Modelagem da atividade de agua usando metodos de contribuição de grupos
Luciana Ninni
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP N622m
Campinas, SP : [s.n.], 1999.
128f : il.
Orientador: Antonio Jose de A. Meirelles
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: A atividade de água (aw) é uma propriedade físico-química definida como a razão entre a pressão parcial da água numa amostra e a pressão de vapor da água na mesma temperatura. É importante na área de alimentos, já que muitas das reações químicas, enzimáticas e microbiológicas que influenciam...
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Resumo: A atividade de água (aw) é uma propriedade físico-química definida como a razão entre a pressão parcial da água numa amostra e a pressão de vapor da água na mesma temperatura. É importante na área de alimentos, já que muitas das reações químicas, enzimáticas e microbiológicas que influenciam a estabilidade do alimento são dependentes da quantidade de água disponível no meio. Modelos termo dinâmicos de contribuição de grupos têm sido usados para correlacionar e predizer a atividade de água em soluções contendo compostos bioquímicos de interesse. Entretanto, poucos dados estão disponíveis na literatura para esses sistemas. Neste trabalho, as atividades de água de algumas soluções binárias e ternárias relacionadas com alimentos foram medidas com um higrômetro elétrico e modeladas usando os métodos de contribuição de grupos ASOG e UNIFAC. Os solutos utilizados foram: polietilenoglicóis, polióis, aminoácidos e maltodextrinas. Usando dados experimentais medidos neste trabalho e dados da literatura, os parâmetros de interação entre os grupos característicos de cada soluto foram estimados. Para os sistemas contendo maltodextrinas e nas soluções contendo aminoácidos, o fenômeno de dissociação parcial foi considerado e o modelo UNIFAC, combinado com equações de solvatação, foi empregado nas predições de aw e pH. A validade do método foi testada para os aminoácidos em água e dois sistemas tampão. Desvios médios de 0,62% para a atividade de água e 2,49% para o pH foram obtidos. Para os sistemas contendo polietilenoglicóis, um novo grupo específico [CH2CH2O] dessas moléculas foi incluído no conjunto de parâmetros dos modelos ASOG e UNIFAC. As correlações com os modelos UNIFAC e ASOG forneceram, respectivamente, um desvio médio de 0,545% e 1,499% entre as atividades de água calculadas e as experimentais. Por outro lado, as predições de aw para as soluções poliméricas de maltodextrinas usando parâmetros da literatura ajustados para soluções de açúcares em água, não foram satisfatórias. As correlações obtidas para os polióis apresentaram boa concordância com os dados experimentais quando a divisão de grupos CHnOH (n=l ou 2) proposta na literatura foi empregada no modelo UNIFAC. O modelo ASOG, por outro lado, apresentou desvios mais altos nesses sistemas se comparados com os do modelo UNIFAC quando os parâmetros dos grupos POH foram reajustados. Os resultados obtidos foram satisfatórios e indicam que ajustes de alguns parâmetros de interação dos modelos termodinâmicos estudados melhoram as correlações assim como as predições da atividade de água em sistemas contendo solutos da área de alimentos
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Abstract: Water activity (aw) is a physicochemical property defined as the ratio between partial pressure of water in a sample and the vapor pressure of pure water at the same temperature. It is important in food engineering since many chemical, enzymatic and microbiological reactions which...
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Abstract: Water activity (aw) is a physicochemical property defined as the ratio between partial pressure of water in a sample and the vapor pressure of pure water at the same temperature. It is important in food engineering since many chemical, enzymatic and microbiological reactions which influence food stability are dependent on the availability of water. Thermodynamical models of group-contribution have been used to correlate and predict the water activity in solutions containing biochemical solutes of interest in food engineering. However, few data are available in the literature for these kinds of systems. In this work, the water activities of some binary and ternary food-related solutions were measured with an electric hygrometer and modeled using the group-contribution methods ASOG and UNIF AC. The solutes used were poly (ethylene glycol)s, polyols, amino acids and maltodextrins. Using own experimental data and some data obtained from literature sources, the interaction parameters between characteristic groups of these solutes were estimated. For the maltodextrins and amino acids systems, only predictions were attempted with parameters from literature. In the solutions containing amino acids, the partial dissociation phenomenon was considered and the UNIF AC model, combined with solvation equations, was used for the water activity and pH predictions. The validity of the method was tested for the aminoacids in water and two buifer solutions. Mean deviations of 0.62% for the water activity and 2.49% for pH were obtained. For the poly (ethylene glycol)s systems, a new specific group [CH2CH2O] was included in the set of parameters for the ASOG and UNIF AC models. The correlations with the UNIFAC and ASOG models provided, respectively, a 0.545% and 1.499% mean deviation between experimental and calculated aw values. Otherwise, the aw predictions for the maltodextrin systems using literature parameters fitted for sugar solutions, were not good to represent the aw lowering behavior of these polymers. The correlations obtained for polyols were in good agreement with experimental data when the groups Ca,OR (n=l ou 2) proposed in the literature were used for the correlations in the UNIFAC model. The ASOG method provided higher deviations in these systems than the UNIFAC model when the groups POR (OR bounded to consecutive carbon atoms) were fitted. The results obtained were satisfactory and they indicate that the adjustments of some interaction parameters for the thermodynamical models, improve the correlations as well as prediction capability of water activity in the food-related systems studied
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