1→4) com 20-40% de unidades furanosídicas de L-arabinose ligadas α-(1→5)
presentes em cadeias laterais curtas conectadas na posição O-3 das unidades de galactose
(Pérez, Mazeau; du Penhoat, 2000).
Já as arabinogalactanas do tipo II são polissacarídeos altamente ramificados, com
cadeias de unidades de β-D-galactopiranose unidas por ligações (1→3) e (1→6). As ligações
(1→3) predominam nas cadeias internas, enquanto que as ligações (1→6) ocorrem
principalmente nas cadeias externas, que são geralmente terminadas por unidades L-
arabinofuranosil e em algum grau por unidades L-arabinopiranosil (Stephen, 1995).
RG-II é o menor e mais complexo polissacarídeo péctico das paredes celulares
vegetais (Visser e Voragen, 1996). Contém uma alta proporção de unidades de ramnose
ligadas (1→3) e (1→2,3,4) e como unidades terminais (Stephen, 1995). Vários autores
descrevem este polissacarídeo apresentando uma cadeia principal de 8-10 unidades de ácido
galacturônico com quatro cadeias laterais complexas consistindo de 12 monossacarídeos
diferentes e 20 ligações distintas (Visser e Voragen, 1996; Rodriguez-Carvajal et al., 2003;
Vidal et al., 2000). É característica de RG-II a presença de açúcares raros, tais como apiose,
ácido acérico (ou 3-Ccarboxi-5-deoxi-L-xilose), 2-O-metil-fucose, 2-O-metil-xilose, Kdo
(ácido 2-ceto-3-deoxi-D-mano-octulosônico) e Dha (ácido 3-deoxi-D-lixo-2-heptulosárico).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
12
As unidades de apiose da cadeia lateral de dois monômeros da RG-II são esterificadas com
ácido bórico, formando dímeros de RG-II (Ishii et al., 1999; Kobayashi; Matoh; Azuma,
1996).
Figura 2.4 - Representação esquemática das estruturas de pectinas adaptado de: Willats; Knox
e Mikkelsen (2006).
A presença de xilogalacturonanas ou galacturonanas ricas em xilose foi identificada
em grãos de soja, ervilha, melancia, casca de limão e maçã. As unidades de xilose estão
presentes como cadeias laterais de uma única unidade ligada à posição O-3 das unidades
piranosídicas de ácido galacturônico (Visser e Voragen, 1996; Stephen, 1995).
Todas as moléculas de pectina contêm segmentos lineares de ácido galacturônico cujos
grupos carboxílicos podem estar esterificados com metanol (Rolin, 1993). A proporção de
grupos carboxílicos metil-esterificados nas pectinas é expressa como grau de esterificação
(DE). Dependendo do grau de esterificação, as pectinas são divididas em dois grupos:
pectinas com alto teor de esterificação (HM), com um DE superior a 50%, e pectinas com
baixo teor de esterificação (LM), com um DE inferior a 50% (Stephen, 1995).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
13
2.3. Reologia
É a ciência que estuda a resposta de um material à aplicação de uma tensão ou
deformação externa (Toledo, 1991).
Para a indústria de alimentos, o estudo reológico é de grande utilidade para a
determinação de cálculos em processos de engenharia, tais como cálculo de vazões, seleção
de bombas, determinação de perda de carga em tubulações, em operações unitárias como
evaporação e esterilização entre outros, determinação da funcionalidade de um ingrediente no
desenvolvimento de um produto, testes de tempo-de-prateleira, avaliação da textura dos
alimentos para correlacioná-la à análise sensorial (Holdsworth, 1993).
Os ensaios reológicos para a determinação das propriedades dos materiais são
realizados em condições de escoamento laminar. No escoamento turbulento, poucas são as
informações geradas que podem ser usadas para determinar as propriedades dos materiais.
Para serem significativos, os dados devem ser coletados dentro de uma faixa de taxa de
deformação e intervalo de temperatura apropriada, conforme mostrado na Tabela 2.3 (Steffe,
1996).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
14
Tabela 2.3 - Taxas de deformação (γ) típicas para materiais e processos
Processo γ (s-1) Aplicação
Sedimentação de partículas
em suspensão em um
líquido
10-6 - 10-3 Condimentos em molho
para salada, medicamentos,
tintas
Nivelamento devido à
tensão superficial
10-2 - 10-1 Glacês, tintas
Drenagem sob gravidade 10-1 - 101 Tintas, coberturas para
sorvetes
Extrusão 100 - 103 Ração de cachorro,
salgadinhos tipo “snacks”,
cereais matinais, massas e
polímeros
Calandragem 101 - 102 Massa crua para forração
Mastigar e engolir 101 - 102 Alimentos
Cobertura por imersão 101 - 102 Tintas, confeitos
Agitação e mistura 101 - 103 Processamento de alimentos
Escoamento em tubos 100 - 103 Processamento de
alimentos, escoamento de
sangue
Atomização 103 - 104 “spray drying”, pintura,
atomização de combustível
Esfregação 104 - 105 Aplicações de creme e
loções na pele
Revestimento em alta
velocidade
104 - 106 Processamento de papel
Lubrificação 103 - 107 Motores a gasolina,
amortecedor
Fontes: Barnes et al. (1989); Steffe (1996).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
15
Os dados reológicos obtidos em estado estacionário são úteis na obtenção da curva de
escoamento (tensão de cisalhamento em função da taxa de deformação), na obtenção de
modelos de escoamento; na avaliação da influência de diversos fatores tais como,
temperatura, concentração, presença e tamanho de partículas em suspensão, etc., sobre as
propriedades reológicas. É também importante na obtenção de informações sobre a estrutura
de polímeros (conformação/interação) (Rao, 1986).
2.3.1. Comportamentos reológicos
A viscosidade de um alimento líquido depende da temperatura e da composição e
pode, também depender da tensão de cisalhamento ou taxa de deformação, do tempo de
cisalhamento, assim como do histórico anterior do cisalhamento. A classificação mais geral
dos fluidos, que leva em consideração o comportamento da relação taxa de deformação/tensão
de cisalhamento, subdivide tais materiais em newtonianos e não-newtonianos (Figura 2.5)
(Rao, 1996; Steffe, 1996).
Figura 2.5 - Classificação do comportamento reológico de fluidos.
Fonte: Rao, 1996; Steffe, 1996.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
16
2.3.1.1. Fluidos newtonianos
Nos fluidos newtonianos, a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à taxa
de deformação (Equação 2.1), de modo que a viscosidade (µ) do sistema independe da taxa de
deformação e da tensão de cisalhamento, dependendo apenas da composição e temperatura, e
o escoamento se inicia assim que a tensão é aplicada.
τ = µ.γ (2.1)
onde: τ = tensão de cisalhamento (Pa); µ= viscosidade (Pa.s); γ = taxa de deformação (s-1)
Os fluidos que apresentam comportamento newtoniano são todos os gases, líquidos e
soluções de baixa massa molar. Como exemplos, temos o leite, óleos e sucos de frutas
clarificados.
2.3.1.2. Fluidos não-newtonianos
Os fluidos não-newtonianos são caracterizados por uma relação não-linear entre a
tensão de cisalhamento e a taxa de deformação, podendo, ainda serem classificados como
dependentes ou independentes do tempo.
a) Fluidos não-newtonianos dependentes do tempo
A dependência do tempo em fluidos não-newtonianos é observada com certa
freqüência. Como se poderia esperar, o tempo, variável adicional, condiciona a análise. Um
indício do comportamento reológico dependente do tempo de um fluido é a observação da
chamada curva de histerese. Para que seja possível verificar se o fluido apresenta ou não
viscosidade aparente dependente do tempo, deve ser realizado um estudo reológico onde a
substância em análise deve ser submetida a um aumento de tensão (ida) e, quando essa atingir
um valor máximo, ser reduzida até retornar ao valor inicial (volta). Se a substância não
apresenta comportamento reológico dependente do tempo, as curvas de tensão x taxas
deformação obtidas (ida e volta) devem ser coincidentes. Entretanto, se a viscosidade aparente
muda com o tempo, as curvas de ida e volta não seguem o mesmo caminho, formando uma
curva de histerese (Sato, 2002).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
17
As curvas típicas de tensão versus taxa de deformação dos fluidos que apresentam
comportamento reológico dependente do tempo podem ser observadas na Figura 2.6.
Figura 2.6 - Curvas típicas de fluidos com comportamento reológico dependente do tempo
Fonte: Machado, 2002.
Nos fluidos dependentes do tempo, a viscosidade aparente do fluido varia tanto com a
taxa de deformação quanto com a duração de sua aplicação, podendo ser classificados como
tixotrópicos ou reopéticos.
Tixotrópicos – são fluidos onde ocorre decréscimo da viscosidade aparente com o tempo de
cisalhamento, a uma condição constante de temperatura e taxa de deformação. Nesses fluidos,
as mudanças no comportamento reológico com o tempo devem-se provavelmente às
mudanças estruturais no fluido. No entanto, após o repouso, tendem a retornar à condição
inicial de viscosidade. Grande parte dos fluidos alimentícios como pastas de frutas e vegetais,
“ketchup”, mostarda e comida de bebê apresentam comportamento tixotrópico.
Reopéticos – são os fluidos onde ocorre aumento da viscosidade aparente com o tempo de
cisalhamento. Assim como os tixotrópicos, após o repouso, tendem a retornar ao seu
comportamento reológico inicial. Esses são casos muito complexos e raros, não sendo muito
freqüentes no campo de alimentos. O comportamento desses fluidos, normalmente, não é
incluído nos cálculos de engenharia, devido à complexidade do fenômeno (Awuah et al. 1993;
Gasparetto e Gehrke, 1995; Choi e Yoo, 2004).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
18
b) Fluidos não-newtonianos independentes do tempo
Nos fluidos não-newtonianos independentes do tempo, a temperatura constante, a
viscosidade depende somente da magnitude da tensão de cisalhamento ou taxa de deformação.
Nesta classificação estão incluídos os fluidos pseudoplásticos ou shear thinning, dilatantes ou
shear thickening e plásticos de Bingham ou viscoplásticos ( Figura 2.7).
Figura 2.7 - Curvas de escoamento típicas de fluidos.
Fonte: Sharma et al., 2000.
Fluidos pseudoplásticos – São fluidos cujo comportamento reológico não segue a
proporcionalidade expressa na Equação 2.1. Produtos líquidos de frutas e vegetais
normalmente exibem esse comportamento. Tais fluidos são caracterizados pelo decréscimo na
viscosidade, com o aumento da taxa de deformação. Como exemplos temos algumas polpas
de frutas, caldos de fermentação e melaço de cana. O modelo mais freqüentemente usado para
descrever esse comportamento segue a Lei da Potência, e pode apresentar ou não um termo de
tensão inicial. O modelo de Ostwald-de Waele não possui o termo de tensão inicial (τo)
(Equação 2.2), enquanto que, o de Herschel-Bulkley possui uma tensão inicial (τo) (Equação
2.3):
n
K.γτ = (2.2)
n
o K.γττ += (2.3)
τPlástico de Bingham
Herschel Bulkley
PseudoplásticoNewtonianoDilatante
•
γ
τPlástico de Bingham
Herschel Bulkley
PseudoplásticoNewtonianoDilatante
•
γ
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
19
onde: K = índice de consistência (Pa.sn); τo = tensão inicial (Pa);τ = tensão de cisalhamento
(Pa); γ = taxa de deformação (s-1); n = índice de comportamento de fluxo (adimensional).
A tensão residual ou tensão inicial (τo), pode ser utilizada para estimar a espessura do
revestimento de superfícies, como a de uma cobertura de sorvete; avaliar a força necessária
para que um fluido saia da embalagem; impedir a sedimentação de partículas suspensas, o que
poderia ser fator determinante para o tempo de prateleira de um produto alimentício ou evitar
o entupimento de tubulações durante o processamento, entre outros (Ma e Barbosa-Cánovas,
1995; Sato, 2002).
O comportamento físico de fluidos com tensão inicial de escoamento é usualmente
explicado com relação a sua estrutura interna, a qual é capaz de impedir o movimento para
valores de tensão menores que um valor limite τo. Para τ maior que τo a estrutura interna
colapsa, permitindo que haja escoamento. A estrutura interna pode recuperar-se quando τ
passa a ser menor que τo (Rao, 1996). Como exemplos de alimentos com tensão residual,
pode-se citar chocolate fundido, maionese, catchup, creme de leite, polpas de frutas etc.
Segundo Saravacos e Kostaropoulos (1995), as polpas de frutas apresentam
comportamento não-newtoniano do tipo pseudoplástico e tixotrópico. As polpas de frutas,
dispersões de moléculas ou partículas assimétricas, apresentam no repouso um estado
desordenado e quando submetidas a uma tensão de cisalhamento, suas moléculas ou partículas
tendem a orientar-se na direção da força aplicada. Quanto maior for a força aplicada, maior
será a ordenação e conseqüentemente menor será a viscosidade aparente.
Como a viscosidade aparente dos purês de frutas decresce com o aumento da tensão de
cisalhamento, eles são classificados como fluidos pseudoplásticos ou shear thinning (Sugai
2002).
Os fluidos estruturados, dentro da classe dos pseudoplásticos, mostram uma região de
viscosidade constante a baixas taxas de deformação (ηo) seguida de uma região não linear à
taxa de deformação intermediária. A altas taxas de deformação existe novamente uma
tendência a viscosidade constante (η∞), como mostra a Figura 2.8. O aparecimento dessas
regiões está relacionado com as mudanças na estrutura do material em função da taxa de
deformação aplicada. Este efeito é muito comum em soluções de macromoléculas e óleos
lubrificantes. A região de taxas de deformação médias é a mais importante para a
consideração da performance de equipamentos para processamento de alimentos, sendo que a
região newtoniana de baixas taxas de deformação pode ser importante em problemas que
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
20
envolvam baixas deformações, como é o caso de sedimentação de partículas em fluidos
(Steffe, 1996).
Figura 2.8 – Reograma idealizado para um fluido
pseudoplástico (Adaptado de Steffe, 1996)
Outro modelo que tem sido bastante usado para alimentos líquidos é o de Casson. Este
modelo, assim como o de Herschel-Bulkley, caracteriza-se pela existência de uma tensão
inicial. Casson, citado por Leite (2001), descreveu esse modelo para uma suspensão de
partículas interagindo num meio newtoniano (Equação 2.4).
5,05,05,0 ).( ocK τγτ +=•
(2.4)
Onde: τ = tensão de cisalhamento (Pa); τo = tensão inicial (Pa); Kc = viscosidade plástica de
Casson (Pa.s); •
γ = taxa de deformação (s-1).
Dentre os modelos não-newtonianos encontra-se também o de Mizrahi-Berk, obtido
pela modificação da equação de Casson, proposto por (Mizrahi & Berk, 1972) para ser
utilizado no estudo do escoamento de suco de laranja concentrado e em suspensões de
partículas interagindo entre si em um meio pseudoplástico. O modelo é descrito pela Equação
2.5.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
21
n
Mo K ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+=
.5,05,0 γττ (2.5)
onde: τ = tensão de cisalhamento (Pa); τo = tensão inicial (Pa); KM = índice de consistência
(Pa.sn); ⋅
γ = taxa de deformação (s-1); n = índice de comportamento de fluxo (adimensional).
Para altas taxas de deformação, o modelo de Sisko de três parâmetros, que relaciona a
viscosidade aparente com taxa de deformação, tem sido usado (Nindo et al., 2007; Rao,
1999). 1
.−•
∞ +=sn
sK γηη (2.6)
onde: η∞ = viscosidade a taxa de cisalhamento infinita; Ks = índice de consistência (Pa.s); ns =
índice de comportamento de fluxo (adimensional).
Este modelo pode ser aplicado para bombeamento de fluidos alimentícios e processos
de mistura envolvendo altas taxas de deformação. Pode ser considerado como um modelo Lei
da Potência generalizado que inclui um componente newtoniano. Um fluido que obedece ao
modelo de Sisko aproximará do comportamento newtoniano se ns = 1 ou Ks = 0 (Nindo et al.,
2007).
Plásticos de Bingham - são fluidos que inicialmente necessitam de uma tensão de
cisalhamento, para que haja fluxo ou movimentação do material. Uma vez atingida essa
tensão, o fluido passa a apresentar um comportamento newtoniano sendo chamado de plástico
de Bingham ou plástico ideal. Como exemplos desse comportamento, tem-se o purê de batata,
mostarda, chocolate fundido e creme batido (Gonçalves, 1989). A equação reológica para este
comportamento é descrita abaixo.
..γηττ po += (2.6)
onde: τ = tensão de cisalhamento (Pa); ⋅
γ = taxa de deformação (s-1); τo = tensão inicial (Pa);
ηp = viscosidade plástica (Pa.s).
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
22
Fluidos dilatantes – apresentam comportamento inverso aos pseudoplásticos, com a
viscosidade aparente aumentando com a taxa de deformação (Holdsworth, 1971). Uma
explicação para este fato, no caso de suspensões, é que à medida que se aumenta a tensão de
cisalhamento, o líquido intersticial que lubrifica a fricção entre as partículas é incapaz de
preencher os espaços devido ao aumento de volume que freqüentemente acompanha este
fenômeno. Então ocorre o contato direto com as partículas sólidas e, conseqüentemente, o
aumento da viscosidade aparente (Freitas, 2002). Este comportamento é encontrado em
soluções de amido, suspensões de proteínas e certas soluções de polímeros (Madiedo, 1996).
O modelo é descrito pela Equação 2.7.
n
k.γτ = onde, 1< n < ∞ (2.7)
Muitas equações têm sido propostas para descrever o comportamento pseudoplástico
de soluções de macromoléculas, como galactomananas. As equações de Carreau e Cross
foram sucessivamente usadas por Yoo et al.,1994, Alves et al. , 2001, Sittikijyothin et al.,
2005; para estudar o comportamento de fluxo de gomas puras ou em misturas com pectinas ou
gelatina. Camacho et al., 2005, Genovese e Lozano, 2001 usaram os modelos de Cross (Eq.
2.8) e Carreau (Eq. 2.9) na caracterização reológica de alimentos fluidos como creme de leite
e suco de maça.
A Equação 2.8 de Cross, inicialmente desenvolvida para dispersões, ajusta-se muito
bem à curva de escoamento experimental de várias soluções e dispersões de polissacarídeos
em um amplo intervalo de taxas de deformação, estendendo-se em alguns casos da primeira à
segunda zona newtoniana. Este modelo pode dar estimativas confiáveis de ηo (Pa.s) e de
constantes de tempo de escoamento (Jacon et al., 1993)
no
•
∞∞
+
−+=
γλ
ηηηη
.1 (2.8)
( )( ) 2/12
.1−
•
∞∞⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+−+=
n
o γληηηη (2.9)
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
23
onde: λ é o tempo de relaxação (s) e o n corresponde ao expoente da Lei da Potência; ηo e ∞η :
viscosidade quando a ⋅
γ → 0 e ⋅
γ → ∞ , respectivamente em Pa.s.
c) Fluidos Viscoelásticos
São fluidos que exibem comportamento intermediário entre um sólido perfeitamente
elástico e um líquido puramente viscoso. Por exemplo, soluções de biopolímeros (Silva e Rao,
1992).
Nas soluções poliméricas, como aquelas contendo polissacarídeos, o comportamento é
dominado pelo fenômeno viscoelástico. Cada molécula flexível espalha-se num volume
médio muito maior que as dimensões de suas unidades repetitivas e está continuamente
mudando a forma de seu contorno com sua energia térmica. Estas moléculas apresentam-se
num estado mínimo de energia. Uma deformação alonga a molécula ou seus segmentos na
direção da força aplicada e parte da energia aplicada é armazenada (propriedade de sólidos) e
outra parte é dissipada como calor (propriedade de líquidos). O estiramento aumenta os
ângulos de ligação e o estado de energia das moléculas. Quando a força da deformação é
removida, estas tentam retornar à conformação inicial e ao estado de menor energia (Ferry,
1980; Schramm, 2006).
Em um líquido perfeitamente viscoso, a tensão de cisalhamento depende apenas da
taxa de deformação. O trabalho mecânico necessário para produzir qualquer deformação é
dissipado instantaneamente. Por outro lado, em um sólido perfeitamente elástico, a tensão
depende somente da magnitude da deformação sofrida. O trabalho mecânico empregado na
deformação é armazenado na forma de energia elástica. Nos materiais viscoelásticos, uma
parte da energia é armazenada e a outra dissipada. A tensão depende do histórico de
deformação, pois passa-se algum tempo antes que o material volte à sua forma original
(Graessley, 1984).
O parâmetro adimensional que caracteriza os materiais viscoelásticos é o número de
Deborah. Este pode ser interpretado como a razão entre as forças elásticas e viscosas e, é
definido como a razão entre o tempo de relaxação característico do material (λ) e o tempo de
aplicação da tensão (texp) (Equação 2.10)
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
24
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
exptDe λ (2.10)
Quando De << 1 o fluido é considerado viscoso e neste caso as mudanças de
conformação internas causadas pelo escoamento são destruídas pelo movimento térmico. No
caso de um sólido elástico, o material tensionado pelo escoamento não tem tempo para relaxar
durante a escala de tempo do processo ou experimento e De >> 1. Quando De ≈ 1,
corresponde ao comportamento viscoelástico (Barnes et al. 1989).
2.3.1.3. Funções viscoelásticas lineares
Na caracterização da viscoelasticidade linear existem vários tipos de experimentos que
determinam as relações entre tensão, deformação e tempo. Os mais importantes são os testes
de fluência (“Creep”) e recuperação de fluência, relaxação de tensões e testes dinâmicos ou
oscilatórios.
a) Testes de “creep” e de relaxação de tensão - são realizados a uma tensão constante
de pequena amplitude por um determinado período de tempo, sendo a recuperação da
deformação observada em função do tempo. Após este período, denominado “creep”, a tensão
é completamente removida, seguindo-se então uma fase de relaxação de tensão e recuperação
da deformação (Figura 2.9).
Em materiais viscoelásticos, a recuperação da deformação aplicada é parcial e
controlada pela característica mais elástica ou viscosa da amostra, situando-se em uma
posição intermediária entre um sólido e um líquido. Quanto maior for a fase de recuperação,
maior será a característica viscoelástica da amostra. Esta técnica permite observar o
comportamento viscoelástico de amostras com grande sensibilidade sem significante
perturbação da estrutura intramolecular (Iagher et al., 2002).
Três estágios caracterizam a curva de fluência de um material viscoelástico. Em
primeiro lugar, a resposta do material é dada pela compliança elástica instantânea Jo.
Em seguida, um período transiente é observado, onde se verificam as propriedades
elásticas e viscosas. Finalmente, a tempos longos, a deformação aumenta linearmente com o
tempo e se aproxima de um escoamento estacionário onde a taxa de deformação é constante.
O tempo do teste tem de ser suficientemente longo para que o sistema alcance um escoamento
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
25
estacionário. A análise desta parte linear da curva pode dar informações sobre o
comportamento do escoamento à tensão de cisalhamento muito baixa. No teste de recuperação
obtém-se um parâmetro, Jeo denominado compliança recuperável, muito importante em
escoamento (Giboreau et al., 1994).
Figura 2.9 - Teste de fluência (“Creep”) e recuperação.
b) Testes dinâmicos ou oscilatórios - são particularmente úteis para caracterizar a
conformação macromolecular e interações intermoleculares em solução (Silva e Rao, 1992).
Num experimento dinâmico ou periódico, uma tensão ou deformação oscilatória
senoidal a uma freqüência (ω ) é aplicada no material, e a diferença de fase entre a tensão
aplicada e a deformação observada, bem como a taxa de amplitude são medidas (Ma e
Barbosa-Canovas, 1993).
A deformação (γ ) varia com o tempo de acordo com a Equação 2.11:
tseno ωγγ = (2.11)
onde oγ é a amplitude máxima de deformação e ω é a freqüência de oscilação. A tensão
correspondente (τ) pode ser representada como a soma dos componentes que estão em fase
com a deformação, e fora de fase com a deformação (Equação 2.12).
( ) ( )( )tGtsenGo ωωωωγτ cos,,, += (2.12)
tempo
Zona de Creep
Mais Viscoso
Mais Elástico
Creep τ > 0 Recuperação τ = 0 (após estado constante)
t1 t2
Deformação
J0
J0
tempo
Zona de Creep
Mais Viscoso
Mais Elástico
Creep τ > 0 Recuperação τ = 0 (após estado constante)
t1 t2
Deformação
J0J0
J0J0
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
26
onde ( )ω,G e ( )ω,,G são os módulos de armazenamento e de perda de energia,
respectivamente. No caso de um sólido perfeitamente elástico, toda a energia é estocada, isto
é, ,,G é zero e a tensão e a deformação estarão em fase. Para um líquido perfeitamente
viscoso toda energia é dissipada na forma de calor, isto é, ,G é zero e a tensão e a deformação
estarão fora de fase (Figura 2.10) (Rao, 1992).
Figura 2.10 - Teste viscoelástico dinâmico mecânico. Resposta dos extremos clássicos e do
material.
Considerando o ângulo de fase ( )δ com que a deformação está defasada da tensão, a
tensão correspondente pode ser expressa pela Equação 2.13.
( )δωττ += tseno (2.13)
onde oτ é a amplitude máxima de tensão. As equações 2.12 e 2.13 podem ser combinadas
obtendo-se assim as Equações de 2.14 a 2.17.
tensão deformação
δ = 0° δ = 90°
0° < δ < 90°
Resposta Puramente Elástica (Sólido Hookeano) Resposta Puramente Viscosa (Líquido Newtoniano)
Fuido Viscoelástico
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
27
Na reologia oscilatória pode-se medir o caráter sólido da amostra através do módulo
G’. Quanto maior for o valor de G’, maior é o caráter sólido do material (Walter, 1998) e as
deformações serão elásticas ou recuperáveis (Rao, 1992). Além disso, pode-se medir o
módulo de cisalhamento dinâmico viscoso ou de perda, G”, que indica o caráter líquido do
material. Através de análise em sistema oscilatório é possível determinar a viscosidade
dinâmica complexa (η*) da amostra, obtida pela razão entre o módulo de cisalhamento
dinâmico complexo (G*) e a freqüência (ω). G* representa a resistência total de uma
substância contra uma deformação aplicada.
( ) ( ) δγτω cos/, ooG = (2.14)
( ) ( ) δγτω senG oo /,, = (2.15)
( ) ( ) δωω tan/ ,,, =GG (2.16)
O módulo complexo é dado por:
( ) 2/12,,2, GGG +=∗ (2.17)
A viscosidade dinâmica complexa, ∗η é dada pela Equação 2.18.
( )( )
,,, ηηωγτ
ωγωτη i
i−===∗ (2.18)
onde ,η representa a componente viscosa da viscosidade complexa e ,,η , a componente
elástica.
Os dados experimentais de ,G e ,,G podem ser plotados em função da freqüência )(ω
produzindo o espectro mecânico, cuja interpretação é análoga ao espectro de relaxação,
considerando-se que baixas freqüências correspondem a grandes intervalos de tempo e vice-
versa (Giboreau et al., 1994). A Figura 2.11 mostra um espectro mecânico para polímeros de
alta massa molar.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
28
log Frequência (rad/s ou Hz)
Figura 2.11: Espectro mecânico típico de sistemas poliméricos.
Fonte: Steffe, 1996.
A influencia da freqüência sob o módulo de armazenamento e a viscosidade complexa,
aumenta quando a concentração de biopolímeros, densidade de entrelaçamentos ou
modificação estrutural em solução aumentam. Em baixas freqüências, ambos os módulos
crescem com o aumento da freqüência, sendo que ( )ω,G permanece sempre menor que
( )ω,,G , isto é, a resposta viscosa predomina, indicando que as cadeias moleculares podem se
desentrelaçar e rearranjar-se durante um longo período de oscilação. O comportamento do
escoamento é controlado pelo movimento translacional das macromoléculas. Em freqüências
intermediarias, ,G torna-se maior que ,,G , e praticamente constante, o que demonstra que
períodos curtos de oscilação não favorecem os desentrelaçamentos moleculares. Neste caso,
os entrelaçamentos desempenham o papel de zonas de junção intermoleculares temporárias.
Uma nova inversão nas magnitudes é observada na região de transição e finalmente, quando o
estado vítreo é atingido, ,,G diminui e ,G torna-se predominante. Essas regiões
características podem ser associadas qualitativamente com diferentes tipos de respostas
moleculares e aparecem com diferentes graus de definição e proeminência, dependendo se o
polímero tem alta ou baixa massa molecular, é amorfo ou cristalino, encontra-se acima ou
abaixo da temperatura de transição vítrea ou se está concentrado ou diluído em algum
solvente (Ferry, 1980; Graessley, 1984).
RegiãoTerminal
Região doPlatôElástico
Região deTransição
RegiãoVítrea
12
Módulo de Armazenamento (E' ou G')
Módulo de Perda (E" ou G")
log
G‘ e
G"
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
29
O estudo do comportamento viscoelástico dos diferentes sistemas é baseado na
dependência de G’ e G” em função da freqüência (Kavanagh; Ross-Murphy, 1998; Morris,
1995). Numa varredura de freqüência, a freqüência da deformação é aumentada passo a passo.
A Figura 2.12 mostra a representação gráfica para sistemas polissacarídicos submetidos a
medidas reológicas dinâmicas.
Figura 2.12 - Representação gráfica de sistemas polissacarídicos típicos: (A) gel forte; (B)
solução concentrada; (C) solução diluída.
Fonte: Morris (1995).
A Figura 2.12 (A) representa um perfil característico de um gel de polissacarídeo. O
módulo G’ é muito maior que G” em toda a faixa de freqüência utilizada no experimento, isto
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
30
é, apresenta uma resposta predominantemente elástica, e ambos os módulos G’ e G” são
essencialmente independentes da freqüência, como esperado para uma rede tridimensinal.
Quanto maior o valor de G’, maior é o caráter sólido do gel e as deformações serão elásticas
ou recuperáveis (Kavanagh; Ross-Murphy, 1998; Rao; Walter, 1998). A viscosidade dinâmica
complexa η* diminui linearmente com aumento da freqüência (Morris, 1995). Soluções
concentradas de polímeros apresentam comportamento de fluxo semelhante ao de um líquido
em baixas freqüências, onde há predomínio de G”, devido à reorganização da rede enquanto a
freqüência é baixa (Figura 2.12(B)). Quando a freqüência vai aumentando em relação à
reorganização molecular, ocorre distorção da rede, com G’ aumentando mais rapidamente que
G”. Deste modo, os módulos tornam-se praticamente iguais e se cruzam em determinado
ponto, que é o ponto de geleificação, a partir do qual G’ é maior que G” e há predomínio do
caráter sólido (Kavanagh; Ross-Murphy, 1998; Morris, 1995). O comportamento típico de
uma solução polimérica diluída é demonstrado na Figura 2.12(C), onde o módulo G’ é
significativamente mais baixo que o módulo G”, e ambos tendem a zero quando a freqüência
tende a zero. Em baixas freqüências predomina o movimento translacional, onde a energia é
dissipada por entre o solvente. Em freqüências mais altas, ocorre maior movimento de
contorção das cadeias e armazenamento de energia, e G’ aproxima-se de G”. A viscosidade
dinâmica complexa η* apresenta um comportamento essencialmente independente com o
aumento da freqüência (Morris, 1984). Deste modo, a variação de G’ e G” e η* com a
freqüência permite caracterizar o comportamento viscoelástico dos sistemas polissacarídicos.
2.4. Efeito da temperatura e concentração sobre os parâmetros reológicos
Os sucos de frutas são submetidos a uma ampla faixa de trocas térmicas durante as
etapas de processamento, armazenamento, transporte e reconstituição, sendo necessária a
obtenção de dados para diferentes temperaturas. Equações de predição são muito úteis no
cálculo de projetos em diferentes condições de temperaturas. Para uma concentração
constante, o efeito da temperatura na viscosidade newtoniana ou na viscosidade aparente não-
newtoniana, pode ser usualmente correlacionado com uma equação do tipo Arrhenius
(Saravacos, 1970; Holdsworth, 1971; Rao, 1977, Rao et al. 1984; Grigelmo et al. 1999). A
viscosidade para fluidos newtonianos em função da temperatura é dada pela Equação 2.19 e a
viscosidade aparente para fluidos pseudoplásticos em função da temperatura pela Equação
2.20.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
31
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
RTEa
oa expηη (2.19)
η a = K(γ)n-1 = η ∞exp(Ea/RT) (2.20)
onde: η ∞ = constante empírica (Pa.s); Ea = energia de ativação do fluxo (J/g-mol);
R = constante do gás ideal, (J/g-mol.K); T = temperatura absoluta (K).
Quanto maior for o valor da energia de ativação, mais sensível será o fluido às
mudanças de temperatura.
Para produtos não-newtonianos (Rao, 1986; Holdsworth, 1993) a equação ainda é
utilizada para expressar o índice de consistência, K, em termos de temperatura (Equação 2.21)
K = Koexp(Ea/RT) (2.21)
onde: K = índice de consistência (Pa.sn); Ko = constante (Pa.sn); Ea = energia de ativação do
fluxo (Kcal/g-mol); R = constante do gás ideal (1,987cal/g-mol.K); T = temperatura absoluta
(K).
A viscosidade de fluidos alimentícios aumenta com a concentração. A variação da
viscosidade com o conteúdo de sólidos solúveis pode ser descrita por diferentes expressões,
geralmente do tipo Lei da Potência ou exponencial (Rao et al., 1984; Rao, 1986; Khalil et al.,
1989; Ibarz et al., 1994) (Equações 2.22 e 2.23).
η = η1(C)b1 (2.22)
η = η2exp(b2.C) (2.23)
onde: C = concentração de sólidos solúveis (oBrix ou % de sólidos); η1, η2, b1e b2 =
constantes características experimentais.
O efeito da concentração no índice de consistência, também foi estudado para os
fluidos que seguem os modelos do tipo Lei da Potência e Herschel-Bulkley, através de
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
32
relações análogas às equações (2.2) e (2.3) (Cervone e Harper, 1978; Rao et. al., 1981; Vitali
e Rao, 1982) (Equações 2.24 e 2.25).
K = K1(C)b1 (2.24)
K = K2exp(b2C) (2.25)
onde: C = concentração de sólidos solúveis (oBrix ou % de sólidos); K1, K2, b1e b2 =
constantes características experimentais.
O efeito combinado da temperatura e concentração de diversos produtos alimentícios
pode ser descrito pelas Equações 2.26 e 2.27 (Vitali e Rao, 1984; Ibarz et al. 1992a e b)
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
RTEaca b exp1
1η (2.26)
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ += cb
RTEaa 22 expη (2.27)
onde ai e bi são constantes de ajuste.
2.5. Comportamento reológico de sucos de frutas
As polpas de frutas, dispersões de moléculas ou partículas assimétricas, apresentam no
repouso um estado desordenado e quando submetidas a uma tensão de cisalhamento, suas
moléculas ou partículas tendem a orientar-se na direção da força aplicada. Quanto maior for a
força aplicada, maior será a ordenação e, conseqüentemente, menor será a viscosidade
aparente. Como as viscosidades aparentes das polpas de frutas decrescem com o aumento da
tensão de cisalhamento, estas são classificadas como fluidos pseudoplásticos (Sugai, 2002).
Ibarz et al., (1994) analisaram o suco de laranja e verificaram que a energia de
ativação aumenta com a concentração e que o aumento da temperatura causa decréscimo na
viscosidade do suco de laranja despectinizado, sendo mais pronunciado para maiores
concentrações. A viscosidade aumenta com a concentração, e este aumento é mais
pronunciado em temperaturas menores.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
33
Godoy et al., (1998) estudaram a estabilização de néctar de goiaba com gomas xantana
(0,075%, 0,125% e 0,175%); amido ceroso (0,75%, 1,25% e 1,75%) e carragenana (0,125%,
0,175% e 0,225%), e verificaram que a goma xantana na concentração de 0,175% estabilizou
99% do volume do néctar além de garantir a preferência no teste sensorial.
Silva (2000) estudando o comportamento reológico do suco de acerola observou que a
uma taxa de deformação fixa, a viscosidade aparente diminui, à medida que aumenta a
temperatura, sendo mais pronunciada em temperaturas menores. A viscosidade aumenta com
o aumento da concentração, para taxas de deformação e temperaturas constantes. Já o índice
de comportamento cresce à medida que aumenta a temperatura e decresce com o aumento da
concentração a temperatura constante. O índice de consistência diminui com o aumento da
temperatura e aumenta com a concentração.
Zainal et al., (2000) estudando o suco de goiaba, observaram que o índice de
consistência decresceu com o aumento da temperatura, enquanto o índice de comportamento
aumentou. Já o aumento dos sólidos solúveis totais provocou decréscimo no índice de
comportamento (n), mas o índice de consistência diminuiu com o decréscimo da
concentração.
Nos estudos de Vidal, Branco e Gasparetto (2000) com polpas de manga integral e
centrifugada foi verificado que a viscosidade da polpa integral diminui com o aumento da
temperatura até 40ºC e para temperaturas entre 50 e 60ºC a viscosidade aumenta. Já para a
polpa centrifugada foi observado que a viscosidade decresce com o aumento da temperatura
até 60ºC.
Bezerra (2000) estudando a reologia de polpa de manga integral, centrifugada e
despectinizada na faixa de temperatura de 10 a 60ºC, verificou que a viscosidade aparente
teve um comportamento decrescente para a polpa integral e centrifugada, e crescente para a
polpa centrifugada e despectinizada.
Pelegrine, Vidal e Gasparetto (2000), analisando a viscosidade das polpas de abacaxi e
manga integrais e centrifugadas a 30ºC ajustados ao modelo de Mizrahi Berk, observaram que
a presença de sólidos suspensos influenciaram muito no índice de consistência tanto na polpa
de manga quanto na de abacaxi e que a viscosidade para as polpas integrais é maior que para
as polpas centrifugadas.
Genovese e Lozano (2001) analisaram os efeitos dos biopolímeros como a goma
xantana e carboximetilcelulose (CMC) na estabilidade e viscosidade do suco de maçã, e
verificaram que para uma mesma taxa de deformação, o suco com goma xantana mostrou
viscosidade maior que o suco com CMC e que aumentando a taxa de deformação, a
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
34
viscosidade aparente do suco com CMC ou xantana é similar para uma mesma concentração
de goma. O maior efeito estabilizante foi para o suco com CMC.
Ferreira (2002) estudando o comportamento de polpas de caju e goiaba integrais,
peneiradas e centrifugadas na faixa de temperatura de 10 a 60ºC, observou que a temperatura
acarretou uma redução da viscosidade aparente das polpas, com exceção para a polpa de caju
integral.
Sato (2002) estudou o comportamento reológico da polpa de jabuticaba integral e
observou que a mesma apresentou comportamento pseudoplástico com tensão residual, com
bom ajuste ao modelo de Herschel-Bulkley. O aumento da temperatura levou à redução da
viscosidade aparente e do índice de consistência, obedecendo ao modelo de Arrhenius.
Freitas (2002) estudou o comportamento reológico de guar e xantana em polpa de
maracujá através de teste estacionário. Observou-se um comportamento não –newtoniano com
características pseudoplásticas para todas as amostras, e uma forte variação dos parâmetros
reológicos para a goma guar em função da temperatura e pequenas alterações desses
parâmetros quando se tratava da xantana.
Sahin et al., (2004) estudaram o efeito de alguns biopolímeros (goma tragacante, goma
guar, carboximetilcelulose, xantana e goma locusta) em concentrações de 0, 0,5 e 1 g/100g
nas propriedades reológicas de três diferentes ketchups formulados com sólidos solúveis totais
de 7,5; 10 e 12,5 g/100g e observaram que todos os biopolímeros aumentaram a consistência
das amostras. No entanto, a goma guar e goma locusta ou alfarroba (LBG) causaram o maior
efeito de consistência seguido por xantana, tragacante e carboximetilcelulose (CMC). Tanto a
formulação do ketchup quanto a concentração dos biopolímeros afetaram sua consistência.
2.6. A cor na indústria de alimentos
O consumo de um alimento, conhecido ou não do consumidor, depende em primeira
instância, da sua cor e do seu aspecto, pois quando um consumidor entra em contato com o
alimento, a cor e a aparência são as duas primeiras sensações que o atingem, e é o que o
levará à aceitação, indiferença ou rejeição (Bobbio e Bobbio, 1992). A cor é um importante
atributo na indústria de alimentos. Freqüentemente, julga-se a qualidade dos alimentos
baseados na cor. Nos locais de venda de alimentos, raramente os consumidores são permitidos
provar os produtos alimentícios antes de comprá-los. No entanto, eles podem observar esses
produtos. Os consumidores fazem uma decisão de julgamento amplamente baseado na
aparência geral do alimento, incluindo a cor. Existe uma relação direta entre a cor e o sabor
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
35
dos alimentos. Os processadores de alimentos são limitados as suas habilidades para ajustar a
cor do produto final. Devido a isto, eles prestam estrita atenção nas cores dos ingredientes e as
mudanças que ocorrem em cada passo da produção. Os instrumentos de medida de cor são
usados para checar a cor dos ingredientes e para avaliar a eficiência do processo na obtenção e
manutenção da cor do produto desejado. Os sistemas de medidas de cor são utilizados para
medir uma ampla faixa de produtos alimentícios, tais como, frutas e vegetais, tanto “in
natura” como processados, produtos lácteos, carnes e produtos cárneos (incluindo peixe e
aves), cereais, óleos, xaropes, açúcares e bebidas (Good, 2007).
Há muitos benefícios da medida quantitativa das cores dos alimentos:
• Melhoria nas comunicações entre fornecedor e consumidor;
• Cor do produto consistente;
• Melhoria do sabor do produto;
• Desperdício reduzido;
• Densidade do produto uniforme;
• Melhoria da satisfação do consumidor.
2.6.1. A cor e seus parâmetros
Colorimetria refere-se à ciência e a tecnologia usada para quantificar e descrever (pela
ajuda de modelos matemáticos) as percepções humanas da cor. A percepção das cores pelos
olhos não é um processo meramente visual, mas sim psicovisual. A cor é algo que se vê com
os olhos e se interpreta com o cérebro é o resultado da interação da luz com os materiais. Para
a física óptica, a cor é definida como um feixe de radiações luminosas com uma determinada
distribuição espectral. Os materiais transferem a luz que chega a eles de forma que a luz
transmitida tem diferente distribuição espectral. A composição química e a estrutura do
material vão definir a capacidade deste de alterar a distribuição espectral da luz (Calvo e
Durán, 1997).
A CIE (Commision Internationale de L’Eclairage) definiu os valores triestímulos em
função da integração da distribuição espectral relativa de potência do iluminante (Sλ), as
funções do observador (λX, λY, λZ) e a função espectral de radiância do objeto (Rλ). Esses
valores são obtidos, aproximadamente, pelo somatório do produto da DEP (Distribuição
Espectral da Potência), dos valores do observador e dos fatores de reflectância com intervalo
de medição de 5 nm e faixa de comprimento de onda de 380nm a 780nm para objetos. Para
fontes de luz, os fatores de reflectância não são incluídos. Os diagramas de cromaticidade
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
36
mostram apenas proporções de valores triestímulos (X, Y e Z) e não suas reais magnitudes,
eles são aplicados estritamente a cores que tem a mesma luminância. Em geral as cores
diferem entre si tanto em cromaticidade quanto em luminância, e algum método que combine
estas variáveis se torna necessário. Como os valores X, Y e Z definem um espaço psicofísico
que não é real, a CIE recomendou o uso de um dos dois espaços de cor alternativos, CIELAB
ou CIELUV, que incluem um fator de luminância em um plano de cromaticidade (Berns,
2000).
No espaço psicométrico CIELAB as cores são descritas ou por luminosidade (L*),
coordenada a* (conteúdo do vermelho ao verde) e coordenada b* (conteúdo do amarelo ao
azul) ou pelo uso de coordenadas cilíndricas de luminosidade (L*), tonalidade (ho) e o croma
(C*), relacionadas diretamente com as coordenadas de Munsell. A Figura 2.13 apresenta o
significado geométrico destes conjuntos de coordenadas colorimétricas.
Figura 2. 13. O significado geométrico das coordenadas L*, a*, b*, ho e C*.
Fonte: Hunter Lab, 2008.
No espaço CIELAB é possível quantificar as diferenças em termos psicométrico de
∆L*, ∆a*, ∆b* e ∆E* ou ∆C*, ∆H*, de acordo com a Figura 2.14. A diferença total da cor é
denominada pela expressão ∆E*.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
37
Figura 2. 14. Diagrama de cálculo de ∆E* no diagrama CIELAB.
Fonte: Hunter Lab, 2008.
A diferença de cor entre dois estímulos, por exemplo, o padrão e a amostra pode ser
quantificada no diagrama L*, a* e b* (Figura 2.15), proposto por Berns (2000), cuja distância
entre duas posições é obtida de acordo com a Equação 2.28. A tonalidade é o atributo da
percepção visual onde a cor é percebida como vermelha, amarela, verde azul, púrpura etc. As
cores brancas, pretas e cinza puro não possuem tonalidade. A fórmula matemática que
representa a tonalidade é descrita pela Equação 2.29.
Figura 2. 15 - Representação gráfica de dois estímulos no espaço L*a* b*.
Fonte: Berns, 2000.
Capítulo 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _________________________________________________________________________
38
( ) ( ) ( )2**2**2**2*2*2* bibaiaLiLbaLdE −+−+−=∆+∆+∆= (2.28)
∗
∗
=abgho arctan (2.29)
CAPÍTULO 3
MATERIAIS E MÉTODOS
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais e a metodologia que foram utilizadas para a elaboração da Tese estão
especificadas abaixo.
3.1. Matérias-primas
3.1.1. Polpa de cupuaçu
A polpa de cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum) obtida da Cooperativa dos
Produtores de Cupuaçu do Pará foi acondicionada em sacos de polietileno, estocada e
congelada, a temperatura de – 20ºC em “freezer” .
3.1.2. Biopolímeros
Foram utilizadas gomas xantana e guar em pó, cedidas pela CPKelco Brasil S/A
(Limeira – SP) e pela Plury Química Ltda (Diadema – SP), respectivamente.
3.2. Metodologia
3.2.1. Preparo das amostras
A polpa de cupuaçu (Cup) foi aditivada com as gomas guar (G) e xantana (X)
utilizando três concentrações diferentes das gomas (0,3; 0,7 e 1% em peso de goma/peso de
polpa), sob agitação. Também foi preparada amostra de polpa sem aditivos para controle. As
polpas aditivadas e polpa em branco, foram acondicionadas em embalagens plásticas de
polietileno e estocadas a -20oC, em “freezer”. A Figura 3.1 apresenta um fluxograma da
metodologia que foi empregada neste estudo.
Capítulo 3 MATERIAIS E MÉTODOS _________________________________________________________________________
40
Figura 3.1 – Diagrama de blocos da metodologia empregada.
Polpa integral (Cup) Polpa adicionada de guar (CupG)
Acondicionamento em embalagens plásticas de polietileno
Polpa adicionada de xantana (CupX)
Aquisição do material
Armazenamento em freezer à -20ºC
Análises físico-químicas
Caracterização reológica
Capítulo 3 MATERIAIS E MÉTODOS _________________________________________________________________________
41
Todas as análises físico-químicas e a caracterização reológica foram realizadas em
duplicata.
3.2.2. Análises físicas e químicas
Foram efetuadas as seguintes análises físico-químicas:
3.2.2.1. Teor de sólidos solúveis (o Brix)
O ºBrix foi determinado através da leitura direta em refratômetro digital automático,
marca ACATEC modelo RDA 8600. A metodologia baseia-se no fato de que os índices de
refração de soluções aquosas de sacarose podem ser correlacionados com seu teor de
sacarose. Tem-se, assim, uma correspondência entre os índices de refração e a percentagem
de sacarose, a qual se dá o nome de grau Brix (Adolfo Lutz, 2005).
3.2.2.2. pH
A determinação do pH foi realizada pelo método potenciométrico, utilizando pHmetro
modelo pH300 M de marca ANALYSER. A metodologia que se baseia na determinação da
concentração hidrogeniônica (pH) com leitura direta em potenciômetro, como descrito pelo
(Adolfo Lutz, 2005).
3.2.2.3. Atividade de água (Aw)
A atividade de água foi medida em higrômetro Aqua-Lab digital, modelo CX-2
(Decagon Devices Inc., EUA), a uma temperatura constante de 25ºC.
3.2.2.4. Teor de polpa
O teor de polpa foi determinado em uma centrífuga de mesa MSE (5000 rpm por 1
hora).
Capítulo 3 MATERIAIS E MÉTODOS _________________________________________________________________________
42
3.2.2.5. Determinação da cor
A análise instrumental de cor foi realizada por reflectância no S & M Colour
Computer modelo SM - 4 - CH da Suga, no sistema Hunter com abertura de 30mm de
diâmetro, pertencente a EMBRAPA .
Os parâmetros de cor medidos em relação à placa Branca (L = 90,21; a = -2,34; b
= 1,39) foram:
• L = luminosidade (0 = preto e 100 = branco)
• a (-80 até zero = verde, do zero ao +100 = vermelho)
• b (-100 até zero = azul, do zero ao +70 = amarelo)
Foram realizadas quatro repetições para cada amostra, as quais foram dispostas
em placas de Petri de 5 cm de diâmetro e 2 cm de altura.
Com estes parâmetros de cor, é possível definir a diferença média de cor, ∆E*, entre a
polpa com aditivos e sem aditivos, de acordo com a Equação 2.28, onde i representa o valor
do parâmetro da polpa de cupuaçu, usado como referência. O valor desta diferença média
quadrática permite a comparação entre os valores dos parâmetros de cor da polpa (controle) e
da polpa com aditivos.
3.2.2.6. Açúcares redutores e não redutores
A determinação dos açúcares foi feita por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência
(HPLC) utilizando coluna cromatográfica Bio Rad HPX – 87 P 300 x 7,8 mm, e como fase
móvel água, vazão 0,6 ml/min, temperatura do forno de 80ºC e do detector de 40ºC.
3.2.2.7. Determinação de compostos inorgânicos da polpa de cupuaçu
A determinação de compostos inorgânicos da polpa foi realizada em Fluorescência de
Raios X Rigaku RIX 3100, equipado com tubo Rh de 4kw, pertencente ao NUCAT – COPPE
– UFRJ .
3.3.1. Medidas reológicas – Regime não-oscilatório
As análises reológicas das polpas de frutas em regime não-oscilatório foram realizadas
em um reômetro AR 2000 (TA Instruments), pertencente ao laboratório LAPIN 1 – IMA -
Capítulo 3 MATERIAIS E MÉTODOS _________________________________________________________________________
43
UFRJ. Utilizou-se um sensor tipo cone-placa (C-60/2o Ti). A temperatura de análise foi
mantida através de um sistema “peltier” instalado na placa inferior. Este reômetro é conectado
a um microcomputador para a aquisição dos dados. O tempo de cada determinação
experimental foi de 4 minutos, obtendo-se 100 pontos de deformação, dos quais cinqüenta em
escala ascendente (0 - 300s-1) e cinqüenta em escala descendente (300-0s-1 ). Apenas a curva
de volta obtida foi considerada na análise dos dados.
As medidas foram realizadas a 10, 20, 30, 40 e 50 ºC , a primeira por ser a temperatura
da polpa refrigerada e 50oC por corresponder a temperatura de pasteurização industrial
(Branco e Gasparetto, 2003; Toralles et al., 2006).
3.3.2. Análises reológicas das polpas – Regime oscilatório
As análises reológicas das polpas de frutas em regime oscilatório foram realizadas no
mesmo reômetro, utilizando o mesmo sensor tipo cone-placa, nas temperaturas 10, 30 e 50ºC.
Antes de realizar as análises dos espectros mecânicos (módulos G’e G’’ em função da
freqüência) foi realizada uma varredura de tensão na faixa de 0,01 a 100 Pa a freqüência 1Hz
com o objetivo de determinar a região viscoelástica linear das polpas. A região viscoelástica
linear é conhecida por ser a região onde a estrutura do material é preservada, ou seja, os
módulos de armazenamento (G’) e de perda (G’’) são independentes da freqüência. Neste
estudo, após a varredura de tensão, o valor de deformação determinado para a varredura de
freqüência foi 0,1 % para as amostras. A varredura de freqüência foi feita em deformação
oscilatória de baixa amplitude, na faixa de 0,1 a 100 Hz.
3.4. Análise estatística dos dados experimentais
Para as polpas de cupuaçu aditivadas e em branco, os dados experimentais de tensão
de cisalhamento e taxa de deformação obtidos no reômetro foram testados nos modelos
reológicos de Ostwald-de Waele, Hershel-Bulkley, Mizrahi-Berk, Casson, Cross, Carreau,
Sisko, Eliiot & Green, Hahn, Figoni & Shoemaker.
Os modelos foram ajustados aos dados experimentais utilizando-se o Software Oringin
7.0. Em todas as modelagens que foram realizadas, foram determinados e analisados
parâmetros de ajustes como o coeficiente de correlação (R2 ) e qui-quadrado (χ2), sendo
definidos pelas equações abaixo:
Capítulo 3 MATERIAIS E MÉTODOS _________________________________________________________________________
44
− Coeficiente de correlação (R2) - Mede a proporção da variação total da média
explicada pela regressão, definida como a soma quadrática total:
2
22
)(
)(−
−
−
−±==
∑∑
γ
γ
obsy
ypredSQTSQRR (3.1)
onde: −
γ = média amostral; SQR = Soma quadrática devido à regressão; SQT = soma
quadrática total.
− Qui-quadrado (χ2) – Expressa a diferença entre os valores previstos pelo modelo e
os valores obtidos experimentalmente
χ2 = ∑(yobs - ypre)2 (3.2)
onde: χ2 = Teste do qui-quadrado; yobs = Valor experimental; ypred = valor previsto pelo
modelo.
Quanto maior for o valor de χ2 maior será a discrepância entre os valores observados e
esperadas. Portanto, o modelo que melhor se ajusta é aquele com altos valores de R2 e baixos
valores de χ2.
CAPÍTULO 4
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A seguir serão apresentados os resultados da polpa de cupuaçu e da polpa de cupuaçu
aditivada com as gomas guar e xantana
4.1. Caracterização físico-química
Os valores obtidos na caracterização físico-química da amostra são apresentados na
Tabela 4.1.
Tabela 4.1. Caracterização física e química da polpa de cupuaçu.
Composição Valores obtidos
Sólidos solúveis (ºBrix) 10±0,01
PH 3,51±0,01
Teor de polpa (%) 44±0,20
Atividade de água (Aw) 0,99±0,00
Açucares redutores (g/l) 16,47±0,01
Açucares não redutores (g/l) 35,04±0,01
P2O5 (%) 6,31±0,01
MgO (%) 4,36±0,01
K2O (%) 79,93±0,01
CaO (%) 2,46±0,01
SO3 (%) 6,94±0,01
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
46
Os resultados obtidos de ºBrix, pH e açucares para a polpa de cupuaçu estão de acordo
com os valores recomendados no regulamento técnico geral para fixação dos padrões de
identidade e qualidade da polpa de cupuaçu do Ministério da Agricultura, 2003. Na Tabela 4.2
são apresentados os resultados dos parâmetros de cor das polpas.
Tabela 4.2 – Resultados dos parâmetros de cor da polpa
Amostra L a b ∆ECup
Cupuaçu 67,08±0,02 1,53±0,02 24,44±0,02 ____
CupX0,3 67,34±0,01 1,79±0,01 24,08±0,01 0,51±0,01
CupX0,7 67,90±0,01 1,82±0,01 23,76±0,01 1,10±0,01
CupX1 67,90±0,00 1,56±0,00 23,63±0,00 1,15±0,00
CupG0,3 67,11±0,02 1,70±0,02 24,04±0,02 0,43±0,02
CupG0,7 66,91±0,01 1,01±0,01 23,99±0,01 0,71±0,01
CupG1 67,38±0,01 0,96±0,01 23,86±0,01 0,86±0,01
Como pode ser visto na Tabela 4.2, houve pouca variação dos parâmetros L, a e b e a
diferença entre os parâmetros das polpas aditivadas e a polpa in natura, ∆E, também foi
pequena. Do ponto de vista industrial, cada vez mais tem se buscado a fabricação de produtos
processados que mantenham ao máximo das suas características iniciais enquanto matéria-
prima (Haminiuk, 2007). De maneira geral, todas as polpas apresentam uma boa manutenção
da cor.
4.2. Comportamento reológico da polpa de cupuaçu
4.2.1. Ensaios em estado estacionário
4.2.1.1. Curvas de Escoamento
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
47
Os modelos reológicos Ostwald-de Waele (Lei da Potência), Casson, Sisko, Carreau,
Cross, Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk foram ajustados aos dados experimentais obtidos para
todas as amostras. Os dois últimos modelos apresentaram valores de τo negativos e, portanto
sem significado físico. Os parâmetros de escoamento relativos aos modelos Ostwald-de
Waele, Casson, Sisko, Carreau, Cross são mostrados nas Figuras 4.1 a 4.6 e nas Tabelas 4.3 a
4.7.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
48
0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
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30
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0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
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25
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35
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55
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0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
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0 50 100 150 200 250 3000
5
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15
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25
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35
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0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de deformação (1/s)
0 50 100 150 200 250 300
0
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70
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0 50 100 150 200 250 3000
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0 50 100 150 200 250 3000
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60
70
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90
100
Tens
ao d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de deformação (1/s)
0 50 100 150 200 250 3000
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70
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0 50 100 150 200 250 3000
102030405060708090
100110120130140150
0 50 100 150 200 250 3000
102030405060708090
100110120130140150
0 50 100 150 200 250 3000
102030405060708090
100110120130140150
0 50 100 150 200 250 3000
102030405060708090
100110120130140150
0 50 100 150 200 250 3000
102030405060708090
100110120130140150
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de deformação (1/s)
0 50 100 150 200 250 3000
20
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100
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160
180
200
0 50 100 150 200 250 3000
20
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0 50 100 150 200 250 3000
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0 50 100 150 200 250 3000
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0 50 100 150 200 250 3000
20
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100
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160
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200
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de deformação (1/s)
0 50 100 150 200 250 3000
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0 50 100 150 200 250 3000
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0 50 100 150 200 250 3000
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0 50 100 150 200 250 3000
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0 50 100 150 200 250 3000
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100
110
120
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de deformação (1/s)
Figura 4.1 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas: (•) 10ºC; (•) 20ºC; (•) 30ºC; (•) 40ºC; (•) 50ºC (Modelo de Ostwald-de Waele).
CupG0,3
CupG0,7
0 50 100 150 200 250 3000
10
20
30
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50
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70
80
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0 50 100 150 200 250 3000
10
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0 50 100 150 200 250 3000
10
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70
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0 50 100 150 200 250 3000
10
20
30
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50
60
70
80
90
100
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de deformaçao (1/s)
CupG1 CupX1
CupX0,7
CupX0,3
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
49
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
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2
3
4
5
6
7
8
9
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
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1
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to 0,
5 (Pa)
Taxa de deformação 0,5(1/s)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
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ão d
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amen
to 0,
5 (Pa)
Taxa de deformação 0,5(1/s)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
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to 0,
5 (Pa)
Taxa de deformação 0,5 (1/s)
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to0,
5 (Pa)
Taxa de deformação0,5 (1/s)
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9
10
11
12
13
14
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to 0,
5 (Pa)
Taxa de deformação 0,5 (1/s)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to 0,
5 (Pa)
Taxa de deformação 0,5(1/s)
Figura 4.2 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas: (•) 10ºC; (•) 20ºC; (•) 30ºC; (•) 40ºC; (•) 50ºC (Modelo de Casson).
CupG0,7 CupX0,7
CupG0,3 CupX0,3
CupX1CupG1
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
50
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
log
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
log Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
log
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
log Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
log
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
log Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
log
visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
log taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
log
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
log Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
log
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
log Taxa de deformação (1/s)
Figura 4.3 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas: (•) 10ºC; (•) 20ºC; (•) 30ºC; (•) 40ºC; (•) 50ºC (Modelo de Sisko).
CupG0,3
CupG0,7
CupX0,3
CupX0,7
CupG1 CupX1
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
51
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Vis
cosi
dae
apar
ente
(Pa.
s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
Taxa de deformação (1/s)
Figura 4.4 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas: (•) 10ºC; (•) 20ºC; (•) 30ºC; (•) 40ºC; (•) 50ºC (Modelo de Carreau).
CupG0,3
CupG0,7
CupX0,3
CupX0,7
CupG1
CupX1
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
52
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
Taxa de deformação (1/s)10 100
0,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
10 1000,1
1
10
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
10 1000,1
1
10
Taxa de deformação (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
10 1000,1
1
Taxa de deformação (1/s)
Figura 4.5 – Curvas de escoamento de guar e xantana em polpa de cupuaçu a diferentes
temperaturas: (•) 10ºC; (•) 20ºC; (•) 30ºC; (•) 40ºC; (•) 50ºC (Modelo de Cross).
CupG0,3
CupG0,7
CupG1
CupX0,3
CupX0,7
CupX1
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
53
0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de deformação (1/s)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to 0,
5 (Pa)
Taxa de deformação 0,5 (1/s)
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
10 1000,1
1
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
Taxa de deformação (1/s)
Figura 4.6 – Curvas de escoamento da polpa de cupuaçu a diferentes temperaturas:
(•) 10ºC; (•) 20ºC; (•) 30ºC; (•) 40ºC; (•) 50ºC. (Modelo de Ostwald-de Waele (a), Casson
(b), Sisko (c)).
(a)(b)
(c)
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
54
Tabela 4.3 – Parâmetros do modelo de Ostwald-de Waele para as amostras Cup, CupG03,
CupG07, CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente.
Cup 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
K (Pa.sn) 14,82 13,68 11,38 10,99 8,05
n 0,23 0,22 0,23 0,23 0,29
χ2 0,82 0,68 0,84 1,86 1,81
R2 0,99 0,99 0,98 0,95 0,97
CupG03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
K (Pa.sn) 9,53 9,38 9,05 8,73 8,47
n 0,29 0,29 0,28 0,28 0,27
χ2 0,04 0,07 0,04 0,06 0,13
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupG07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
K (Pa.sn) 27,05 25,33 23,32 21,77 22,51
n 0,26 0,26 0,26 0,26 0,25
χ2 0,14 0,13 0,17 0,40 0,59
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupG1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
K (Pa.sn) 46,13 38,41 38,38 34,63 34,34
n 0,22 0,23 0,23 0,24 0,23
χ2 0,66 0,49 1,12 1,18 1,40
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupX03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
K (Pa.sn) 11,95 10,99 9,17 9,04 7,83
n 0,31 0,31 0,31 0,30 0,30
χ2 0,03 0,02 0,03 0,04 0,06
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupX07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
K (Pa.sn) 20,49 22,25 17,46 17,08 17,01
n 0,27 0,25 0,25 0,25 0,24
χ2 0,26 0,21 0,03 0,03 0,03
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
55
Continuação da Tabela 4.3
CupX1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
K (Pa.sn) 26,57 26,27 25,59 25,89 26,92
n 0,25 0,23 0,22 0,21 0,21
χ2 0,70 0,22 0,07 0,08 0,41
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
Tabela 4.4 – Parâmetros do modelo de Casson para as amostras Cup, CupG03, CupG07,
CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente.
Cup 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
Kc (Pa.s) 0,16 0,15 0,14 0,14 0,17
τo (Pa) 4,85 4,63 4,23 4,16 3,69
χ2 0,03 0,03 0,03 0,05 0,05
R2 0,93 0,92 0,90 0,87 0,89
CupG03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
Kc(Pa.s) 0,19 0,18 0,16 0,16 0,15
τo (Pa) 4,13 4,07 3,95 3,89 3,79
χ2 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02
R2 0,97 0,98 0,96 0,96 0,95
CupG07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
Kc(Pa.s) 0,26 0,24 0,23 0,23 0,22
τo (Pa) 6,76 6,49 6,25 6,01 6,06
χ2 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04
R2 0,97 0,96 0,96 0,95 0,94
CupG1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
Kc(Pa.s) 0,26 0,25 0,25 0,25 0,24
τo (Pa) 8,49 7,79 7,80 7,45 7,39
χ2 0,04 0,05 0,06 0,06 0,06
R2 0,96 0,95 0,94 0,94 0,94
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
56
Continuação da Tabela 4.4
CupX03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
Kc (Pa.s) 0,22 0,22 0,19 0,19 0,18
τo (Pa) 4,64 4,46 4,07 4,01 3,74
χ2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
R2 0,97 0,97 0,97 0,96 0,96
CupX07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
Kc (Pa.s) 0,23 0,22 0,19 0,19 0,18
τo (Pa) 5,93 6,09 5,39 5,29 5,27
χ2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
R2 0,98 0,97 0,97 0,97 0,96
CupX1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
Kc (Pa.s) 0,23 0,21 0,19 0,19 0,18
τo (Pa) 6,64 6,49 6,35 6,35 6,43
χ2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
R2 0,98 0,97 0,97 0,97 0,96
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
57
Tabela 4.5 – Parâmetros do modelo de Sisko para as amostras Cup, CupG03, CupG07,
CupG1, CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente.
Cup 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,12 -0,10 -0,09 -0,05 -0,09
Ks(Pa.s) 9,96 9,20 7,38 7,36 4,67
ns 0,38 0,37 0,38 0,36 0,48
χ2 2,16E-4 9,79E-5 4,77E-5 5,68E-5 3,83E-5
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupG03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,02 -0,02 -0,03 -0,04 -0,05
Ks(Pa.s) 9,08 8,66 7,68 7,20 6,36
ns 0,32 0,32 0,34 0,35 0,38
χ2 4,80E-5 5,69E-5 4,39E-5 4,10E-5 4,20E-5
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupG07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,04 -0,05 -0,06 -0,08 -0,10
Ks(Pa.s) 25,48 22,99 20,61 17,91 17,80
ns 0,29 0,29 0,30 0,33 0,33
χ2 6,69E-5 1,38E-4 9,38E-5 1,49E-4 1,75E-4
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupG1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,08 -0,09 -0,11 -0,12 -0,13
Ks(Pa.s) 41,48 33,16 31,69 28,05 27,11
ns 0,26 0,28 0,29 0,31 0,31
χ2 2,15E-4 1,68E-4 1,71E-4 1,71E-4 2,11E-4
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupX03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,03 -0,02 -0,02 -0,03 -0,03
Ks(Pa.s) 10,91 10,10 8,21 7,91 6,60
ns 0,34 0,34 0,35 0,35 0,36
χ2 1,82E-5 1,72E-5 1,24E-5 1,85E-5 6,98E-6
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
58
Continuação da Tabela 4.5
CupX07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,00 -0,0 -0,01 -0,02 -0,02
Ks(Pa.s) 21,22 22,20 17,04 16,15 15,89
ns 0,26 0,26 0,27 0,27 0,27
χ2 3,33E-5 3,74E-5 1,83E-5 1,76E-5 1,05E-5
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupX1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,02 0,01 -0,01 -0,01 -0,01
Ks(Pa.s) 29,02 27,44 25,87 25,80 26,02
ns 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22
χ2 2,62E-5 1,83E-5 1,35E-5 1,96E-5 3,59E-5
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
Tabela 4.6 – Parâmetros do modelo de Carreau para as amostras CupG03, CupG07, CupG1,
CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente.
CupG03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,01 0,01 -0,00 -0,01 -0,02
ηo(Pa.s) 5,02 4,51 3,95 3,59 3,19
λ(s) 0,36 0,32 0,31 0,29 0,28
n 0,27 0,26 0,28 0,29 0,31
χ2 2,41E-6 2,97E-6 3,26E-6 4,91E-6 4,43E-6
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupG07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,00 -0,00 -0,01 -0,02 -0,03
ηo(Pa.s) 15,22 13,34 11,68 10,14 10,08
λ(s) 0,46 0,41 0,39 0,38 0,37
n 0,26 0,25 0,27 0,28 0,28
χ2 6,10E-6 1,32E-5 8,78E-6 6,72E-6 8,41E-6
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
59
Continuação da Tabela 4.6
CupG1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,03 -0,03 -0,06 -0,06 -0,06
ηo(Pa.s) 27,35 20,15 19,18 16,53 15,20
λ(s) 0,52 0,46 0,45 0,42 0,38
n 0,23 0,25 0,26 0,27 0,27
χ2 3,98E-5 9,19E-6 9,20E-6 1,53E-5 3,37E-6
R2 0,99 1 1 0,99 0,99
CupX03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) -0,01 -0,07 -0,01 -0,01 -0,02
ηo(Pa.s) 7,35 6,73 4,97 5,01 4,38
λ(s) 0,51 0,49 0,42 0,45 0,49
n 0,32 0,31 0,32 0,32 0,34
χ2 4,27E-6 2,85E-6 1,57E-6 2,61E-6 8,14E-7
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupX07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,02 0,00 0,00 -0,00 -0,00
ηo(Pa.s) 15,24 16,16 12,43 11,21 12,07
λ(s) 0,59 0,61 0,61 0,57 0,65
n 0,24 0,24 0,25 0,25 0,25
χ2 5,59E-6 1,27E-5 3,33E-6 2,87E-6 4,24E-6
R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
CupX1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,04 0,02 0,01 0,02 0,00
ηo(Pa.s) 23,74 23,57 21,05 21,36 21,40
λ(s) 0,73 0,79 0,73 0,75 0,74
n 0,21 0,21 0,21 0,20 0,20
χ2 5,83E-6 4,01E-6 2,02E-6 5,80E-6 2,06E-5
R2 1 1 1 0,99 0,99
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
60
Tabela 4.7 – Parâmetros do modelo de Cross para as amostras CupG03, CupG07, CupG1,
CupX03, CupX07 e CupX1%, respectivamente.
CupG03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,03 0,03 0,02 0,01 0,00
ηo(Pa.s) 13,05 10,73 9,33 8,32 7,11
λ(s) 0,94 0,76 0,74 0,69 0,63
n 0,79 0,81 0,79 0,79 0,78
χ2 1,45E-6 7,01E-7 7,97E-7 1,69E-6 2,17E-6
R2 0,99 1 0,99 0,99 0,99
CupG07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,02 0,03 0,01 0,01 0,00
ηo(Pa.s) 57,88 40,71 36,59 28,27 27,22
λ(s) 1,85 1,30 1,31 1,08 1,03
n 0,77 0,79 0,78 0,78 0,78
χ2 4,39E-6 6,32E-6 2,58E-6 5,25E-6 5,77E-6
R2 1 0,99 1 0,99 0,99
CupG1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,00 -7,00E-4 -0,01 -0,02 -0,01
ηo(Pa.s) 101,78 69,39 65,75 53,47 45,53
λ(s) 1,99 1,63 1,60 1,43 1,21
n 0,80 0,79 0,77 0,77 0,78
χ2 2,00E-5 1,82E-6 3,83E-6 4,92E-6 2,76E-6
R2 0,99 1 1 1 1
CupX03 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,00 0,01 0,01 0,01 -0,01
ηo(Pa.s) 27,94 24,90 17,25 16,32 16,79
λ(s) 2,05 1,95 1,61 1,55 2,02
n 0,72 0,72 0,72 0,73 0,69
χ2 1,70E-6 1,02E-6 6,27E-7 1,39E-6 3,36E-7
R2 0,99 1 1 0,99 1
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
61
Continuação da Tabela 4.7
CupX07 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,04 0,02 0,01 0,01 9,97E-5
ηo(Pa.s) 66,16 70,22 55,73 48,53 61,44
λ(s) 2,64 2,70 2,80 2,55 3,41
n 0,78 0,79 0,78 0,78 0,77
χ2 2,64E-6 7,97E-6 1,50E-6 1,25E-6 2,66E-6
R2 1 0,99 1 1 0,99
CupX1 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC 50ºC
η∞(Pa.s) 0,05 0,03 0,02 0,01 0,01
ηo(Pa.s) 124,95 131,65 119,83 113,69 123,66
λ(s) 3,85 4,35 4,19 3,96 4,30
n 0,81 0,81 0,81 0,81 0,80
χ2 3,03E-6 2,14E-6 1,07E-6 3,63E-6 2,13E-5
R2 1 1 1 1 0,99
Todos os modelos representaram bem os dados experimentais das amostras em todas
as temperaturas, apresentando baixos valores de χ2 e altos valores de R2.
O índice de comportamento de fluxo (n), foi inferior a 1 em todas as amostras,
caracterizando desta forma o comportamento não-newtoniano e pseudoplástico.
Com relação ao modelo Ostwald-de Waele, o índice de comportamento de fluxo
variou pouco com a temperatura, e mostrou um decréscimo com aumento da concentração de
gomas, mostrando assim, uma maior pseudoplasticidade, já que os valores de “n” tendem a se
afastar da unidade. Este mesmo comportamento foi observado para dispersões de farinha de
batata doce (So-Young e Yoo, 2006; Ferreira et al., 2007). O índice de consistência (K),
diminuiu com o aumento da temperatura em todas as amostras, concordando com os
resultados para fluidos alimentícios (Quispe, 2003; Haminiuk et al,2006). Analisando as
amostras CupX0,3; CupX0,7 e CupX1, observa-se que CupX1 apresentou maiores valores de
índice de consistência (K). O mesmo comportamento foi observado para as amostras de
CupG0,3; CupG0,7 e CupG1.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
62
No modelo de Casson, verificou-se que houve um decréscimo do índice de
consistência e tensão inicial com o aumento da temperatura e aumento do índice de
consistência e tensão inicial com aumento da concentração de gomas. Comportamento
idêntico foi observado por Pereira et al.(2008).
A pseudoplasticidade pode ser caracterizada através da inclinação das curvas de
escoamento, que diminuíram com o aumento da taxa de deformação. Ainda nos mesmos
gráficos, observa-se que para uma taxa de deformação fixa, a viscosidade aparente diminui à
medida que aumenta a temperatura. Esse comportamento é comum para polpas e sucos de
frutas, uma vez que a maioria destes produtos apresentam-se na forma de sólidos dispersos em
meio líquido e um aumento da temperatura causa uma diminuição da viscosidade da fase
fluida, aumentando a mobilidade das partículas em suspensão, diminuindo a viscosidade
destes produtos (Pelegrine, 1999).
Observa-se nas Tabelas 4.3 e 4.4 que ao adicionar gomas guar e xantana na
concentração 0,3%, houve um decréscimo significativo no índice de consistência em relação a
polpa de cupuaçu pura. Porém, aumentando a concentração dessas gomas verificou-se um
aumento significativo em relação a polpa pura. Para baixa concentração de gomas (0,3%),
pode ter ocorrido uma desorganização da estrutura do sistema, polpa de cupuaçu, a qual
contém na sua composição pectina, polímero natural e gelificante. Ao aumentar a
concentração das gomas, verificou-se um aumento grande no índice de consistência devido a
presença de uma quantidade maior de macromoléculas nos sistemas. Comparando as polpas
aditivadas CupG e CupX, pode ser observado que, a goma guar causou uma desestruturação
maior na polpa, devido a sua estrutura neutra, enquanto que a goma xantana, polímero
aniônico, afetou menos na desestruturação da polpa pura, devido possivelmente às forças
repulsivas entre esta e a pectina presente na polpa.
A polpa de cupuaçu apresentou maior pseudoplasticidade quando comparada às polpas
aditivadas com guar e xantana, fazendo com que a polpa apresente uma maior redução na
viscosidade aparente à medida que a taxa de deformação aumenta.
Pelegrine, Vidal e Gasparetto (2000) verificaram comportamento pseudoplástico para
as polpas de manga e abacaxi, sendo este efeito mais pronunciado para as polpas integrais.
Ferreira et al. (2002), observaram comportamento pseudoplástico para polpa de goiaba
integral em todas as temperaturas de 10 a 60ºC. Comportamento semelhante foi encontrado
por Marcotte et al. (2000), analisando as propriedades reológicas de vários polímeros naturais
(carragenana, pectina, gelatina, amido e xantana) na faixa de concentração de 1 a 6%,
dependendo do tipo de macromolécula e nas temperaturas de 20, 40, 60 e 80ºC e por
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
63
Haminiuk et al., (2005) ao estudar a influência da temperatura no comportamento reológico
de polpa de araçá integral.
Os dados experimentais se ajustaram muito bem ao modelo de Sisko, com valores de
R2 igual a 0,999. Este modelo mostrou que o índice de comportamento de fluxo (ns) foi
inferior a unidade, e decresceu com o aumento da concentração de goma, enquanto que foi
pouco afetado pela temperatura. Já o índice de consistência (Ks) decresceu com a temperatura
e aumentou com a concentração. Comportamento semelhante foi observado por Nindo et
al.2007.
A molécula de xantana em repouso encontra-se num estado agregado de equilíbrio e a
extensão dessa agregação é reduzida sob cisalhamento. Em condições experimentais, a baixas
taxas de deformação, os efeitos dos fatores, orientação e agregação, são simultaneamente
detectados e, em taxas de deformação mais altas a agregação molecular desaparece, ocorrendo
uma forte redução na viscosidade aparente. Este efeito também deve ser comum para a guar
que forma entrelaçamentos em soluções (Sánchez et al., 1995; Pai e Khan, 2002).
Os modelos de Cross e Carreau foram usados para verificar a dependência da
viscosidade com a taxa de deformação. Estes modelos têm a vantagem de predizer a
viscosidade a qualquer taxa de deformação, incluindo a determinação dos parâmetros ηo e η∞
por extrapolação. Nas Tabelas 4.6 e 4.7 observa-se que as equações de Carreau e Cross
apresentaram ajustes aos dados experimentais das amostras aditivadas, e com isso torna-se
possível estabelecer um modelo preditivo válido para uma ampla faixa de taxas de
deformação. Os valores de η∞ das amostras devem ser bastante baixos, visto que o ajuste por
extrapolação levou a valores negativos para algumas condições.
Foi observado que a constante de tempo (λ) das equações de Carreau e Cross para as
polpas aditivadas decresceram com o aumento da temperatura. Os valores de viscosidade
newtoniana a baixas taxas de deformação (ηo) e a constante de tempo para polpa aditivada
com guar foram menores que para polpa com xantana. Este comportamento também foi
notado para guar ou xantana dispersas em polpas de maracujá (Freitas, 2002).
Nas Figuras 4.4 e 4.5 (viscosidade aparente versus taxa de deformação), os valores de
ηo foram obtidos por extrapolação pelo modelo de Carreau e Cross, e não foi verificado platô
newtoniano em nenhuma das amostras no intervalo de taxa de cisalhamento empregado no
experimento reológico.
Todas as amostras mostraram curvas de fluxo um tanto similar. Como esperado, os
dados obtidos a 50ºC seguiram o mesmo padrão de comportamento, mas com menor
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
64
viscosidade aparente que a 10ºC. Os dados de polpas aditivadas se ajustaram muito bem aos
modelos, com valores de R2 variando entre 0,999 e 1. Diferenças entre os valores dos
parâmetros nos modelos foram observadas, principalmente quanto à viscosidade newtoniana
(ηo) que apresentou menores valores para amostras com menores concentrações de gomas e
maiores valores de “n” nas menores concentrações de gomas.
As forças viscosas que dificultam à sedimentação das partículas podem ser
consideradas proporcionais a ηo , desde que ocorra em taxas de deformação muito baixas.
Quando os valores de ηo são maiores o efeito estabilizante poderá ser maior, para a xantana,
devido principalmente a sua maior eletronegatividade, que conduz para maior repulsão entre
as partículas evitando a aglomeração.
Observou-se que a baixas taxas de deformação, a polpa de cupuaçu com xantana
(CupX) mostrou maior viscosidade que a mesma polpa com guar (CupG). Este
comportamento foi atribuído principalmente à menor massa molar da guar e agregação.
A faixa não newtoniana depende da massa molar, da distribuição da massa, tipo e
extensão da ramificação (Genovese e Lozano, 2001). Sucos com goma xantana são altamente
pseudoplásticas a taxas de deformação elevadas, devido a destruição das associações
intermoleculares (Da Silva et al., 1992).
4.2.1.2. Efeito da concentração
A concentração de sólidos solúveis e insolúveis tem forte efeito na viscosidade de
alimentos fluidos newtonianos ou no índice de consistência e na viscosidade aparente de
fluidos não newtonianos (Juszczak e Fortuna, 2003).
Na Tabela 4.8 encontram-se os valores de viscosidade aparente das polpas de cupuaçu
nas respectivas concentrações, temperaturas e taxas de deformação.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
65
Tabela 4.8- Viscosidade aparente das polpas de cupuaçu para diferentes taxas de deformação,
temperaturas e concentrações.
T (ºC)
Viscosidade Aparente (100s-1) (Pa.s)
Cup CupG0,3 CupG0,7 CupG1 CupX0,3 CupX0,7 CupX1
10 0,426 0,372 0,893 1,251 0,488 0,703 0,812
20 0,390 0,348 0,813 1,089 0,455 0,702 0,748
30 0,335 0,322 0,763 1,101 0,374 0,560 0,702
40 0,331 0,315 0,704 1,025 0,358 0,527 0,690
50 0,319 0,297 0,700 1,004 0,317 0,515 0,691
Viscosidade Aparente (200s-1) (Pa.s)
T (ºC) Cup CupG03 CupG07 CupG1 CupX03 CupX07 CupX1
10 0,249 0,232 0,535 0,728 0,301 0,424 0,491
20 0,222 0,216 0,489 0,632 0,281 0,420 0,442
30 0,191 0,193 0,455 0,641 0,232 0,336 0,414
40 0,186 0,193 0,423 0,605 0,221 0,314 0,402
50 0,191 0,180 0,419 0,585 0,196 0,307 0,402
Viscosidade Aparente (300s-1) (Pa.s)
T (ºC) Cup CupG03 CupG07 CupG1 CupX03 CupX07 CupX1
10 0,189 0,177 0,407 0,544 0,232 0,325 0,372
20 0,170 0,165 0,367 0,467 0,216 0,319 0,332
30 0,145 0,147 0,345 0,474 0,178 0,253 0,306
40 0,136 0,146 0,313 0,439 0,169 0,235 0,299
50 0,141 0,134 0,309 0,429 0,147 0,227 0,297
Um ajuste não linear dos dados de viscosidade aparente (ηa) à Equação 2.22,
possibilitou a determinação dos valores dos parâmetros η1 e b1 das polpas nas temperaturas de
10ºC a 50ºC. Os parâmetros estão apresentados na Tabela 4.9 para a viscosidade aparente a
100s-1.
De um modo geral, o modelo tipo potencial foi considerado adequado para dispersões
de farinha de arroz (Chun e Yoo, 2004), para polpa de umbu (Pereira et al., 2007), dispersões
de farinha de batata doce (So-Young e Yoo, 2006).
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
66
Tabela 4.9: Parâmetros da Equação 2.22 para as polpas na taxa de deformação 100s-1 – Efeito
da concentração (%).
CupX; T (ºC) η1 b1 R2
10 0,8138 0,4226 0,9997
20 0,7702 0,4097 0,9585
30 0,6935 0,5279 0,9939
40 0,6748 0,5560 0,9803
50 0,6792 0,6623 0,9898
CupG; T (ºC) η1 b1 R2
10 1,2568 0,9940 0,9994
20 1,1000 0,9229 0,9972
30 1,1000 1,0223 0,9999
40 1,0196 0,9946 0,9992
50 1,004 1,0119 1
De acordo com a Tabela 4.9 nota-se que o modelo potencial se ajustou bem aos dados
experimentais com R2 variando entre 0,9585 a 1 para as amostras CupX e CupG.
A viscosidade das soluções é aumentada com o aumento da concentração da goma.
Este comportamento pode ser atribuído à intensificação das interações intermoleculares e dos
entrelaçamentos físicos, que provocam um acréscimo efetivo tanto nas dimensões da
macromolécula como na massa molecular do sistema (Garcia-Ochoa apud Diaz et al. 2004).
4.2.1.3. Efeito da temperatura sobre a viscosidade aparente
Mediante um ajuste não linear dos dados de viscosidade aparente (ηa) à equação tipo
Arrhenius (Eq. 2.19), determinou-se os valores de energia de ativação e do parâmetro ηo das
polpas nas temperaturas de 10ºC a 50ºC. Os parâmetros estão apresentados na Tabela 4.10
para a viscosidade aparente nas taxas de 100, 200 e 300s-1, pois estes constituem valores
importantes nas operações industriais de processamento, onde a taxa de deformação é sempre
maior que 100s-1 (Steffe, 1996).
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
67
Tabela 4.10: Parâmetros da Equação de Arrhenius para as polpas na taxa de deformação (100,
200, 300s-1).
Amostra γ (1/s) ηo (Pa.sn) Eat (Kcal/g.mol) χ2 R2
Cup 100
200
300
0,034
0,020
0,011
1,416
1,394
1,567
1,952E-4
1,563E-4
7,435E-5
0,930
0,840
0,889
CupG0,3 100
200
300
0,061
0,030
0,019
1,008
1,146
1,259
1,998E-5
2,641E-5
1,126E-5
0,982
0,954
0,971
CupG0,7 100
200
300
0,108
0,065
0,038
1,183
1,181
1,319
2,992E-4
1,019E-4
6,016E-5
0,966
0,967
0,972
CupG1 100
200
300
0,225
0,139
0,086
0,948
0,914
1,019
0,002
6,288E-4
4,053E-4
0,860
0,844
0,850
CupX0,3 100
200
300
0,014
0,009
0,006
1,995
1,995
2,058
2,138E-4
8,353E-5
4,491E-5
0,968
0,967
0,971
CupX0,7 100
200
300
0,037
0,020
0,012
1,670
1,725
1,875
0,001
5,048E-4
2,893E-4
0,874
0,886
0,902
CupX1 100
200
300
0,201
0,088
0,053
0,773
0,953
1,075
4,836E-4
2,256E-4
1,512E-4
0,867
0,881
0,887
Como observado na Tabela 4.10, o modelo tipo Arrhenius ajustou-se bem às polpas, o
que pode ser comprovado pelos altos valores de R2 entre 0,840 e 0,972. A Figura 4.7
apresenta os dados experimentais de viscosidade aparente em função da temperatura e seus
ajustes não-lineares ao modelo de Arrhenius. Quanto maior a concentração de goma na polpa
(CupX e CupG ) menor é o efeito da temperatura sobre as propriedades reológicas, sendo
verificado pelo decréscimo da energia de ativação (Ea). Logo, a energia de ativação foi maior
para menores concentrações de gomas (CupX0,3 e CupG0,3), indicando que a viscosidade
aparente foi muito afetada pela temperatura nestas concentrações. Isto pode ser justificado
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
68
pelo fato de que, aumentando a concentração, aumenta-se conseqüentemente, também, a
interação polímero-polímero, inibindo a hidratação molecular com a conseqüente redução da
desagregação dos polímeros, contribuindo para que a viscosidade seja menos sensível a
temperatura (Mizrahi apud Pereira et al., 2008). Comportamento igual foi observado por Dak
et al. (2005). Segundo Steffe (1996), em um sistema, valores de energia de ativação altos
indicam uma mudança muito rápida na viscosidade com a temperatura.
O valor da energia de ativação (Ea) encontra-se na faixa de valores encontrados por
Alexandre (2002), ao analisar o comportamento reológico da polpa de açaí integral, cujo valor
foi igual a 1,5 kcal/gmol, ao de Ferreira (2002), ao analisar o comportamento reológico da
polpa de goiaba integral (Ea =1,46 kcal/gmol), ao de Pereira et al. (2008) ao estudar a polpa
de umbu (Ea =1,47 kcal/gmol) e por Guerrero e Alzamora (1997) (Ea =1,91 kcal/gmol), ao
estudar o comportamento do purê de banana. Essa faixa de valores para energia de ativação é
característica dos sistemas com altos teores de sólidos em suspensão (Alexandre, 2002).
Sato (2005) relata que purês de frutas com alto teor de sólidos em suspensão possuem
valores de energia de ativação inferiores aos sucos clarificados ou com menor quantidade de
sólidos de tamanho maior. A viscosidade aparente de purês de frutas diminui moderadamente
com o aumento da temperatura, enquanto que a de sucos clarificados apresenta um declínio
mais intenso. Esta diferença é atribuída à presença da polpa suspensa nos purês, uma vez que
a temperatura não tem grande influência nas propriedades de escoamento de sólidos.
Uma energia de ativação é necessária para movimentar as moléculas. À medida que a
temperatura aumenta, o líquido flui mais facilmente devido à maior energia de ativação em
maiores temperaturas (Gurses e Bayrakçeken apud Sengul et al. 2005).
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
69
Temperatura (K)
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
0,10
0,16
0,22
0,28
0,34
0,40
0,46
290 300 310 320
Temperatura (K)
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
0,25
0,35
0,45
0,55
0,65
0,75
0,85
0,95
290 300 310 320
Temperatura (K)
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
0,15
0,25
0,35
0,45
0,55
0,65
0,75
0,85
290 300 310 320
Figura 4.7 - Viscosidade aparente das polpas Cup; CupG0,7; CupX0,7 nas diferentes taxas de
deformação 100 (•), 200 (•) e 300s-1 (•) (Modelo tipo Arrhenius).
Observa-se na Figura 4.7 que o aumento da temperatura provoca uma diminuição da
viscosidade. Comportamento semelhante foi encontrado por Lopes e Sato et al (2005),
estudando o comportamento reológico da polpa de pitanga e da polpa de jabuticaba,
respectivamente.
Como esperado, para polpas de frutas, nota-se que a viscosidade aparente diminuiu
com o aumento da taxa de deformação devido ao maior alinhamento das partículas na direção
da tensão aplicada, enquanto a energia de ativação (Ea) aumentou com o aumento da taxa de
deformação. Maiores valores de energia de ativação (Ea) indicam uma mudança mais rápida
na viscosidade com a temperatura, como mostrado na Figura 4.7.
CupG0,7 Cup
CupX0,7
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
70
4.2.1.4. Efeito combinado da concentração e temperatura na viscosidade aparente
Para aplicações na engenharia, é muito útil obter uma simples equação que descreva o
efeito combinado da temperatura e concentração na viscosidade de polpa de fruta (Togrul e
Arslan, 2004).
Análise de regressão não–linear foi realizada para obter o efeito combinado da
temperatura e concentração na viscosidade aparente. Combinando a equação tipo Arrhenius
(2.19) e Lei da Potência (2.22) obteve-se a equação (2.26). O efeito combinado da
concentração e temperatura sobre a viscosidade aparente da polpa aditivada com guar e
xantana para uma taxa de cisalhamento 100s-1 é mostrado a seguir.
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛= RTxCa
025,1exp198,0 987,0η
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛= RTxCa
275,1exp086,0 494,0η
onde: 0,3 ≤ C ≤ 1% 283 ≤ T ≤ 333 K
As constantes da Eq. (2.26) foram obtidas por regressão não-linear de dados
experimentais, usando o procedimento Quasi-Newton no programa Estatística 7.0, resultando
num coeficiente de determinação R2 = 0,995 e 0,967 para CupG e CupX, respectivamente. A
Figura 4.8 mostra a superfície de resposta obtida da Eq. (2.26), onde se nota que a viscosidade
aparente diminui com o aumento da temperatura e aumenta com aumento da concentração de
goma na polpa, corroborando com os resultados de Cepeda e Villarán, 1999; Marcotte et al.
2001; Ferreira et al., 2002; Kayacier e Dogan, 2006; Assis et al., 2006).
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
71
Figura 4.8 – Superfície de resposta do efeito da temperatura e concentração na viscosidade
aparente (ηa) da polpa aditivada.
A viscosidade das soluções é aumentada com o aumento da concentração da goma.
Este comportamento pode ser atribuído à intensificação das interações intermoleculares e dos
entrelaçamentos físicos, que provocam um acréscimo efetivo tanto nas dimensões da
macromolécula como na massa molar do sistema (Garcia-Ochoa apud Diaz et al. 2004).
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
72
4.2.1.5. Caracterização de dependência do tempo
Fluxo dependente do tempo é uma propriedade importante de suspensões alimentícias,
e é usado quando se quer estabelecer a relação entre estrutura e fluxo (Ramos e Ibarz, 1998).
As curvas de viscosidade com o tempo de cisalhamento realizado a taxas de deformação
constantes podem fornecer um meio de avaliar as mudanças estruturais em suspensões
alimentícias. No entanto, poucas informações estão disponíveis na aplicabilidade dos modelos
para essas suspensões alimentícias, embora vários alimentos apresentem mudanças de fluxo
dependentes do tempo. Suspensões alimentícias que apresentam este comportamento são as
sobremesas de leite semi-sólida, natillas (Tárrega et al., 2004), hidrocoloides alimentícios
(Marcotte et al., 2001), concentrado de fruta e polpa (Bhattacharya, 1999).
A análise de dependência do tempo para suspensões alimentícias pode ser feita
usando-se varredura crescente e decrescente de taxas de deformação (Figura 4.9) ou aplicando
uma taxa de deformação constante por um período específico de tempo (Figura 4.10). Nos
experimentos conduzidos com varredura de taxas de deformação, foi observado que somente
a polpa de cupuaçu (Figura 4.9) apresentou um loop de histerese, enquanto que, nas amostras
com gomas praticamente não foi observado nenhum loop. Um loop de histerese num gráfico
de tensão de cisalhamento versus taxa de deformação indica um comportamento tixotrópico
para o fluido.
Taxa de deformação (s-1)
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 50 100 150 200 250 300
Figura 4.9 – Curvas de escoamento da polpa de cupuaçu a 30ºC.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
73
Experimentos de dependência do tempo foram realizadas para as amostras onde foi
aplicada taxas de deformações de 50 e 100s-1 (Figura 4.10).
Tempo (s)
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
0 100 200 300 400 500 600
CupG0,7
Tempo (s)
Vis
cosi
dade
apa
rent
e (P
a.s)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
0 100 200 300 400 500 600
CupX0,7
Tempo (s)
Visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 100 200 300 400 500 600
Cupuaçu
Figura 4.10 – Curvas de viscosidade versus tempo para CupG0,7, CupX0,7 e Cupuaçu a
30ºC; símbolos fechados (100s-1) e símbolos abertos (50s-1).
Observou-se que apenas a polpa de cupuaçu apresentou dependência com o tempo,
isto é, a viscosidade aparente decresceu com o tempo para taxas de deformações constantes de
50 e 100s-1, sendo que a taxa 100s-1 foi a que mais influenciou na deformação da polpa.
Em geral, a dependência do tempo pode ser descrita pelos modelos de Elliot e Green
(Eq. 4.1), Hahn (Eq.4.2), Figoni & Shoemaker (Eq.4.3). Estes modelos foram utilizados por
Lozano e Ibarz (1994), Sugai et al. 2004 para descrever a tixotropia de polpas de pêssego,
ameixa e polpa de manga, respectivamente.
)exp()( cteoe −−+= ττττ (4.1)
atpe −=− )log( ττ (4.2)
)exp()( max ktee −−+= ττττ (4.3)
(a) (b)
(c)
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
74
onde: τe é o valor de tensão de equilíbrio, que é atingida após um tempo suficientemente
longo de cisalhamento; τo é a tensão de cisalhamento inicial; c, p, a, k parâmetros a serem
determinados.
Os dados experimentais de tensão versus tempo de cisalhamento se ajustaram bem aos
modelos, como pode ser observado pelos valores dos coeficientes de determinação R2 ≥ 0,912.
Os parâmetros calculados para cada modelo estão mostrados na Tabela 4.11.
Tabela 4.11 - Parâmetros dos modelos para polpa de cupuaçu a 30ºC
Eliiot & Green Hahn Figoni & Shoemaker •
γ (s-1) τe τo C R2 p a τe R2 τe τmax k R2
50 28,198 51,416 0,005 0,912 3,145 0,005 28,196 0,912 28,198 51,416 0,005 0,912
100 33,184 50,665 0,007 0,926 2,861 0,007 33,184 0,926 33,184 50,665 0,007 0,926
De acordo com os parâmetros dos modelos calculados, nota-se que, a polpa apresentou
tensão inicial de 51,416 Pa para taxa de deformação de 50s-1 e que aumentando a taxa de
deformação para 100s-1 houve um decréscimo para 50,665 Pa. Enquanto que a tensão de
equilíbrio aumentou de 28,198 para 33,184 Pa, respectivamente.
O parâmetro “p” indica a tensão necessária para a estrutura se desagregar. O parâmetro
“p” diminuiu com o aumento da taxa de deformação. O parâmetro “a” indica a velocidade
para o processo de desagregação estrutural. Este parâmetro aumentou com o aumento da taxa
de deformação. O parâmetro “k” mostra que a destruição estrutural aumenta com o aumento
da taxa de cisalhamento. Tal comportamento foi observado por Alonso e Zapico, (1995); Yun
e Byoungseung (2004); Yoo, (2002) ao estudarem alimentos infantis, suspensões alimentícias
e pasta de soja.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
75
4.2.2. Cisalhamento Oscilatório
Na Figura 4.11 são mostrados os módulos dinâmicos (G´ e G``) das polpas de cupuaçu
e cupuaçu aditivada, em função da freqüência nas diferentes temperaturas.
w (rad/s)
G, G
,, (P
a)
100
400
700
1000
4000
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
w (rad/s)
G, G
,, (P
a)
10
50
90
400
800
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
w (rad/s)
G, G
,, (P
a)
10
50
90
400
800
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
Figura 4.11 - Módulos de armazenamento G´ (símbolos fechados) e módulos de perda G´´
(símbolos abertos) em função da freqüência para Cup, CupG0,7 e CupX0,7 nas temperaturas
10ºC (•,ο), 30ºC (▲,∆), 50ºC (■, ).
CupG0,7
Cup
CupX0,7
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
76
Os valores de G´ são superiores a G´´em toda a faixa de freqüência, mostrando
comportamento predominantemente elástico. Os valores de G´ e G´´são dependentes da
freqüência, caracterizando o sistema como um gel fraco. Mandala et al., 2004; Sanchez et al.,
2002, ao analisarem a influência das gomas xantana e LBG na reologia e estrutura de um
molho branco e de um ketchup, respectivamente, encontraram resultados semelhantes.
Os valores de G´ e G´´ apresentaram dependência com a temperatura, decrescendo com
o seu aumento. Alexandre, 2002 e Sato, 2005; Tárrega et al., 2005 encontraram
comportamento semelhante para polpas de açaí, jabuticaba e sobremesa de leite semi-sólida.
Conforme apresentado na Figura 4.11, com o aumento progressivo da temperatura as
amostras CupG e CupX apresentaram uma maior estabilidade, em relação à polpa pura,
mantendo a característica de gel (G´ > G´´).
Com o aumento da temperatura, é conhecido que as pontes de hidrogênio são
enfraquecidas e as interações hidrofóbicas são fortalecidas. Em baixas temperaturas, as pontes
de hidrogênio são favorecidas, reforçando as zonas de junção e G’ aumenta. Em temperaturas
elevadas, a perda da associação por pontes de hidrogênio é compensada com algum reforço
das interações hidrofóbicas. Os dois efeitos opostos podem explicar o comportamento
apresentado pelos géis com a mudança na temperatura (Alonso-Mougán et al., 2002).
A Figura 4.12 mostra a variação de G´ e G´´ como função da freqüência na temperatura
de 30ºC para as amostras Cupuaçu, CupG0,7 e CupX0,7.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
77
w (rad/s)
G, G
,, (P
a)
10
100
1000
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
Figura 4.12 - Módulos de armazenamento G´ (símbolos fechados) e módulos de perda G´´
(símbolos abertos) em função da freqüência para Cup (•), CupG0,7 (▲) e CupX0,7 (■) na
temperatura de 30ºC.
Comparando as três amostras, o cupuaçu demonstrou ser mais elástico, sendo os
valores dos módulos elásticos e viscosos os menos dependentes da freqüência, quando
comparado com CupG e CupX. Devido ao fato da polpa de cupuaçu ser rica em pectinas,
biopolímeros naturais, isto confere uma maior característica de gel ao cupuaçu, e adicionando
gomas guar e xantana, nota-se um efeito antagônico no sentido de formação de gel. Sendo
maior para CupX, goma aniônica, e menor para CupG, goma neutra.
A Figura 4.13 mostra os módulos de armazenamento (G´) e de perda (G´´) em função
da freqüência (ω) para a polpa de fruta aditivada nas três concentrações a 30ºC.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
78
w (rad/s)
G, G
,, (P
a)
10
50
90
400
800
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
w (rad/s)
G, G
,, (P
a)
10
50
90
400
800
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
Figura 4.13 - Módulos de armazenamento G´ (símbolos fechados) e módulos de perda G´´
(símbolos abertos) em função da freqüência para CupG e CupX nas concentrações de 0,3% (•,
ο); 0,7% (▲, ∆), 1% (■, ).
As Magnitudes de G´ e G´´ aumentaram com o aumento da concentração das gomas.
Observa-se que quanto maior a concentração, mais estruturado é o gel. Tendência semelhante
ao encontrado, foi também observado por Pereira et al. (2005), Chun e Yoo (2006), Cui et al.
(1995) e Kim e Yoo (2006).
O comportamento viscoelástico obtido pode ser confirmado pela tangente do ângulo
de fase, tan δ (Tan Delta) (Figura 4.14) que é a razão dos módulos de perda e armazenamento
CupX
CupG
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
79
(tan δ = G´´ / G´). Para tan δ = 1 considera-se que o comportamento é limiar entre um líquido e
um gel e para tan δ <1 , considera-se comportamento de um gel (Laxton e Berg, 2005).
Frequencia (Hz)
Tan
Del
ta
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,1 1,0 10,0 100,0
Figura 4.14- Tangente do ângulo de fase em função da freqüência para Cupuaçu (♦), CupG
0,3% (•), 0,7% (▲), 1% (■) e CupX 0,3% (○), 0,7% (∆), 1% (□).
4.2.3. Regra de Cox-Merz
Esta regra estabelece uma correlação entre a viscosidade dinâmica e a viscosidade
aparente (Equação 4.4).
••
== γωγηωη )()(*ap (4.4)
Onde: η* é viscosidade dinâmica complexa (Pa.s); ηap é a viscosidade aparente sob
cisalhamento (Pa.s); ω é a freqüência de oscilação (rad/s) e •
γ é a taxa de cisalhamento (1/s).
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
80
log frequencia (rad/s)
log taxa de deformação (1/Pa)
log
visc
osid
ade
dina
mic
a (P
a.s)
log
visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
-1,5
-0,5
0,5
1,5
2,5
3,5
4,5
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
log frequencia (rad/s)
log taxa de deformação (1/Pa)
log
visc
osid
ade
dinâ
mic
a (P
a.s)
log
visc
osid
ade
apar
ente
(Pa.
s)
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Figura 4.15 – Viscosidade dinâmica (η*) e viscosidade aparente (ηap) (símbolos cheios e
abertos, respectivamente) em função da freqüência angular e taxa de deformação para CupG e
CupX a 30ºC nas concentrações: η* CupG0,3 e CupX0,3 (• ), ηap CupG0,3 e CupX0,3 (ο),
η*CupG0,7 e CupX0,7 (▲),ηap CupG0,7 e CupX0,7 (∆),η*CupG1 e CupX1 (■),ηap CupG1 e
CupX1 (□).
Na Figura 4.15 pode-se observar que as viscosidades dinâmicas das polpas
apresentaram valores muito maiores que as viscosidades aparentes no intervalo de freqüência
e deformação estudado, confirmando a natureza fraca dos géis. Tal resultado foi também
observado por Valenga, (2007), Bot et al., (2001), Rao e Tattiyakul (1999). A não
aplicabilidade da regra de Cox-Merz para sistemas de alimentos complexos altamente
CupG
CupX
(a)
(b)
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
81
estruturados, com muitas partículas e fibras, como a polpa de fruta, pode ser atribuída à
quebra da estrutura do material, em ensaios que envolvem altas tensões de cisalhamento (Rao
e Cooley, 1992). Por outro lado, medidas em estado dinâmico não causam mudanças
apreciáveis na estrutura, devido à pequena magnitude de deformação ou tensão aplicada
(Bistany e Kokine, 1983 e Chamberlain e Rao, 2000).
Segundo (Han et al. 2002; Roberts e Cameron, 2002), se a viscosidade dinâmica
complexa em função da freqüência for consideravelmente maior que a viscosidade aparente
em relação à taxa de cisalhamento, pode-se afirmar que existe uma estrutura de gel, portanto,
pode-se estudar o caráter de gel utilizando-se a regra de Cox-Merz (Figura 4.12). Assim os
sistemas Cupuaçu, CupG e CupX formam uma estrutura de gel. Os sistemas estruturados e
géis fracos não costumam obedecer a esta regra (Lapasin e Pricl, 1995).
As curvas da Figura 4.15 foram obtidas utilizando as equações tipo Lei da Potência
(Eq. 4.5 e 4.6).
bBωη =∗ (4.5)
ηa=A γ a (4.6)
Os parâmetros B, b, A e a calculados em função da concentração e temperatura de
30ºC são apresentados na Tabela 4.12. Em todos os casos o coeficiente de determinação (R2 )
foi 0,99.
Tabela 4.12 - Parâmetros A, a, B e b das equações 4.5 e 4.6.
Amostras Cisalhamento
estacionário
A a
Cisalhamento
dinâmico
B b
Cup 1,02 -0,75 3,22 -0,86
CupG03 0,94 -0,72 2,43 -0,78
CupG07 1,36 -0,74 2,39 -0,74
CupG1 1,57 -0,76 2,59 -0,81
CupX03 0,95 -0,69 2,28 -0,79
CupX07 1,24 -0,74 2,35 -0,82
CupX1 1,41 -0,78 2,43 -0,82
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
82
Os valores do parâmetro A variaram entre 0,9 e 1,6 e os valores do parâmetro B
variaram entre 2,3 a 3,2, corroborando com os valores obtidos para polpa de açaí analisada
por Alexandre, 2002.
Os resultados apresentados mostraram que existem diferenças significativas nas
viscosidades aparentes e dinâmicas para materiais poliméricos em alimentos, o que leva ao
não seguimento de algumas relações clássicas empregadas para os materiais poliméricos
puros (Bistany e Kokini, 1983).
4.2.4. Ensaio de fluência (creep) e recuperação
O ensaio de fluência (creep) e recuperação é um teste de viscoelasticidade, o qual
permite diferenciar as respostas elásticas das respostas viscosas em cisalhamento contínuo.
Diferente das medições que mostram a dependência entre a taxa de cisalhamento e a
viscosidade ou elasticidade, o ensaio de creep introduz um parâmetro adicional de tempo de
resposta que é dependente da tensão, para o comportamento elástico e viscoso. Para se
realizar essa análise com cada uma das três amostras fixou-se uma tensão de 1 Pa, tensão esta
escolhida dentro da região de viscoelasticidade linear. Essa tensão foi aplicada durante 5
minutos, e depois removida para avaliar a recuperação. Os resultados obtidos nessas análises
dependem da resposta do fluido, a saber:
Resposta elástica: a deformação elástica é completamente recuperável.
Resposta viscosa: energia fornecida para o material fluir não é recuperada.
Resposta viscoelástica: onde o comportamento varia entre as respostas elásticas e
viscosas.
As Figuras 4.16 a 4.18 mostram o comportamento viscoelástico de polpa de cupuaçu e
da polpa aditivada com guar e xantana.
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
83
TEMPO (min)
DE
FOR
MA
CA
O (%
)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMPO (min)
DE
FOR
MA
CA
O (%
)
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMPO (min)
DE
FOR
MA
CA
O (%
)
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
0,24
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Figura 4.16 – Análise de fluência e recuperação para amostras de CupG0,3 ( a); CupG0,7 (b)
e CupG1 (c), respectivamente.
CupG0,3
CupG0,7
CupG1
(a)
(b)
(c)
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
84
TEMPO (min)
DE
FOR
MA
CA
O (%
)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMPO (min)
DEF
OR
MAC
AO (%
)
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
2,1
2,4
2,7
3,0
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMPO (min)
DE
FOR
MA
CA
O (%
)
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
2,1
2,4
2,7
3,0
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Figura 4.17 – Análise de fluência e recuperação para amostras de CupX0,3 (a); CupX0,7 (b) e
CupX1 (c).
CupX1
CupX0,3
CupX0,7
(c)
(b)
(a)
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
85
TEMPO (min)
DE
FOR
MA
CA
O (%
)
0,55
0,65
0,75
0,85
0,95
1,05
1,15
1,25
1,35
1,45
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Figura 4.18 – Análise de fluência e recuperação para amostra de Cupuaçu
Ao se plotar a resposta de deformação como função do tempo, as curvas das Figuras
4.16 a 4.18 mostraram inicialmente um rápido crescimento da deformação seguido por um
gradual decréscimo da inclinação até ficar quase paralela à abscissa. Como a recuperação é
dependente do tempo, para se determinar esta com precisão, teoricamente seria necessário um
tempo infinito. Mas nesses testes práticos, pode-se observar que a recuperação, não total, já
acontece em torno de 7 minutos. O sistema formulado CupG1 apresentou uma recuperação de
52,17%; para o CupG0,7 31,25% e para o CupG0,3 foi de 22,86%. O sistema CupX1 teve
uma recuperação de 41,67%; o CupX0,7 31,03% e o CupX0,3 de 29,55%. Portanto, os
sistemas CupG0,3%, CupG0,7% e CupX (0,3; 0,7 e 1%) apresentaram um comportamento
mais viscoso que elástico quando comparado ao sistema CupG1%. Ao comparar cupuaçu,
CupG1% e CupX1%, percebe-se que, cupuaçu teve uma maior recuperação (53,85%), devido
ao teor de pectinas encontradas na polpa, sendo assim, mais elástico, o que corrobora com os
resultados dos experimentos dinâmicos anteriores.
Analisando as Figuras 4.16 a 4.18, nota-se que a polpa de cupuaçu pura apresentou
característica de um gel mais estruturado, devido às pectinas, e ao se adicionar pequenas
concentrações de gomas guar e xantana ocorreu uma desestruturação do sistema, o que
provocou uma deformação bem maior no ensaio de creep e uma baixa recuperação. No
entanto, aumentando a concentração de gomas observa-se novamente a formação de um
sistema estruturado (formação de gel) o que pode ser confirmado pela diminuição da
deformação e aumento da recuperação elástica do sistema. Ao comparar CupG e CupX
novamente notou-se que o sistema aditivado com goma guar na concentração 0,3%, deforma-
se mais que o sistema aditivado com xantana na mesma concentração, ou seja, o sistema com
Cup
Capítulo 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES _________________________________________________________________________
86
pequenas quantidades de goma guar apresentou característica mais viscosa que elástica. Já
para maiores concentrações os sistemas apresentaram comportamento mais elástico que
viscoso. Tal fato corrobora os dados obtidos nos ensaios dinâmicos.
Iagher et al., 2002 estudaram as propriedades reológicas de polissacarídeos de polpa
de manga e observaram que o polissacarídeo de maior concentração apresentou maior valor
de módulo de armazenamento (G´), e no experimento de creep comportou-se como um
líquido mais elástico que o de menor concentração.
Quintas et al., 2006 analisaram reologicamente soluções de sacarose na concentração
de 82,90% a 90ºC e observaram que, após e remoção da tensão aplicada não houve
recuperação, havendo dessa forma dissipação de energia completa, ou seja, a amostra
comportou-se como um líquido.
Valenga 2007 analisou as interações entre galactomananas e alginato e verificou que a
mistura que continha goma guar foi a que apresentou maior elasticidade (G´) e também maior
recuperação nos experimentos dinâmicos.
87
CAPÍTULO 5
CONCLUSÕES
5 – CONCLUSÕES
Os modelos Ostwald-de Waele, Casson e Sisko representam satisfatoriamente
o comportamento de todas as amostras. O índice de comportamento de fluxo (n) foi inferior a
1, caracterizando um comportamento pseudoplástico. O índice de comportamento de fluxo (n)
foi menor para a amostra de cupuaçu pura;
Os dados experimentais das polpas aditivadas com guar e xantana se ajustaram
também aos modelos matemáticos de Cross e Carreau;
A polpa de cupuaçu apresentou comportamento tixotrópico, ajustando-se bem
aos modelos de Elliot e Green , Hahn , Figoni & Shoemaker;
A energia de ativação foi maior para concentração de goma xantana e guar a
0,3%, indicando que a viscosidade aparente foi muito afetada pela temperatura nesta
concentração. A polpa aditivada com guar apresentou menores valores de energia de ativação.
Os módulos elástico (G') e viscoso (G") para a polpa de cupuaçu aditivada com
goma guar e xantana apresentaram características de “gel fraco”, com G' muito maior que G"
em todos os valores de freqüência aplicados e tan δ <1;
Quanto maior a concentração de goma na polpa, maiores são os valores de G' e
G", indicando a formação de géis mais estruturados;
Na análise de creep a polpa pura deformou-se menos e apresentou uma maior
recuperação elástica que as polpas aditivadas.
88
CAPÍTULO 6
SUGESTÕES
Estudar o comportamento reológico da polpa aditivada utilizando mistura de
goma xantana e guar em várias proporções;
Desenvolver néctar e/ou suco e verificar o poder de estabilização das gomas
guar e xantana;
Verificar a influência da presença e de diferentes tamanhos de partículas no
comportamento reológico da polpa;
Verificar as mudanças reológicas em função do tempo de armazenamento da
polpa aditivada para diferentes temperaturas;
.
CAPÍTULO 7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABDILLE, M.H; SINGH, R.P.; JAYAPRAKASHA, G.K.; JENA, B.S. Antioxidant
activity of the extracts from Dillenia indica fruits. Food Chem, v.90, n.4, p.891-896, 2005.
ALEXANDER, R.J. Hydrocolloids gums. Part II: Synthetic products. Cereal Foods
World, v.44, p.722-725, 1999.
ALEXANDRE, D. Conservação da polpa de açaí através da tecnologia de obstáculos e
caracterização reológica. 2002, 149p. Dissertação de Mestrado – Faculdade de
Engenharia de Alimentos, UNICAMP, Campinas.
ALVES, M.M.; GARNIER, C.; LEFEBVRE, J. GONÇALVES, M.P. Microstructure and
flow behavior of liquid water-gelatin-locust bean gum systems. Food Hydrocolloids, v.15,
p. 117-125, 2001.
ALONSO-MOUGÁN, M.; Meijidea,F.; Jovera, A.; Rodríguez-Núñez, E.; Vázquez-Tatoa,
J. Rheological behaviour of an amide pectin. Journal of Food Engineering, v. 55, p. 123-
129, 2002.
ALONSO, M.L.; ZAPICO,O.L. Rheological behavior of infant foods. J. of Texture
Studies, v.26, p.193-202, 1995.
ASSIS, M.M.M; LANNES, S.C.; TADINI, C.C.; TELIS, V.R.N.; ROMERO, J.T.
Influence of temperature and concentration on thermophycal properties of yellow mombin
(Spondias mombin, L.) . Eur. Food Res technol, v.223, p.585-593, 2006.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
90
AWUAH, G.B.; RAMASWAMY, H.S.; SIMPSON, B.K. Surface heat transfer
coefficients associated with heating of food particles in CMC solutions. Journal of Food
Process Engineering, v.16, p. 39-57, 1993.
BARNES, H. A.; HUTTON, J. F. WALTERS, K. An introduction to Rheology.
Amsterdam: Elsevier Science Publishers, 1989.
BARUFFALDI, R; OLIVEIRA, M.N. Fundamentos de Tecnologia de Alimentos. São
Paulo: Atheneu, 1998. 317 p.
BHATTACHARYA, S. Yield stress and time-dependente rheological properties of mango
pulp. J. of food Science. v. 64, p. 1029-1033, 1999.
BASTOS, M.S.R.; GURGEL, T.E.P.; SOUSA FILHO, M.S.M. Efeito da aplicação de
enzimas pectinolíticas no rendimento da extração de polpa de cupuaçu. Revista Brasileira
de Fruticultura, v.24, p.240-242, 2002.
BERNS, R.S. Principles of Color Technology. local: John Wiley & Sons, 2000. x p.
BEZERRA, J. R. M. V. Comportamento da polpa de manga. 2000. 159p. Tese de
Doutorado – FEA, UNICAMP, Campinas.
BISTANY, K.L.; KOKINI, J.L. Comparison of steady rheological properties and small
amplitude dynamic viscoelastic properties of fluid food materials. J. of Texture Studies,
v.14, p.113-124, 1983.
BOBBIO, F.O.; BOBBIO, P.A. Química do Processamento de Alimentos. São Paulo:
Livraria Varela, 1992. 222p.
BRANCO, I.G. Suco de laranja concentrado: comportamento reológico a baixas
temperaturas. 1995, 91p. Dissertação de Mestrado – FEA, UNICAMP, Campinas.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
91
BRANCO, I. G. Estudo do comportamento reológico de misturas ternárias com sucos
de manga, laranja e cenoura. 2001, 163p. Tese de Doutorado – FEA, Unicamp,
Campinas.
BRANCO, I. G.; GASPARETTO, C. A Response surface methodology applied to the
study of temperature effect on the rheological behavior of ternaries mixtures with mango
pulp and orange and carrot juices. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v.23, p.166-171,
2003.
BUCHANAN, B. B.; GRUISSEM, W.; JONES, R. L. Biochemistry & Molecular Biology
of Plants. American Society of Plant Physiologists, Rockville, Maryland: Couries
Companies, 2000. 320p.
CALVO, C.; DURÁN, L. Propiedades Físicas II – Ópticas y color. In: 122 CITED –
Instituto Politécnico Nacional. Temas en Tecnología de alimentos, v. 1. México, Ed: José
Miguel Aguilera, v. 1, 1997.
CALZAVARA, B. B. G.; MÜLLER, C. H.; KAHAWAGE, O. de N. da C. Fruticultura
tropical: o cupuaçuzeiro; cultivo, beneficiamento e utilização do fruto. Belém:
EMBRAPA / CPATU, 1984. 101 p.
CARLI, L.; ROSSO, N. D.; SCHNITZLER, E.; CARNEIRO, P. I. B. Estudo da
estabilidade do complexo ácido fítico e o íon Ni (II). Ciência e Tecnologia de Alimentos,
v.26, p. 19-26, 2006.
CAMACHO, M.M., MARTÍNEZ-NAVARRETE, N.; CHIRALT, A. Rheological
characterization of experimental dairy creams formulated with locust bean gum (LBG) and
λ-carragena combinations. International Dairy Journal, v.15, p. 243-248, 2005.
CARVALHO, C.R.L.; MANTOVAN, D.M.B.; CARVALHO, P.R.N.; MORAES, R.M.
de. Análises Químicas de Alimentos. São Paulo: ITAL, 1990. 121 p.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
92
CASAS, J.A.; SANTOSA, V.E.; GARCIA-OCHOA, A. Xanthan gum production under
several operational conditions: Molecular structure and rheological properties. Enzyme
and Microbial Technology, v.26, p.282-291, 2000.
CEPEDA, E.; HERMOSA, M.; LLORENS, F.; VILLARÁN, M.C. Rheological behaviour
of blueberry cloudy juice (Vaccinium corymbosum L.). International Journal of Food
Science and Tecnology, v.37, p.271-276, 2002.
CEPEDA, E.; VILLARÁN, M.C. Density and viscosity of Malus floribunda juice as a
function of concentration and temperature. Journal of Food Engineering, v.41, p.103-
107, 1991.
CHAAR, J.M. Composição do cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum) e
conservação de seu néctar por meios físicos e químicos. 1980. 78p. Dissertação de
Mestrado –EQ, UFRJ, Rio de Janeiro.
CHAMBERLAIN, E. K.; RAO, M. A. Effect of concentration on rheological properties of
acid-hydrolyzed amilopectin solutions. Food Hydrocolloids, v.14, p.163-171, 2000.
CHAMBERLAIN, E.K.; RAO, M.A. Rheological properties of acid converted waxy maize
starches in water and 90% DMSO /10% water. Carbohydrate Polymers, v.40, p.251-260,
2000.
CHOI, Y.H.; YOO, B. Characterization of time-dependent flow properties of food
suspensions. International Journal of Food Science and Technology, v.39, p.801-805,
2004.
CORREIA, D.Z. Comportamento reológico e térmico de blendas de gomas de
cajueiro/xantana em suco de caju. 2002. 151p. Dissertação de Mestrado – EQ, UFRJ,
Rio de Janeiro, 2002.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
93
CHUN, So-Young; Yoo, B. Steady and dynamic shear rheological properties of sweet
potato flour dispersios. Eur. Food Res. Technol., v. 223, p. 313-319, 2006.
CUI, W.; ESKIN, N.A.M.; BILIADERIS, C.G.; MAZZA, G. Synergistic interactions
between yellow mustard polysaccharides and galactomannans. Carbohydrate polymers,
v. 27, p.123-127, 1995.
Da SILVA, J.A.L.GONÇALVES, M.P.; RAO, M.A. Rheological properties of high
metoxy pectin and locust bean gum solutions steady shear. Journal of Food Science, v.
57, p. 443-448, 1992.
DAK, M.; VERMA, R.C.; SHARMA, G.P. Flow characteristics of juice of “Totapuri”
mangoes. Journal of Food Engineering, v.76, p. 557-561, 2006.
DIAZ, P. S.; VENDRUSCOLO, C.T.; VENDRUSCOLO, J.L.S. Reologia de xantana: uma
revisão sobre a influencia de eletrólitos na viscosidade de soluções aquosas de gomas
xantana. Ciências Exatas e Tecnológicas, v.25, p.15-28, 2004.
DICKSON, E. Hydrocolloids at interfaces and the influence on the properties of dispersed
systems. Food Hydrocolloids, v.17, p.25-39, 2003.
DZIEZAK, J.D. A focus on gums. Food Technology, v.45, p.115-132, 1991.
FENNEMA, O.R. Química de los alimentos. Espanha: Acribia S.A., 1993. 1095 p.
FERNANDES, P.B. Influence of galactomannan on the structure and thermal behavior of
xanthan / galactomannan mixtures. Journal of Food Engineering, v.24, p. 269-283, 1995.
FERREIRA, G.M. Reologia de polpas de caju (Anacardium occidentale, L.) e goiaba
(Psidium guajava, L.). 2002. 101 p. Dissertação de mestrado – UFPB, Campina Grande.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
94
FERREIRA, G.M.; QUEIROZ, A.J.M.; CONCEIÇÃO, R.S.; GASPARETTO, C.A. Efeito
da temperatura no comportamento reológico das polpas de caju e goiaba. Revista Ciências
Exatas e Naturais, v. 4, p.175-184, 2002.
FERREIRA,G.M.; GUIMARÃES,M.J.O.C.; MAIA,M.C,A. Efeito da temperatura e taxa
de cisalhamento nas propriedades de escoamento da polpa de cupuaçu (T. grandiflorum
Schum) integral. Rev. Bras. de Fruticultura, v. 30, p.385-389, 2008.
FERRY, J.D. Viscoelastic properties of polymers. New York: John Wiley &Sons, 1980.
641p.
FRANCO, G. Tabela de composição química dos alimentos. São Paulo: Ateneu, 1999.
307p.
FREITAS, L.C.; MONTE, A.D.M.O.; CAVALCANTE, T.A. Mercado de hidrocolóides
no Brasil. Revista de Química Industrial, v.64, p.708-709, 1996.
GARTI, N.; REICHMAN, D. Hydrocolloids as food emulsifiers and stabilizers. Food
Structure, v.12, p.411-426, 1993.
GENOVESE, D.B.; LOZANO, J.E. The effect of hydrocolloids on the stability and
viscosity of cloud apple juices. Food Hydrocolloids,v.15, p. 1-7, 2001.
GIBOREAU, A.; CUVELIER, G.; LAUNAY, B. Rheological behavior of three
biopolymer/water systems, with emphasis on yield stress and viscoelastic properties.
Jounal of Texture Studies, v. 25, p.119-137, 1994.
GIBOREAU, A.; CUVELIER, G.;LAUNAY, B. Rheological behavior of three-
biopolymer/water system, with emphasis on yield stress and viscoelastic properties.
Journal of Texture Studies, v.25, p.119-137, 1994.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
95
GLICKSMAN, M. Polysaccharides in food. London: Butterworths, 1979. 305 p.
GLICKSMAN, M. Hydrocolloids and search for the “oily grail”. Food Technology, v.94,
p.96-103, 1991.
GLIKO-KABIR, I.; PENHASI, A.; RUBINSTEIN, A. Characterization of crosslinked
guar by thermal analysis. Carbohydrate Research, v.316, p.6-13, 1999.
GODOY, R.C.B.; ANTUNES, P.L.; ZONTA, E.P. Estabilização de néctar de goiaba
(Psidium guajava L.) com gomas xantana, carragenana e amido ceroso. Rev. Bras. de
Agrociência, v.2, p. 105-110, 1998.
GOOD, H. Solving color measurement challenges of the Food Industry. HunterLab,
Reston, VA, 2007.
GONÇALVES, J. R. Introdução à reologia de alimentos fluidos. Reologia e textura de
alimentos. São Paulo: ITAL, 1989. xp.
GRAESSLEY, W.W. Viscoelastic and flow in polymers melts and concentrated
solutions. In Physical properties of polymers. Washington, D.C.: American Chemical
Society. 1984, xp.
GRIGELMO-MIGUEL, N.; IBARZ-RIBAS, A.; MARTIN-BELLOSO, O. Rheology of
peach dietary fibre suspensions. Journal of Food Engineering, v.39, p.91-99, 1999.
GUERRERO, S.N.; ALZAMORA, S.M. Effect of pH, temperature and glucose addition
on flow behavior of fruit purées I. Banana Purée. Journal of Food Engineering, v.33,
p.239-245, 1997.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
96
HAMINIUK, C.W.I. Comportamento reológico e fracionamento péctico das polpas
integrais de araçá (psidium catlleianum sabine) e amora-preta (rubus spp). 2005, 79p.
Dissertação de Mestrado - Setor de Tecnologia, UFPR, Curitiba.
HAMINIUK, C.W.I. Estudo do comportamento reológico e colorimétrico de misturas
ternárias e sistemas pécticos de polpas de morango, amora-preta e framboesa. 2007,
124p. Tese de Doutorado – Setor de Tecnologia, UFPR, Curitiba.
HAMINIUK, C.W.I.; SIERAKOWSKI, M.R.; VIDAL, J.R.M.B.; MASSON, M.L.
Influence of temperature on the rheological behaviour of whole araçá pulp (Psidium
cattleianum sabine). LWT, v.39, p.427-431, 2006.
HAMINIUK, C.W.I.; SIERAKOWSKI, M.R.; BRANCO, I.G.; MACIEL, G.M.;
MASSON, M.L. Rheological study of ternary mixtures and pectin gels of red fruit pulps.
International Journal of Food Science and Tecnology, v.42, p.629-639, 2006.
HAN, X.-Z.; CAMPANELLA, O.H.; GUAN, H.; KEELING, P.L.; HAMAKER, B.R.
Influence of maize starch granule-associated protein on the rheological properties of starch
pastes. Part II. Dynamic measurements of viscoelastic properties of starch pastes.
Carbohydrate Polymers, v.49, p.323-330, 2002.
HARBORNE, J.B.; WILLIAMS, C.A. Advances in flavonoid research since 1992.
Phytochemistry, v.52, p.481-504, 2000.
HERCEG, Z.; HEGEDUSIC, V.; RIMAC, S. Influence of hydrocolloids addition on the
rheological properties of whey model solutions. Acta Alimentaria, v.29, p.89-103, 2000.
HOLDSWORTH, S. D. Applicability of rheological models to the interpretation of flow
and processing behaviour of fluid food products. Journal of Texture Studies, v.2, p.393-
418, 1971.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
97
HOLDSWORTH, S. D. Rheological models used for the prediction of the flow properties
of food products: a literature review. Trans. I. Chem. E., Part. C, p.139-78, 1993.
HUNTERLAB. Applications Note. v. 13, 2001. Disponível em
<http://www.hunterlab.com> Acesso dia: 28.08.2008.
http://www.agricultura.gov.br/ 2003 (consultado em agosto de 2008)
IAGHER, F.; REICHER, F.; GANTER, J. L.M. S. Structural and rheological properties of
polysaccharides from mango (Mangifera indica L.) pulp. International Journal of
Biological Macromolecules, v.31, p.9-17, 2002.
IBARZ, A.; GONZALEZ, C.; ESPLUGAS, S.; Rheology of clarified fruit juices: III -
Orange Juices. Journal of Food Engineering, v.21, p.485-494, 1994.
IBARZ, A.; GONZALEZ, C.; ESPLUGAS, S.; VICENTE, M.; Rheology of clarified fruit
juices: I - peach juices. Journal of Food Engineering, v.15, p.49-61, 1992.
IBARZ, A.; PAGAN, J.; MIGUELSANZ, R. Rheology of clarified fruit juices: II –
blackcurrant juices. Journal of Food Engineering, v.15, p.63-73, 1992.
ISHII, T. et al. The plant cell wall polysaccharide rhamnogalacturonan II selfassembles
into a covalently cross-linked dimer. Journal of Biological Chemistry, v. 274, p. 13098-
13104, 1999.
JACON, S. A.; RAO, M.A.; COOLEY, H. J.; WALTER, R.H. The isolation and
characterization of a water extract of konjac flour gum. Carbohydrate Polymers, v.20,
p.35-41, 1993.
JUSZCZAK, L.; FORTUNA, T. Viscosity of concentrated strawberry juice. Effect of
temperature and soluble solids content. Electronic Journal of Polish Agricultural
Universities, v.6, 2003.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
98
KATSUBE, N.; IWASHITA, K.; TSUSHIDA, T.; YAMAKI, K.; KOBORI, M. Induction
of apoptosis in cancer cells by bilberry (Vaccinium mirtillus) and the anthocyanins. J
Agric Food Chem, v.51, p.68-75, 2003.
KATZBAUER, K. Properties and applicatios of xantan gum. Polymer Degradation and
Stability, v.59, p.81-84, 1998.
KAVANAGH, G. M.; ROSS-MURPHY, S. B. Rheological characterization of polymer
gels. Progress in Polymers Science, v. 23, p. 533-562, 1998.
KAYACIER, A.; DOGAN, M. Rheological properties of some gums-salep mixed
solutions. Journal of Food Engineering. v.72, n.3, p. 261-265, 2006.
KIM, C.; YOO, B. Rheological properties of rice starch-xanthan gum mixtures. J. of Food
Engineering,v.75, 120-128, 2006.
KOBAYASHI, M.; MATOH, T.; AZUMA, J. I. Two chains of rhamnogalacturonan II are
cross linked by borate-diol ester bonds in higher-plant cell walls. Plant Physiology, v.
110, p. 1017-1020, 1996.
KUSKOSKI, E.M.; ASUERO, A.G.; MORALES, M.T.; FETT, R. Frutos tropicais
silvestres e polpas de frutas congeladas: atividade antioxidante, polifenóis e antocianinas:
Ciência Rural, Santa Maria, v.36, n.4, p.1283-1287, 2006.
LAPASIN, R.; PRICL, S. Rheological of Industrial Polysaccharides: Theory and
Appications. Glasgow, Blackie Academic and Prodessional, Chapman & Hall, 1995,
620p.
LAXTON, P.B.; BERG, J.C. Gel trapping of dense colloids. J. of colloid and interface
science, v. 285, 152-157, 2005.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
99
LOPES, A.S. Estudo químico e nutricional de amêndoas de cacau (Theobroma cacao
L.) e cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum) em função do processamento. 2000.
112p. Dissertação de Mestrado – FEA – UNICAMP, Campinas.
LOPES, A.S. Pitanga e acerola: Estudo de processamento, estabilidade e formulação
de néctar misto. 2005. 137p. Tese de Doutorado - FEA, UNICAMP, Campinas.
LOPES, J.R.M; LUZ, E. D. M. N; BEZERRA, J.L. Situação atual do cupuaçuzeiro no Sul
da Bahia. Agrotrópica, v. 11, n.3, p.183-188, 1999.
LOZANO,J.E.; IBARZ, A. Tixotropic behavior of concentrated fruit pulps. LWT, v. 27,
p.609-614, 1994.
MA, L.; BARBOSA-CÁNOVAS,G.V. Instrumentation for the rheological characterization
of foods. Journal Food Science and Tecnology Internacional, v.1, n.1, p.3-17, 1995.
MA, L.; BARBOSA-CÁNOVAS,G.V. Review: rheological properties of food gums and
food gum mixtures. Revista Española de Ciencia y Tecnología de Alimentos, v.33, n. 2,
p.133-163, 1993.
MACHADO, J.C.V. Reologia e escoamento de fluidos – ênfase na indústria de
petróleo. Rio de Janeiro: Interciência, 258p, 2002.
MANDALA, I.G. BAYAS, E. Xanthan effect on swelling, solubility and viscosity of
wheat starch dispersions. Food Hidrocolloids, v. 18, p. 191-201, 2004.
MANDALA, I.G.; SAVVAS, T.P.; KOSTAROPOULOS, A.E. Xanthan and locust bean
gum influence on the rhelogy and structure of a white model-sauce. J. Food Engineering,
v.64, p.335-342, 2004.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
100
MARCOTTE, M..; RAMASWAMY, H.S.; TAHERIAN, A.R.; TRIGUI, M. Evaluation of
rheological properties of selected salt enriched food hydrocolloids. Journal of Food
Engineering, v.48, p. 157-167, 2001.
MARCOTTE, M.; HOSHAHILI, A.R.T.; RAMASWAMY, H.S. Rheological properties of
selected hydrocolloids as a function of concentracion and temperature. Food Research
International, v.34, p. 695-703, 2001.
McCANN, M. C. et al. Old and new ways to probe plant cell-wall architecture. Canadian
Journal of Botany, v. 73, p. 103-113, 1995.
MORRIS, E. R. Food polysaccharides and their applications. New York: Marcel
Dekker, 1995. p. 517-546.
MONTEIRO,W.R.: Gênero Theobroma: Distribução e importância econômica. In:
EMBRAPA: I.Workshop sobre as culturas de Cupuaçu e Pupunha na Amazônia, Manaus
AM, Brasil, 1996, p.96-109. Manaus.
NESS, A.R.; POWLES, J.W. Fruit and vegetables, and cardiovascular disease: a review.
Int J Epidemiol, v.26, n.1, p.1-13, 1997.
NISHINARI, K; MIYOSHI,E.; TAKAYA, T.; WILLIAMS,P.A. Rheological and DSC
studies on the interaction between gellan gum and konjac glucomannan. Carbohydrate
Polymers, v.30, p.193 – 207, 1996.
NINDO, C.I.; TANG, J.; POWERS, J.R.; TAKHAR, P.S. Rheological properties of
blueberry puree for processing applications. LWT, v.40, p.292-299, 2007.
NORMAS ANALÍTICAS DO INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos químicos e
físicos para análises de alimentos, v.1, 3. ed. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 2005.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
101
PAI, V.B.; KHAN,S.A. Gelation and rhelogy of xanthan/enzyme-modified guar blends.
Carbohydrate Polymers, v.49, p.207 – 216, 2002.
PALTRINIERI, G., FIGUEROLA, F. Procesamiento a pequeña escala de frutas y
hortalizas amazonicas nativas e introducidas. Secretaria Pro-Tempore - Tratado de
Cooperacion Amazonica. 1997, 2147p.
PASTOR, M.V.; COSTELL, E.; DURAN, L. Effects of hydrocolloids and aspartame on
sensory viscosity and sweetness of low calorie peach nectars. Journal of Texture Studies,
v.27, p.61-79, 1996.
PELEGRINE, D.H. Comportamento reológico das polpas de manga e abacaxi. 1999.
115p. Dissertação de mestrado – FEA, UNICAMP, Campinas.
PELEGRINE, D.H. VIDAL, J.R.M.B. & GASPARETTO, C.A. Estudo da viscosidade
aparente das polpas de manga (Keitt) e abacaxi (Pérola). Ciência e Tecnologia de
Alimentos, v. 20, n.1, p. 128-131, 2000.
PENNA, A.L.B. Hidrocolóides – usos em alimentos. Caderno de tecnologia de
alimentos & bebidas. p. 58-64, 1998.
PEREIRA, E.A.; FERREIRA, G.M.; GUIMARÃES, M.J.O.; MAIA, M.C.A.
Comportamento reológico de suspensões contendo o biopolímero xantana. In: Resumo do
8º Congresso Brasileiro de Polímeros, São Paulo, 2005 (Apresentação em painel)
PEREIRA, E.A; BRANDÃO, E.M.; BORGES, S.V.; MAIA, M.C.A. Influence of
concentration on the steady and oscillatory shear behavior of umbu pulp. Revista
Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.12, n.1, p.87–90, 2008.
PÉREZ, S; MAZEAU, K.; du PENHOAT, C. H. The three-dimensional structures of the
pectic polysaccharides. Plant Physiology and Biochemistry, v. 38, p. 37-55, 2000.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
102
PREGNOLATTO, W.; PREGNOLATTO, N.P. Normas Analíticas do Instituto Adolfo
Lutz - Métodos Químicos e Físicos para análise de Alimentos. Instituto Adolfo Lutz,
SP, v.1, 2005, 533 p.
QUISPE, N. B. P. Estudo do comportamento reológico em cisalhamento estacionário e
oscilatório de suspensões de amido amaranto (Amaranthus cruentus). 2003. 88p.
Dissertação de mestrado – FEA, UNICAMP, Campinas.
QUINTAS, M.; BRANDÃO, T.R.S.; SILVA, C.L.M.; CUNHA, R.L. Rheology of
supersaturated sucrose solutions. J. Foof Engineering. v. 77, p. 844-852, 2006.
RAO, M. A. Engineering properties of foods. New York: Marcel Dekker, 1986.
RAO, M.A. Propriedades Reológicas dos Alimentos. Curso de Atualização do
Departamento de Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica da Universidade de São Paulo,
1996.
RAO, M.A.; COOLEY, H.J.; VITALI, A.A. Flow Properties of Concentrated Juices at
Low Temperatures. Food Technology, v.38, n.3, p.113-119, 1984.
RAO, M.A.; COOLEY, H.J. Rheological behavior of tomato pastes in steady and dynamic
shear. J. of Texture Studies, v.23, p.415-425, 1992.
RAO, M.A.; STEFFE, J.F. Viscoelastic properties of foods. New York: Elsevier Applied
Science, 1992. 441p.
RAO, M.A.; TATTIYAKUL, J. Granule size and rheological behavior of heated tapioca
starch dispersions. Carbohydrate Polymers, v. 38, p. 123-132, 1999.
REINHARDT, D.H. Avanços tecnológicos na fruticultura tropical. Sociedade Brasileira
de Fruticultura, v.15, n.4, p.18-21, 1996.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
103
RIBEIRO, E.P.; SERAVALLI, E.A.G. Química de Alimentos, São Paulo: Edgard
Blücher: Instituto Mauá de Tecnologia, 2004, 184 p.
RICHARDSON, P.H.; WILLMER,J.; FOSTER, T.J. Dilution solution properties of guar
and locuste bean gum in sucrose solutions. Food Hydrocolloids, v.12, 339-348, 1998.
RIDLEY, B. L.; O’NEILL, M. A.; MOHNEM, D. Pectins: structure, biosynthesis, and
oligogalacturonide-related signaling. Phytochemistry, v. 57, p. 929-967, 2001.
ROBERTS, S.A.; CAMERON, R.E. The effects of concentration and sodium hydroxide
on the rheological properties of potato starch gelatinization. Carbohydrate Polymers,
v.50, p.2446-2455, 2002.
RODRIGUEZ-CARVAJAL, M. A. et al. The three-dimensional structure of the
megaoligosaccharide rhamnogalacturonan II monomer: A combined molecular modeling
and NMR investigation. Carbohydrate Research, v. 338, p. 651-671, 2003.
ROLIN, C. Industrial Gums: Polysaccharides and Their Derivatives. San Diego:
Academic Press, 1993. 642 p.
SAGRI. Secretaria executiva de agricultura do Pará (2006). Disponível em:
<www.sagri.pa.gov.br/dados.htm>. Acesso em: 20 setembro 2008.
SAHIN,H; OZDEMIR, F. Effect of some hydrocolloids on the rheological properties of
different formulated ketchups. Food Hydrocolloids, 18, 1015-1022, 2004.
SARAVACOS, G. D.; KOSTAROPOULOS, A. E. Transport properties in processing of
fruits and vegetables. Food Technology, v.49, p.99-105, 1995.
SÁNCHEZ, V.E.; BARTHOLOMAI, G.B.; PILOSOF, A.M.R. Rheological properties of
food gums as related to their water binding capacity and to soy protein interaction. LWT,
v.28, p.380-385, 1995.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
104
SÁNCHEZ, M.C.; VALENCIA, C.; GALLEGOS,C.; CIRUELOS, A.; LATORRE,A.
Influence of processing on rheological properties of tomato paste. J. of the Science of
Food and Agriculture. v.82, p.990-997, 2002.
SATO, A.C.K. Influencia do tamanho de partículas no comportamento reológico da
polpa de jabuticaba. 2005. 73p. Dissertação de mestrado – FEA, UNICAMP, Campinas.
SCHOLS, H. A.; VORAGEN, A. G. J. The chemical structure of pectins. Oxford: Black-well Publishing, 2002. 542p.
SHARMA, S. K., MULVANEY, S.J., RIZVI, S. S. H. Food processing engineering
theory and laboratory experiments. United States of America: Wiley-Interscience, 2000,
348p.
SENGUL, M.;ERTUGAY, M.F; SENGUL, M . Rheological, physical and chemical
characteristics of mulberry pekmez. Food Control, v.16, p. 73–76, 2005.
SILVA, F.C. Reologia do suco de acerola: efeito da concentração e da temperatura.
2000. 110p. Dissertação de mestrado – FEA, UNICAMP, Campinas.
SILVA, J.A.; RAO, M.A. Viscoelastic Properties of Foods, London: eds. Rao, M.A. &
Steffe, J.F. Elsevier Applied Science, 1992, 207-231 p.
SILVA, J.A.L. GONÇALVES, M.P.; RAO, M.A. Influence of temperature on the dynamic
and steady-shear rheology of pectin dispersions. Carbohydrate Polymers, v.23, p.77-87,
1994.
SITTIKIJYOTHIN, W.; TORRES, D.; GONÇALVES, M.P. Modelling the rheological
behavior of galactomannan aqueous solutions. Carbohydrate Polymers, v.59, p.339-350,
2005.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
105
STEFFE, J.F. Rheological methods in food process engineering. Michigan: Freeman
Press, 1996. 428p.
STEPHEN, A. M. Food polysaccharides and their applications. New York: Marcel
Dekker, 1995. 654 p.
STOCLET, J.C. et al. Vascular protection by dietary polyphenols. Eur J Pharm, v.500,
n.(1-3), p.299-313, 2004.
SUGAI, A.Y. Processamento descontínuo de purê de manga (Mangífera indica L.)
variedade haden: estudo da viabilidade do produto para pronto consumo. 2002. 99 p.
Dissertação de mestrado – Escola Politécnica, USP, São Paulo.
SUGAI, A.Y.; TAKADA, G.; TADINI,C.C. Influencia da temperatura do processo sobre a
tixotropia do purê de manga (Mangífera indica L.).CBCTA, Recife - PE, Anais do
XIX.,2004
TÁRREGA, A.; DURAN L.; COSTELL, E. Rheological characterization of semisolid
dairy desserts. Effect of temperature. Food Hydrocolloids. v.19, p.133-139, 2005.
TÁRREGA, A.; DURAN L.; COSTELL, E. Flow Behavior of semi-solid dairy desserts.
Effect of temperature. Int. Dairy Journal. v. 14, p.345-353, 2004.
TOLEDO, R. T. Fundamentals of Food Process Engineering. New York: chapman &
Hall, 1991., 602p.
TORALLES, R. P., VENDRUSCOLO, J. L., VENDRUSCOLO, C.T. Reologia de purê
homogeinizado de pêssego: Efeito da temperatura e concentração. Brazilian Journal of
Food Technology, v.9, p.1-8, 2006.
TOGRUL, H.; ARSLAN, N. Mathematical model for prediction of apparent viscosity of
molasses. Journal of Food Engineering, v.62, p.281-289, 2004.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
106
TONELI, J.T.C.L.; MURR, F.E.X.; PARK, K.J. Estudo da reologia de polissacarídeos
utilizados na indústria de alimentos. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais,
Campina Grande, v.7, n.2, p.181-204, 2005.
VALENGA, F. Estudos de interação entre galactomanana e alginato e possíveis
aplicações. 2007. 90p. Dissertação de mestrado – Centro de Tecnologia, UFPR, Curitiba.
VENTURIERI, G. A. Cupuaçu: a espécie, sua cultura, usos e processamento. Belém:
Clube do Cupu. 1993. 108 p.
VENTURIERI, G.A. ; AGUIAR, J.P.L.. Composição do chocolate de amêndoas de
cupuaçu (Theobroma grandiflorum). Acta Amazônica, v.18, p.3-8, 1988.
VIDAL, J.R.M.B.; BRANCO,I.G.; GASPARETTO, C.A. Reologia de polpa de manga
(mangífera indica L. – Keitt). In: XVII Congresso Brasileiro de Ciências e Tecnologia de
Alimentos, 2000, Fortaleza. Livro de resumos. Fortaleza: Expressão Gráfica Digital,
2000, v.4, p. 6-20.
VIDAL, S. et al. Structural characterization of the pectic polysaccharide
rhamnogalacturonan II: Evidence for the backbone location of the aceric acidcontaining
oligoglycosyl side chain. Carbohydrate Research, v. 326, p. 277-294, 2000.
VISSER, J.; VORAGEN, A. G. J. Progress in Biotechnology: Pectins and Pectinases.
Amsterdam: Elsevier, 1996, 990 p.
VILLACHICA, H. Frutales y hortalizas promisorios de la Amazônia. Lima: Tratado de
Coperation Amazonica. FAO. 1996. 367p.
VITALI, A. A.; RAO, M. A. Flow properties of low-pulp concentrated orange juice:
Effect of temperature and concentration. Journal of Food Science, v.49, n.3, p.882-888,
1984.
Capítulo 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
______________________________________________________________
107
WALTER, R. H. Polysaccharide Dispersions: Chemistry and Technology in Food. San
Diego: Academic Press, 1998.
WANG,Q.; ELLIS, P.R. ; ROOS-MURPHY,S.B. The stability of guar gum in an aqueous
system under acidic conditions . Food Hydrocolloids, v.14, p.129-134, 2000.
WILLATS, W. G. T.; KNOX, J. P.; MIKKELSEN, J. D. Pectin: new insights into an old
polymer are starting to gel. Trends in Food Science & Technology, v. 17, p. 97-104,
2006.
YOO, B. FIGUEIREDO A.A.; RAO, M.A. Rheological Properties of Mesquite seed gum
in steady and dynamic shear. LWT, v. 27, p.151-157, 1994.
YOO, B.; CHOI, Y.H. Characterization of time-dependente flow properties of food
suspensions. Int. J. of Food Science and Technology. v. 39, p. 801-805, 2004.
ZAINAL, B.S.; RAHMAN, R.A.; ARIFF, A.B.; SAARI, B.N.; ASBI, B.A. Effects of
Temperature on the Physical Properties of Pink Guava Juice at two Different
Concentrations. Journal of Food Engineering. v.43, p.55-59, 2000.
ZOHURIAAN, M.J.; SHOKROLAHI, F. Thermal studies on natural and modified gums.
Polymer Testing, v.23, p.575-579, 2004.