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Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.16, n.3, p.299-312, 2014 299 ISSN: 1517-859

INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA E DA VELOCIDADE DE ROTAÇÃO NA

ADIÇÃO DE HIDROCOLÓIDE NO COMPORTAMENTO DA VISCOSIDADE

APARENTE DA POLPA DE PINHA (Annona squamosa L.)

Luana N. B. dos Santos

1, Bruno M. Centenaro

2, Sueli M. Ohata

3

RESUMO

A pinha (Annona squamosa L.) é uma fruta cultivada em escala comercial em vários estados

brasileiros. Devido às suas características sensoriais agradáveis, o fruto apresenta um elevado

potencial industrial. Desta forma, em um processo de industrialização a polpa de pinha estará

sujeita a etapas de resfriamento e aquecimento, o que torna de extrema relevância o

conhecimento do comportamento reológico e consequentemente de sua viscosidade. O objetivo

deste trabalho foi avaliar o comportamento da viscosidade da polpa de pinha na diluição de 1:1

e com a adição de goma xantana nas concentrações 0,10 e 0,15%, sob diferentes velocidades de

rotações (6, 12, 20, 30, 50, 60 e 100 rpm) e temperaturas (10, 20, 30, 40 e 50°C). Os resultados

foram avaliados estatisticamente pela análise de variância (ANOVA) e as médias comparadas

pelo teste de Tukey (p ≤ 0,05), através do delineamento fatorial, utilizando o programa

ASSISTAT. Os resultados obtidos evidenciaram maior estabilidade das amostras com adição de

goma xantana mediante a amostra sem adição. Todas as amostras classificaram-se como fluido

não newtoniano, apresentando comportamento pseudoplástico independente do tempo. O efeito

da temperatura no comportamento da viscosidade foi descrito pela Equação de Arrhenius,

obtendo-se um bom ajuste (R2 >0,9).

Palavras-chave: Annona squamosa L., viscosidade, goma xantana

INFLUENCE OF TEMPERATURE AND ROTATION SPEED ON ADDITION

HYDROCOLLOID ON THE APPARENT VISCOSITY BEHAVIOR OF CUSTARD

APPLE PULP (Annona squamosa L.)

ABSTRACT

Sugar apple (Annona squamosa L.) is grown on a commercial scale in several Brazilian states.

Due to pleasant sensory characteristics, the fruit has a high industrial potential. Thus, in a

process of industrialization custard apple pulp is subjected to heating and cooling steps, which

makes it extremely importance knowledge of the rheological behavior and consequently its

viscosity. The objective was to evaluate the viscosity behavior of custard apple pulp at dilution

of 1:1 and by addition xanthan gum at concentrations 0.10 and 0.15%, under different rotation

speeds (6, 12, 20, 30, 50, 60, 100 rpm ) and temperatures (10, 20, 30, 40 and 50 °C). Results

were evaluated with variance analysis (ANOVA) and the average compared by Tukey’s test (p

≤ 0.05), by factor design, using the program ASSISTAT. The results showed improved stability

of the samples with addition of xanthan gum. All samples were classified as non-Newtonian

fluid, showing pseudoplastic behavior independent of time. The effect of temperature on the

apparent viscosity behavior was described by the Arrhenius relationship, obtaining a good

adjustment (R2> 0.9).

Keywords: Annona squamosa L., viscosity, xanthan gum

300 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade...... Santos et al.

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.16, n.3, p.299-312, 2014

INTRODUÇÃO

A pinha (Annona squamosa L.) é uma

espécie frutífera (Menegazzo et al., 2012),

pertencente à família Annonacea, que é

composta por aproximadamente, 120 gêneros

com distribuição tropical e subtropical

(Gouveia et al., 2006). Entre os gêneros de

interesse comercial, encontram-se as espécies

de Annona, conhecidas vulgarmente por ata,

cherimolia, marolo, fruta de conde, pinha-

azeda, graviola, condessa e pinha (Kiill &

Costa, 2003).

No Brasil a pinha é também conhecida

como ata, fruta-do-conde, e no exterior como

anona blanca, sweetsop, anon, anona, rinon,

atta del Brasil, srikaya, atis, etc, (Morzelle et

al., 2009). A pinha apresenta polpa branca ou

amarela, com aroma agradável, muito doce, o

que a torna importante para o consumo da fruta

fresca e para a industrialização, sendo

apropriada para elaboração de bebidas

fermentadas, com elevada aceitação na

fabricação de sorvetes (Lima et al., 2001) e

polpa congelada.

O suco e a polpa na forma congelada

proporcionam ao consumidor maior facilidade e

economia, comparado com o comércio da

própria fruta in natura. Vasques (2003) ressalta

que em consequência da demanda, algumas

indústrias de alimentos começaram destacar o

estudo do comportamento reológico de polpas e

sucos, com o intuito de adequar suas instalações

industriais ou mesmo projetar novas unidades

de processamento, de modo a encaminhar essas

frutas não somente na forma in natura, mas

também na forma de outros tipos de produtos,

chegando ao mercado de forma mais rápida,

com alta qualidade e mais economia.

Para a industrialização de produtos

oriundos da pinha é comumente utilizada a

polpa da fruta, a qual está sujeita a processos de

aquecimento e resfriamento, devido a isto, para

a correta definição dos processos, é

indispensável conhecer suas propriedades

químicas e físicas. Dentre essas propriedades o

comportamento reológico ocupa posição de

destaque (Bezerra et al., 2001).

O conhecimento do comportamento

reológico dos alimentos é útil não somente para

o controle de qualidade do produto durante a

estocagem, transporte e comercialização, mas

principalmente para projetos de sistemas de

tubulações, trocadores de calor, bombeamento

(Steffe, 1996; Vasques, 2003), filtração,

concentração (Steffe, 1996), e avaliação de

adequação tecnológica (Silva et al., 2005).

Além de ser um parâmetro de grande

importância para a aceitabilidade dos

consumidores, desenvolvimento de novos

produtos e na determinação da sua vida de

prateleira (Leite et al., 2004; Castro, 2002 ) e,

um indicativo de como o alimento pode se

comportar sob várias condições de processo.

Reologia é a ciência que estuda parte

das propriedades mecânicas quando um

material é submetido a uma taxa de

deformação. O campo da reologia estende-se

desde a mecânica de fluidos Newtonianos até a

elasticidade de Hooke; e a região que

compreende este campo é a deformação e o

escoamento de todos os materiais pastosos e em

suspensões (Bird et al., 2004). Na área

alimentar, Barros et al. (2008) caracteriza

reologia como sendo o estudo da deformação da

matéria-prima, dos produtos intermediários e

dos produtos finais na indústria de alimentos.

A reologia abrange diferentes

propriedades associadas à deformação da

matéria, entre as quais: extrussibilidade,

compressibilidade, ductibilidade,

espalhabilidade, elasticidade, fluidez e

viscosidade (Vriesmann et al., 2008).

A viscosidade é considerada a principal

propriedade reológica de um fluido. Em muitas

operações das indústrias de alimentos, conhecer

a viscosidade do fluido é essencial para a

definição do equipamento mais apropriado

(Vendrúsculo, 2005). Segundo Monthé (2009),

viscosidade é a propriedade de um líquido ao

resistir ao fluxo induzido por uma tensão

aplicada (cisalhamento).

A viscosidade é dependente da natureza

físico-química da substância, da temperatura, da

pressão, da taxa de cisalhamento e do tempo e,

para definir a viscosidade em função de um

desses fatores, os outros devem ser mantidos

constantes e bem definidos (Viana, 2010).

Deve-se ressaltar que a correlação da

viscosidade, com a temperatura é relevante

devido às distintas condições as quais os

produtos alimentícios são submetidos, desde o

recebimento da matéria-prima até a venda e

consumo dos produtos.

Segundo Bezerra et al. (2009) e

Pelegrini et al. (2000) além da temperatura,

outros fatores podem influenciar a viscosidade

de derivados de frutas, como o tipo de fruta e o

teor de sólidos (açúcares, pectina e fibras). De

acordo com Silva et al. (2005) a concentração

da polpa ou suco de fruta também pode ter

efeito sobre a viscosidade.

Um dos maiores problemas na

produção de sucos e na polpa congelada, é

Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade...... Santos et al. 301


assegurar a estabilidade da dispersão. Os

colóides hidrofílicos vêm sendo pesquisados em

retenção de partículas em suspensão ou na

estabilização de sucos durante períodos mais

prolongados. Os hidrocolóides ou biopolímeros

podem ser usados em alimentos em suspensão

devido às suas propriedades reológicas:

capacidade de aprisionar a água,

regulamentação de propriedades reológicas e

ionização em sistemas aquosos, levando à

estabilização de partículas insolúveis (Mothé &

Correia, 2002).

De acordo com López et al. (2001), a

goma xantana é o biopolímero mais

comercialmente aceito, o qual é aplicado em

alimentos como agente espessante,

estabilizante, emulsificante e em sinergismo

com outras gomas, pode atuar como gelificante.

Segundo Moraes e Dragone (2007), a goma

xantana funciona muito bem como estabilizante

em produtos à base de água, já que é uma goma

solúvel e altamente higroscópica; capaz de

manter estáveis o pH, a maciez e a estética

visual do produto.

O comportamento reológico de polpas e

sucos foi estudado por diversos autores como

Ferreira (2008) e Viana (2010) que

determinaram o comportamento reológico da

polpa de cupuaçu pura, verificando a influência

de diferentes temperaturas e velocidades de

rotações, e Vasques (2003) que analisou o

efeito da diluição no comportamento reológico

do suco de goiaba. Contudo, são escassas as

informações sobre o comportamento reológico

da pinha na literatura, principalmente no que se

refere às propriedades físicas.

Diante do exposto, objetivou-se através

do presente estudo, caracterizar o

comportamento reológico da polpa diluída de

pinha sob diferentes temperaturas e velocidades

de rotações, com ou sem a adição de goma

xantana.

MATERIAL E MÉTODOS

Material

A fruta Pinha (Annona squamosa L.)

utilizada como matéria-prima, foi adquirida na

Frutaria Caxias do Sul, situada no município de

Dourados-MS.

A goma xantana foi fornecida

gentilmente pela empresa CP Kelco do Brasil.

As análises foram realizadas nas

dependências dos laboratórios da Universidade

Federal da Grande Dourados – UFGD.

Obtenção das amostras

Os frutos foram selecionados conforme

sua integridade física, higienizados com

solução de hipoclorito de sódio, na proporção

de 8 mL para 1L de água potável por 10

minutos, escorridos e secos ao natural.

A caracterização física dos frutos foi

realizada através da obtenção da massa total, da

polpa, da semente e massa do talo do fruto com

o uso de uma balança analítica digital

(Bioprecisa FA2104N). As dimensões foram

obtidas utilizando-se um paquímetro manual da

marca Digimess.

Em seguida os frutos foram

despolpados manualmente e acondicionados em

embalagens de polietileno em “freezer” à -18°C

até o momento de uso. Para a realização das

análises, a polpa foi descongelada sob

refrigeração e processada em miniprocessador

2P da marca Britânia até a obtenção homogênea

das suas partículas.

A polpa foi diluída em água na

proporção de 1:1 (A1) e diluída também na

proporção de 1:1, e aditivada com goma

xantana em duas concentrações diferentes (0,1 e

0,15% em massa de goma/massa de solução,

A10 e A15 respectivamente) sob agitação

manual. A leitura do teor de sólidos solúveis

totais foi determinada por intermédio de

refratômetro de campo (Portable, 0 - 33% Brix)

e os valores de pH determinados através de um

pHmetro (Instrutherm).

Medidas de Viscosidade

As leituras para a determinação das

medidas de viscosidade da polpa diluída de

pinha, sem/ou com adição de goma xantana

foram realizadas nas temperaturas de 10, 20,

30, 40 e 50°C, nas velocidades de rotações de 6,

12, 20, 30, 50, 60 e 100 rpm, utilizando-se o

viscosímetro digital Brookfield, modelo DV-II+

PRO, fazendo uso do dispositivo de pequenas

amostras 13RP, spindle SC4-34, e da câmera de

amostras SC4-*R. O controle da temperatura

foi mantido por banho termostatizado com

bomba de circulação, modelo SL 152

(SOLAB).

As leituras foram realizadas em

triplicata, sendo utilizada uma nova amostra

para cada repetição. Para proporcionar o

equilíbrio da temperatura, as amostra foram

mantidas em repouso por 10 minutos em

contato com a câmara de amostras SC4-*R

antes de cada determinação experimental.

Foram obtidos dados de leitura, na ordem



crescente de velocidade de rotação e retornando

na ordem decrescente para analisar o tipo do

comportamento de escoamento. O tempo de

leitura de subida e descida para cada rotação foi

de 20 segundos.

Influência da temperatura

A influência da temperatura sobre a

viscosidade aparente foi avaliada utilizando-se

a equação de Arrhenius (Equação 1).

[

] Eq. (1)

onde:

- Viscosidade aparente (mPa s);

- Constante (mPa s);

Ea - Energia de ativação (kJ/g mol);

R - Constante universal dos gases (kJ/ mol K);

T – Temperatura (K).

Análise Estatística

Utilizando-se o programa Assistat

(Assis, 2011) os dados de sólidos solúveis, pH e

viscosidades aparentes foram submetidos à

análise de variância e as médias comparadas

pelo teste de Tukey, a 5% de significância. O

delineamento para os dados de viscosidade

consistiu de um esquema fatorial composto por

7 velocidades de rotação (6, 12, 20, 30, 50, 60 e

100 rpm) x 5 temperaturas (10, 20, 30, 40 e 50

ºC) x 6 repetições.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados da caracterização física

dos frutos de Annona squamosa L. foram

apresentados na Tabela 1. Os valores de

diâmetro, altura e massa foram próximos aos

encontrados por Costa et al. (2002) os quais

obtiveram 81,5 mm, 73,3 mm e 274g

respectivamente, e Dias et al. (2003) com

valores de diâmetro de 81,0 mm , altura de 78,9

mm e massa de 247,13g. O rendimento da

polpa obtido foi próximo ao determinado por

Araújo et al. (2008) , 41,4%, em um dos

tratamentos, ao estudar a adubação

organomineral e biofertilização líquida na

produção de frutos de pinheira. Porém, valores

obtidos por Silva et al. (2002), 45,0% a 53,5%,

e Souza (2006), 48,12% ,foram superiores. De

acordo com os estudos de Dias et al. (2003) e

Pereira et al. (2003) tais diferenças ocorrem

devido as condições de plantio, cultivo e

colheita das pinheiras, como tipo de

polinização, níveis de adubação, poda entre

outros fatores.

Tabela 1. Caracterização física da pinha

(Annona squamosa L.)

Parâmetros Valores

Diâmetro (mm) 79,70 ± 4,84

Altura (mm) 76,98 ± 5,50

Massa (g) 251,86 ± 30,64

Rendimento (%) 37,51

Os teores de sólidos solúveis e pH da

polpa in natura de pinha foram, 25,64 °Brix ±

0,5 e 5,45 ± 0,0, respectivamente, e estão de

acordo com Alves et al. (2000) ao estudar a

caracterização de frutas nativas da América

Latina. Para as amostras A1, A10 e A15, os

valores estão representados na Tabela 2.

Tabela 2. Resultados de Sólidos Solúveis

Totais (°Brix) e pH das amostras de polpa

diluída e com/sem adição de goma xantana

Amostra °Brix pH

A1 12,69 ± 0,06a 5,13 ± 0,02a

A10 12,94 ± 0,25a 5,22 ± 0,10a

A15 13,11 ± 0,17a 5,26 ± 0,04a As médias seguidas por letras iguais na mesma coluna, não

diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade

Observa-se na Tabela 2, que não houve

diferença significativa para as medidas de

sólidos solúveis e pH, o que indica que não

houve influência da adição da goma xantana

nas amostras, também constatado por Freitas

(2000) em relação a estabilidade do pH, que

realizou um estudo das interações entre

biopolímeros e polpas de frutas tropicais.

Na Tabela 3 estão apresentados os

valores das médias de viscosidades aparentes

das amostras de polpa de pinha A1, A10 e A15,

submetidos à velocidades de rotações entre 6 e

100 rpm, e nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e

50°C, as quais foram analisadas em esquema

fatorial, para devida interação dos fatores

concentração, temperatura e velocidade de

rotação. Observa-se por intermédio dos dados

experimentais que houve um declínio dos



valores da viscosidade aparente para uma

temperatura fixa, correlacionando com o

aumento da velocidade de rotação. O mesmo

fato ocorre quando fixa-se uma determinada

velocidade de rotação, e correlaciona-se com a

elevação da temperatura. Resultados

semelhantes, foram encontrados por Grangeiro

et al. (2007) ao estudarem viscosidades de

polpas concentradas de figo-da-índia na faixa

de temperatura de 10 a 60°C e velocidade de

rotação entre 0,5 e 100 rpm.

Tabela 3. Valores médios das viscosidades aparentes (mPa.s) da polpa de pinha (Annona squamosa

L.) diluída e polpa de pinha diluída em diferentes concentrações de goma xantana (massa de

goma/massa de solução) em função da velocidade de rotação (rpm) e temperatura (°C).

DMS p/ colunas =323,56; CV (%) =12,57; MG = 1309,90 mPa.s

DMS - Desvio mínimo significativo; MG - Média geral; CV - Coeficiente de variação

Obs: As médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade

Haminiuk et al. (2006) citam que isso

ocorre devido a associação de força de

cisalhamento com a temperatura, provocando a

reorganização das partículas em uma direção

paralela à força de cisalhamento, além disso,

pode ocorrer a quebra das partículas em

partículas menores, resultando em uma maior

fluidez, ocasionando assim a diminuição da

viscosidade aparente.

Ao comparar as amostras A1, A10 e

A15, a uma mesma temperatura, verifica-se que

para a faixa de velocidade de rotação de 6, 12 e

20 rpm, houve diferença significativa entre as

médias de viscosidades aparentes ao nível de

significância de 5% de probabilidade pelo teste

de Tukey para as temperaturas de 30, 40 e

50°C, e na velocidade de rotação de 30 rpm

para a temperatura de 50°C na concentração

A1. Para a concentração A15 houve diferença

significativa nas primeiras rotações, 6 e 12 rpm,

nas temperaturas de 10 e 20° C, e 20°C

respectivamente. No entanto para a

concentração A10 não houve diferença

significativa quando comparada as demais

concentrações.

Observa-se que ao comparar cada

concentração isoladamente, fixando a

velocidade de rotação, com a variação crescente

da temperatura, para as velocidades de rotação

de 6, 12 e 20 rpm, percebe-se que houve

diferença ao nível de 5% de significância para

todas as concentrações estudadas. Para a

concentração A1, não houve diferença

significativa apenas para a maior velocidade de

rotação, 100rpm. Para a concentração A10, as

viscosidades aparentes coincidem

significativamente a partir da velocidade de

rotação de 30 rpm e para amostra A15, a partir

da velocidade de rotação de 50 rpm. Fato o

qual evidencia a estabilidade das amostras com

adição de goma xantana em relação a amostra

sem adição de goma, diante da variação da

temperatura em velocidade de rotação fixa.

Resultados semelhantes foram encontrados por

Grangeiro et al. (2007), ao afirmar que os

valores de viscosidades aparentes nas

velocidades de rotações de 50 e 100 rpm, apesar

das reduções, se mantiveram, não diferindo

significativamente, ao analisar polpas

concentradas de Figo-da-Índia.



Em fatores percentuais, o comportamento

decrescente dos valores das viscosidades

aparentes em relação ao aumento da velocidade

de rotação para as temperaturas extremas,

apresenta os seguintes índices de redução de

viscosidade entre a menor (6 rpm) e maior

velocidade de rotação (100 rpm): na amostra

A1, para a temperatura de 10°C de 86,03%; na

temperatura de 50°C de 79,16%; na amostra

A10, para a temperatura de 10°C de 86,69% ;

para a temperatura de 50°C de 84,65%, fato o

qual evidencia que quanto maior a temperatura,

menor é a taxa de redução da viscosidade

aparente com o aumento da velocidade de

rotação. Resultados semelhantes foram

encontrados por Melo et al. (2008), ao

estudarem o comportamento reológico da polpa

de buriti com leite. Porém a amostra A15 não

apresentou decréscimo no percentual de

redução (10°C – 86,43% e 50°C – 86,84%),

podendo ser considerado constante, pela

pequena diferença encontrada. Luvielmo &

Scamparini (2009) relatam que a estabilidade

depende da concentração: quanto maior a

concentração, maior a estabilidade da solução.

Além disso, Freitas (2002) afirma que a rede

tridimensional formada por associações de

cadeias de goma xantana atua eficientemente na

estabilidade de suspensões e emulsões.

Em termos percentuais, a diminuição dos

valores das viscosidades aparentes em relação

ao aumento da temperatura para as velocidades

de rotações extremas, apresentam os seguintes

índices reduções entre a menor (10°C) e maior

temperatura (50°C): na amostra A1 para a

velocidade de rotação 6 rpm o valor de redução

foi de 60,82%, em 100 rpm de 41,56%; na

amostra A10 para a velocidade de rotação 6

rpm 29%, em 100 rpm de 18,10%. Nota-se que,

quanto maior a velocidade de rotação, menor é

a taxa de redução da viscosidade aparente, bem

como, menor a influência da temperatura,

resultados correspondentes aos encontrados por

Melo et al. (2008). Entretanto, na amostra A15

os valores da redução foram estáveis, sendo

para a velocidade de rotação 6 rpm redução de

31,2%, e em 100 rpm 33,3%, evidenciando a

estabilidade da solução de maior concentração

de goma xantana. Ainda verifica-se que, as

amostras com adição de goma xantana

obtiveram menores reduções de viscosidades

aparentes quando relacionada com a amostra

sem adição em velocidade de rotação fixa.

As maiores reduções de viscosidade

aparente entre as rotações mais baixas indicam

provavelmente o pouco alinhamento inicial das

fibras da polpa com o escoamento. Nas

rotações mais elevadas as fibras já estariam

completamente alinhadas com o fluxo, e o

aumento na velocidade do escoamento não teria

sua influência incrementada por este efeito. As

reduções de viscosidade aparente com o

aumento da temperatura são atribuídas ao

aumento das distâncias intermoleculares

provocadas pelo aquecimento. O aumento das

distâncias reduz as forças atrativas entre as

moléculas, elevando a fluidez (Grangeiro et al.,

2007).

As Figuras 1, 2 e 3 apresentam as curvas

obtidas por meio de regressão logarítmica, pelo

ajuste das médias das curvas de subida e

descida das viscosidades aparentes em função

das velocidades de rotações da polpa de pinha

nas concentrações A1, A10 e A15

respectivamente, nas temperaturas de 10 a

50°C.

Houve sobreposição das curvas

ascendentes (subida) e descendentes (descida)

para todas as amostras estudadas, para os dados

de viscosidade aparente em função da

velocidade de rotação, em todas as temperaturas

e para as 3 concentrações. Estes resultados

mostram a não existência do efeito de histerese

entre as curvas ascendentes e descendentes, o

que evidencia a polpa de pinha diluída com ou

sem adição de goma xantana como um fluido

não newtoniano, com comportamento

pseudoplástico independente do tempo, sem

presença de tixotropia.



Figura 1. Viscosidade aparente em função da velocidade de rotação da amostra A1 nas temperaturas

de 10 a 50 °C


de 10 a 50 °C


de 10 a 50 °C

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

1900ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral

Vis

cosi

da

de

Ap

are

nte

(m

Pa

.s)

Velocidade de Rotação (rpm)

A1 10°C y = -1126ln(x) + 5436,4 R² = 0,9559

20°C y = -937,9ln(x) + 4618,2 R² = 0,9341

30°C y = -696,2ln(x) + 3410,8 R² = 0,8881

40°C y = -685,3ln(x) + 3244,5 R² = 0,8652

50°C y = -391,1ln(x) + 1972,5 R² = 0,8941

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000


Vis

cosi

da

de

Ap

are

nte

(m

Pa

.s)


A10 10°C y = -1113ln(x) + 5232,3 R² = 0,9332

20°C y = -993,3ln(x) + 4679,3 R² = 0,9392

30°C y = -972,7ln(x) + 4561,2 R² = 0,9334

40°C y = -859ln(x) + 4080,6 R² = 0,9526

50°C y = -775,4ln(x) + 3732,3 R² = 0,9515

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500


Vis

cosi

da

de

Ap

are

nte

(m

Pa

.s)


A15 10°C y = -1240ln(x) + 5849,1 R² = 0,9288

20°C y = -1194ln(x) + 5593,3 R² = 0,9262

30°C y = -1038ln(x) + 4816,4 R² = 0,9179

40°C y = -895,7ln(x) + 4191,4 R² = 0,9368

50°C y = -865,1ln(x) + 4072,7 R² = 0,9375



Resultados semelhantes foram

encontrados por Guimarães e Mascigrande

(2011) ao analisar polpas de Juçara e Açaí,

Andrade et al. (2009) ao estudarem o efeito da

temperatura e o comportamento reológico da

polpa de nêspera e Lago et al. (2011), ao

estudarem o comportamento reológico de suco

de yacon em função da concentração de sólidos

solúveis. Segundo Andrade et al. (2009), tal

classificação se deve ao fato de não haver

quebra do fluido durante o experimento, o que

causa a não variação da viscosidade com o

tempo de aplicação da força de cisalhamento.

De modo geral, observa-se que a

viscosidade aparente decresce com o aumento

da velocidade de rotação e da temperatura para

ambas as concentrações. Vasques (2003),

observou o mesmo comportamento em 3

diluições da polpa de goiaba (1:1, 1:2 e 1:4), e

identificou também que o comportamento é

semelhante a polpa in natura.

Em relação à concentração A1,

observa-se através da Figura 1 que, quanto

menor a velocidade de rotação, mais distantes

encontram-se as viscosidades aparentes entre as

temperaturas. Enquanto para as concentrações

A10 e A15, representadas pelas Figuras 2 e 3,

houve diminuição da variação das viscosidades

nas mesmas condições, justificado pela

presença de goma xantana nas amostras.

Nota-se que os coeficientes de

determinação (R2) obtidos foram superiores a

0,9 para as amostras com adição de goma

xantana (A10 e A15), o que indica melhor

ajuste dos dados experimentais, em relação à

amostra sem adição de goma. Diaz et al. (2004)

afirmam que a goma xantana apresenta altos

níveis de pseudoplasticidade e estabilidade

frente a variações de temperatura.

Para uma velocidade de rotação fixa, a

viscosidade aparente diminui à medida que

eleva-se a temperatura. Esse comportamento é

comum para polpas e sucos de frutas, uma vez

que a maioria destes produtos apresenta-se na

forma de sólidos dispersos em meio líquido e

um aumento da temperatura ocasiona uma

diminuição da viscosidade da fase fluida,

aumentando a mobilidade das partículas em

suspensão, diminuindo a viscosidade destes

produtos (Ferreira, 2008).

As médias gerais de viscosidade

aparente para cada concentração A1, A10 e

A15 foram 1184,019; 1322,094 e 1423,589

mPa.s, respectivamente, elevando-se de acordo

com o teor de goma xantana. Segundo Souza

(2009) a utilização de hidrocolóides como

espessantes em bebidas proporciona o aumento

da viscosidade da fase dispersante. A goma

eleva a viscosidade da fase contínua, criando

forças de resistência que evitam o deslocamento

das partículas. Souza (2009) relata que as

operações de bombeamento na fase de

produção do alimento são facilitadas pela

pseudoplasticidade fazendo com que produtos

como, por exemplo, coberturas para saladas

fluam com facilidade de um frasco ou garrafa.

O modelo de Arrhenius (Equação 1) foi

aplicado por meio de regressão linear para

delinear o comportamento da polpa de pinha

diluída com ou sem adição de goma xantana.

Na Tabela 4 estão contidos os

parâmetros ηo (constante), Ea (energia de

ativação) e R2

(coeficiente de determinação),

obtidos através do ajuste dos dados

experimentais da viscosidade aparente em

função do inverso da temperatura.

Os valores da energia de ativação

indicam a sensibilidade da viscosidade aparente

sob a alteração da temperatura, ou seja, quanto

maior for o valor da energia de ativação, mais

sensível torna-se a viscosidade da amostra à

mudança da temperatura.

Através da energia de ativação, é

possível avaliar o efeito da temperatura sobre os

parâmetros reológicos do fluido, de modo que

quanto maior for o valor de Ea, maior será a

influência da temperatura (Sato & Cunha,

2007). Segundo Ferreira (2008), a 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.

Mediante aos parâmetros apresentados

por meio da equação de Arrhenius, observa-se

que houve bom ajuste ao modelo, comprovado

pelos valores elevados de R2 obtidos para as 3

amostras estudadas.Os valores de energia de

ativação foram inferiores para as amostras

adicionadas de goma xantana (A10 e A15), e

superiores aos valores encontrados por Ferreira

(2008) em amostra de polpa de cupuaçu

adicionado de 0,3; 0,7 e 1% de goma xantana.

Tabela 4. Parâmetros da equação de Arrhenius para a amostra A1, A10 e A15.



Amostra

Velocidade

de rotação

(rpm)

η0

(mPa.s)

Ea (kJ/g

mol) R

2

A1

6 3,49 11,16 0,96

12 1,67 14,42 0,97

20 0,58 16,30 0,96

30 0,34 16,33 0,95

50 0,74 14,58 0,93

60 1,46 12,52 0,89

100 3,73 6,04 0,76

A10

6 5,51 6,35 0,97

12 5,43 5,46 0,97

20 5,29 4,91 0,99

30 5,51 3,60 0,91

50 4,93 4,07 0,97

60 4,97 3,59 0,86

100 4,19 4,63 0,92

A15

6 4,97 7,95 0,96

12 4,66 7,55 0,94

20 4,38 7,30 0,95

30 3,91 7,70 0,92

50 3,24 8,41 0,94

60 3,28 7,97 0,91

100 2,52 8,96 0,90

Resultados semelhantes ao da

concentração A1 foram encontrados por

Miranda et al. (2011) ao analisarem polpa de

graviola com 12°Brix com energia de ativação

entre 9,52 e 14,61 kJ g-1

mol-1

.

A presença de goma na polpa indica

menor efeito da temperatura sobre a

viscosidade, evidenciado pela diferença da

energia de ativação na polpa sem e com adição

de goma. Fato o qual pode ser explicado de

forma que, o aumento da concentração,

aumenta consequentemente, a interação

polímero-polímero, inibindo assim a hidratação

molecular com posterior redução da

desagregação dos polímeros, contribuindo para

que a viscosidade seja menos sensível à

temperatura (Ferreira, 2008). Embora a

literatura retratar que a presença de goma indica

menor sensibilidade da amostra em relação à

temperatura, no presente trabalho a amostra

A15 apresentou maiores valores de energia de

ativação em relação à amostra A10, indicando

maior sensibilidade a temperatura. Este fato

pode ter ocorrido devido à saturação do meio,

isto é, a elevação da concentração de goma na

solução não influencia na diminuição da

energia de ativação em concentrações maiores

que 0,10%, não apresentando o resultado

esperado.

A Figura 4 mostra a representação

gráfica, obtidas através da aplicação do modelo

de Arrhenius. Nota-se a tendência de declínio

da viscosidade aparente com a elevação da

temperatura, conforme a equação de Arrhenius,

o que está de acordo com os resultados

encontrados por Faraoni et al. (2013) ao estudar

as propriedades reológicas de sucos mistos de

manga, goiaba e acerola adicionados de

fitoquímicos.



Figura 4. Viscosidades aparentes das amostras A1, A10 e A15 em função do inverso da temperatura

nas velocidades de rotação de 6 a 100 rpm.



CONCLUSÕES

A polpa de pinha diluída com e sem adição

de hidrocolóide classificou-se como um fluido

não newtoniano, apresentando comportamento

pseudoplástico independente do tempo. As

amostras adicionadas de goma (A10 e A15)

obtiveram menores variações de viscosidades

aparentes e consequentemente maior

estabilidade quando comparadas com a amostra

sem adição de goma, mediante as mesmas

condições.

A viscosidade aparente foi correlacionada

satisfatoriamente em função do inverso da

temperatura, mediante a equação de Arrhenius,

sendo que a amostra sem adição de goma

xantana (A1) foi a mais afetada pela influência

da temperatura, com maiores valores de energia

de ativação (Ea).

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