Estudo das interações entre biopolimeros e polpas de frutas tropicais em cisalhamento estacionario e oscilatorio
Izabel Cristina Freitas
TESE
Português
T/UNICAMP F884e
Campinas, SP : [s.n.], 2002.
259p. : il.
Orientadores: Florencia Cecilia Menegalli, Rosiane Lopes da Cunha
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: o comportamento reológico de guar ou xantana em polpa de maracujá foi avaliado através de testes em cisalhamento estacionário e oscilatório.Nesses experimentos,verificou-se que as curvas de escoamento desses biopolímeros foram melhores ajustadas pelo modelo de
Herschel-Bulckley e que o... Ver mais Resumo: o comportamento reológico de guar ou xantana em polpa de maracujá foi avaliado através de testes em cisalhamento estacionário e oscilatório.Nesses experimentos,verificou-se que as curvas de escoamento desses biopolímeros foram melhores ajustadas pelo modelo de
Herschel-Bulckley e que o modelo de Cross foi usado para a descrição dessas em um grande intervalo de taxa de deformação. Em sistemas de polpa de fruta, a xantana apresentou maior pseudoplasticidade e elasticidadedo que a guar. Além disto, o efeito da temperatura sobre a
viscosidade aparente de guar ou xantana,em polpa de maracujá, foi descrita por uma equação tipo Arrhenius e discutida em termos de energia de ativação. Nos sistemas MaG, esta energia decresceu com o aumento da taxa de deformação. Entretanto, em amostras MaX, a energia de
ativação não variou com a taxa de deformação, porém apresentou uma redução com o aumento da concentração de xantana. O modelo generalizado de Maxwell foi usado com sucesso para descrever as características viscoelásticas das amostras estudadas. A análise de variância e Teste de Tuckey foram usados para avaliar o efeito do tempo
de estocagem sobre as características reológicas, fisicas e químicas de guar ou xantana em polpa de maracujá. A estocagem não apresentou efeito significativo sobre a quantidade de sólidos solúveis, a acidez titulável total expressa como ácido cítrico, açúcares, pH, pectinas expressa como pectato de cálcio e cinzas.O estudo da cor da polpa foi feito usando o sistema Hunterlab L*a*b*, sendo verificado que a adição de sacarose ou polissacarídeos (guar ou xantana) modificou inicialmente a cor da polpa de maracujá. Além disto, houve degradação da cor de cada amostra em função do tempo de armazenamento, sendo que essa foi menor para as
amostras com xantana do que as com guar. As mudanças nos parâmetros reológicos obtidos em cisalhamento estacionário (pseudoplasticidade, viscosidade aparente) e oscilatório (módulos dinâmicos, viscosidade complexa) foram observadas, principalmente, durante o segundo mês de armazenamento. As amostras sem biopolímeros (polpa integral e com açúcar) não apresentaram comportamento viscoelástico e a pseudoplasticidade foi alterada em função da formação de agregados dos componentes presentes, o que promoveu sinerese nessas amostras após o quarto mês de armazenamento. Nos demais sistemas estudados foi observado um aumento nos parâmetros reológicos (módulos dinâmicos e viscosidade aparente), o que foi associado à hidratação do polissacarídeo adicionado. Em polpa de maracujá, a xantana apresentou-se mais estável, enquanto a guar mostrou perda de elasticidade durante o tempo de
annazenamento. A influência das concentrações de açúcares, ácidos orgânicos e sais (cálcio e potássio) sobre as propriedades reológicas (viscosidade aparente, pseudoplasticidade, viscosidade complexa e módulos dinâmicos) foi analisada utilizando-se um planejamento fatorial
completo. O principal componente a influenciar o comportamento reológico desses sistemas foi a guar, sendo que a presença de pectina também altera, em menores proporções, estas propriedades. A presença de açúcares influenciou negativamente as propriedades reológicas citadas acima, o que foi associado ao efeito desidratante desse co-soluto. Os ácidos orgânicos
tomaram as amostras menos viscosas (reduziram o valor de G") e reduziu o valor de pH, o que pode facilitar a cisão ácida da pectina.
Em regime diluído (c < c*), a interação dos biopolímeros com os constituintes do meio foi observada em amostras com baixa concentração de polissacarídeos em polpas de frutas tropicais e em sistemas aquosos com co-solutos (açúcares e sais). Neste último, pode-se considerar que não houve alteração de viscosidade intrínseca de guar em. função da
concentração de sacarose e do cloreto de sódio. Nos soros de diferentes polpas de frutas, a viscosidade intrínseca de guar e xantana mudou em função da composição do solvente. Sistemas com baixos valores de pH apresentaram maior influência sobre a viscosidade intrínseca de xantana enquanto o teor de sólidos solúveis foi o principal responsável pelas
alterações dessa resposta em amostras com guar. As constantes de Huggins de guar em soro de fruta foi maior que em sistemas aquosos, indicando maior interação dessa macromolécula nos sistemasalimentícios. Ver menos
Herschel-Bulckley e que o... Ver mais Resumo: o comportamento reológico de guar ou xantana em polpa de maracujá foi avaliado através de testes em cisalhamento estacionário e oscilatório.Nesses experimentos,verificou-se que as curvas de escoamento desses biopolímeros foram melhores ajustadas pelo modelo de
Herschel-Bulckley e que o modelo de Cross foi usado para a descrição dessas em um grande intervalo de taxa de deformação. Em sistemas de polpa de fruta, a xantana apresentou maior pseudoplasticidade e elasticidadedo que a guar. Além disto, o efeito da temperatura sobre a
viscosidade aparente de guar ou xantana,em polpa de maracujá, foi descrita por uma equação tipo Arrhenius e discutida em termos de energia de ativação. Nos sistemas MaG, esta energia decresceu com o aumento da taxa de deformação. Entretanto, em amostras MaX, a energia de
ativação não variou com a taxa de deformação, porém apresentou uma redução com o aumento da concentração de xantana. O modelo generalizado de Maxwell foi usado com sucesso para descrever as características viscoelásticas das amostras estudadas. A análise de variância e Teste de Tuckey foram usados para avaliar o efeito do tempo
de estocagem sobre as características reológicas, fisicas e químicas de guar ou xantana em polpa de maracujá. A estocagem não apresentou efeito significativo sobre a quantidade de sólidos solúveis, a acidez titulável total expressa como ácido cítrico, açúcares, pH, pectinas expressa como pectato de cálcio e cinzas.O estudo da cor da polpa foi feito usando o sistema Hunterlab L*a*b*, sendo verificado que a adição de sacarose ou polissacarídeos (guar ou xantana) modificou inicialmente a cor da polpa de maracujá. Além disto, houve degradação da cor de cada amostra em função do tempo de armazenamento, sendo que essa foi menor para as
amostras com xantana do que as com guar. As mudanças nos parâmetros reológicos obtidos em cisalhamento estacionário (pseudoplasticidade, viscosidade aparente) e oscilatório (módulos dinâmicos, viscosidade complexa) foram observadas, principalmente, durante o segundo mês de armazenamento. As amostras sem biopolímeros (polpa integral e com açúcar) não apresentaram comportamento viscoelástico e a pseudoplasticidade foi alterada em função da formação de agregados dos componentes presentes, o que promoveu sinerese nessas amostras após o quarto mês de armazenamento. Nos demais sistemas estudados foi observado um aumento nos parâmetros reológicos (módulos dinâmicos e viscosidade aparente), o que foi associado à hidratação do polissacarídeo adicionado. Em polpa de maracujá, a xantana apresentou-se mais estável, enquanto a guar mostrou perda de elasticidade durante o tempo de
annazenamento. A influência das concentrações de açúcares, ácidos orgânicos e sais (cálcio e potássio) sobre as propriedades reológicas (viscosidade aparente, pseudoplasticidade, viscosidade complexa e módulos dinâmicos) foi analisada utilizando-se um planejamento fatorial
completo. O principal componente a influenciar o comportamento reológico desses sistemas foi a guar, sendo que a presença de pectina também altera, em menores proporções, estas propriedades. A presença de açúcares influenciou negativamente as propriedades reológicas citadas acima, o que foi associado ao efeito desidratante desse co-soluto. Os ácidos orgânicos
tomaram as amostras menos viscosas (reduziram o valor de G") e reduziu o valor de pH, o que pode facilitar a cisão ácida da pectina.
Em regime diluído (c < c*), a interação dos biopolímeros com os constituintes do meio foi observada em amostras com baixa concentração de polissacarídeos em polpas de frutas tropicais e em sistemas aquosos com co-solutos (açúcares e sais). Neste último, pode-se considerar que não houve alteração de viscosidade intrínseca de guar em. função da
concentração de sacarose e do cloreto de sódio. Nos soros de diferentes polpas de frutas, a viscosidade intrínseca de guar e xantana mudou em função da composição do solvente. Sistemas com baixos valores de pH apresentaram maior influência sobre a viscosidade intrínseca de xantana enquanto o teor de sólidos solúveis foi o principal responsável pelas
alterações dessa resposta em amostras com guar. As constantes de Huggins de guar em soro de fruta foi maior que em sistemas aquosos, indicando maior interação dessa macromolécula nos sistemasalimentícios. Ver menos
Abstract: The rheological behavior of guar and xanthan gums in passion tfuit pulp was evaluated by means of shear flow and oscillatory shear tests. Herschel-Bulckley model represented successfully biopolymers flow behavior and Cross model was used to describe those behaviors in a broad shear stress...
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Abstract: The rheological behavior of guar and xanthan gums in passion tfuit pulp was evaluated by means of shear flow and oscillatory shear tests. Herschel-Bulckley model represented successfully biopolymers flow behavior and Cross model was used to describe those behaviors in a broad shear stress range. In pulp tfuit systems, xanthan gum showed more
pseudoplasticity and elasticity than guar. Moreover, the effect of temperature on the apparent viscosity of guar or xanthan in passion fruit pulp was described by Arrhenius equation and discussed in terms of activation energy. In passion tfuit pulp - Guar systems, the increase in shear rate caused an energy decrease, indicating that as the shear rate increases the dependence of the apparent viscosity with the temperature decreases. However, for passion tfuit pulp - Xanthan systems the activation energy was not modified with shear rate, still it showed lower values with the increase of xanthan concentration. The generalized Maxwell model was successfully used to describe the viscoelastic characteristics of the studied samples.
Variance analysis and Tuckey tests were used to evaluate the effect of storage time on the rheological,physical and chemicalcharacteristics of guar and xanthan gums in passion tfuit pulp. The storage did not show an effect on soluble solids content, total titrable acidity expressed as citric acid, sugars, pH, pectins expressedas calcium pectate and ashes. Color
studies of passion tfuit pulp was performed with auxiliary of a Hunterlab L*a*b* system and it was verified that the addition of sucrose or polysaccharides (guar or xanthan) modified initially the color of passion fruit pulp. In addition, there was a degradation of samples color during the storage time, which was more pronounced in samples with xanthan. Changes in rheological parameters obtained in shear flow (pseudoplasticity, apparent viscosity) and in oscillatory mode (dynamic modules, complex viscosity) were observed mainly during the second month of storage. Samples without biopolymers (pure pulp e pulp with sucrose) did
not show viscoelastic behavior and the pseudoplasticity was changed as aggregates were formed by the present components. This promoted the syneresis observed after the fourth storage month. In others studied systems, the increase of the rheological parameters (dynamic modules and apparent viscosity) were associated with the hydration of the added polysaccharide. Comparing guar and xanthan gums in passion truit pulps, xanthan appeared to be more stable during storage time, and guar gum lost elasticity during this period. The influence of sugars, organic acids and salts (calcium and potassium) concentrations on rheological properties (apparent viscosity, pseudoplasticity and dynamic modules) were analyzed using a complete factorial experimental designo The rheological properties were mainly influenced by guar concentration, and the effect of pectin on those
properties was in a minor proportion. The presence of sugars affected negatively the rheological properties cited above, which was associated with the dehydrating effect of this cosolute. Moreover, samples showed lower viscous features (reduced Gil value) with organic acids addition, that reduces samples pH favoring acid breakage ofthe pectin molecule.
In diluted regime (c<c*), the biopolymer-solute interactions was observed in tropical fruits pulps and in aqueous systems containing co-solutes (sugars and salts), with low polyssacharides concentration. In aqueous systems it can be considered that there was no alteration in intrinsic viscosity of guar as a function of the concentration of sucrose and sodium chloride. In serums of different truit pulps, the intrinsic viscosity of guar and xanthan changed with the composition of the solvent. Xanthan intrinsic viscosity was great influenced by low pH values, while the soluble solids content was the main variable in guar systems. Huggins constant of guar in truit serum was higher that in aqueous systems, indicating more interaction of this molecule in food systems. Ver menos
pseudoplasticity and elasticity than guar. Moreover, the effect of temperature on the apparent viscosity of guar or xanthan in passion fruit pulp was described by Arrhenius equation and discussed in terms of activation energy. In passion tfuit pulp - Guar systems, the increase in shear rate caused an energy decrease, indicating that as the shear rate increases the dependence of the apparent viscosity with the temperature decreases. However, for passion tfuit pulp - Xanthan systems the activation energy was not modified with shear rate, still it showed lower values with the increase of xanthan concentration. The generalized Maxwell model was successfully used to describe the viscoelastic characteristics of the studied samples.
Variance analysis and Tuckey tests were used to evaluate the effect of storage time on the rheological,physical and chemicalcharacteristics of guar and xanthan gums in passion tfuit pulp. The storage did not show an effect on soluble solids content, total titrable acidity expressed as citric acid, sugars, pH, pectins expressedas calcium pectate and ashes. Color
studies of passion tfuit pulp was performed with auxiliary of a Hunterlab L*a*b* system and it was verified that the addition of sucrose or polysaccharides (guar or xanthan) modified initially the color of passion fruit pulp. In addition, there was a degradation of samples color during the storage time, which was more pronounced in samples with xanthan. Changes in rheological parameters obtained in shear flow (pseudoplasticity, apparent viscosity) and in oscillatory mode (dynamic modules, complex viscosity) were observed mainly during the second month of storage. Samples without biopolymers (pure pulp e pulp with sucrose) did
not show viscoelastic behavior and the pseudoplasticity was changed as aggregates were formed by the present components. This promoted the syneresis observed after the fourth storage month. In others studied systems, the increase of the rheological parameters (dynamic modules and apparent viscosity) were associated with the hydration of the added polysaccharide. Comparing guar and xanthan gums in passion truit pulps, xanthan appeared to be more stable during storage time, and guar gum lost elasticity during this period. The influence of sugars, organic acids and salts (calcium and potassium) concentrations on rheological properties (apparent viscosity, pseudoplasticity and dynamic modules) were analyzed using a complete factorial experimental designo The rheological properties were mainly influenced by guar concentration, and the effect of pectin on those
properties was in a minor proportion. The presence of sugars affected negatively the rheological properties cited above, which was associated with the dehydrating effect of this cosolute. Moreover, samples showed lower viscous features (reduced Gil value) with organic acids addition, that reduces samples pH favoring acid breakage ofthe pectin molecule.
In diluted regime (c<c*), the biopolymer-solute interactions was observed in tropical fruits pulps and in aqueous systems containing co-solutes (sugars and salts), with low polyssacharides concentration. In aqueous systems it can be considered that there was no alteration in intrinsic viscosity of guar as a function of the concentration of sucrose and sodium chloride. In serums of different truit pulps, the intrinsic viscosity of guar and xanthan changed with the composition of the solvent. Xanthan intrinsic viscosity was great influenced by low pH values, while the soluble solids content was the main variable in guar systems. Huggins constant of guar in truit serum was higher that in aqueous systems, indicating more interaction of this molecule in food systems. Ver menos
Menegalli, Florência Cecília, 1944-2017
Orientador
Cunha, Rosiane Lopes da, 1967-
Coorientador
Romero, Javier Telis
Avaliador
Sobral, Paulo José do Amaral
Avaliador
Fontes, Sergio Rodrigues
Avaliador
Estudo das interações entre biopolimeros e polpas de frutas tropicais em cisalhamento estacionario e oscilatorio
Izabel Cristina Freitas
Estudo das interações entre biopolimeros e polpas de frutas tropicais em cisalhamento estacionario e oscilatorio
Izabel Cristina Freitas
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