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Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016 195 ISSN: 1517-8595 COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE FORMULAÇÕES PARA A ELABORAÇÃO DE DOCE DE CORTE DE UMBU Renata Duarte Almeida 1 , Maria Elita Martins Duarte 2 , Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti-Mata 2 , Hugo Miguel Lisboa Oliveira 3 , Rafaela Duarte Almeida 4 , Anna Sylvia R. Rangel Moreira Cavalcanti 5 RESUMO O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento reológico da formulação I e formulação II para a elaboração do doce de corte de umbu nas temperaturas de 5, 10, 15, 20 e 25°C, aplicar os modelos reológicos de Casson, Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk e Ostwald-de-Waelle (Lei da Potência) e identificar qual o que melhor descreve o comportamento reológico das formulações. Utilizou-se para determinação do estudo reológico das formulações do doce de corte, um viscosímetro Brookfield modelo DV II + Pro. As leituras dos valores de viscosidade aparente e porcentagem de torque de cada amostra nas seguintes temperaturas: 5,10, 15, 20, 25°C foram realizadas em diferentes velocidades de rotações. Dentre os modelos verificados, os de Herschel-Bulkley e Mizrahi-Berk apresentaram os melhores ajustes para as formulações, os maiores coeficientes de determinação (R 2 ), sendo todos superiores a 0,98 e desvios quadrados médios inferiores a 0,34. As formulações para a elaboração de doce de corte de umbu apresentaram caráter não newtoniano e comportamento pseudoplástico. Palavras-chave: Spondias tuberosa Arruda Câmara, viscosidade, modelos reológicos RHEOLOGICAL BEHAVIOUR OF DIFFERENT FORMULATIONS OF UMBU DENSE JAM ABSTRACT The objective of the present work was to study the rheological behavior of formulation I and formulation II to elaborate dense jams from Umbu at temperatures of 5, 10, 15, 20, 25ºC, and applying rheological models of Casson, Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk and Ostwald-de- Waelle (Power Law) and identifying which better describes the rheological behavior of both formulations. The rheological behavior of the umbu dense jam was determined using a Brookfield Viscometer DV II + Pro. The dynamic viscosity and the percentage of shear stress were determined by applying temperatures of 5, 10, 15, 20, and 25ºC in combination with increasing shear strains. From the applied models, Herschel-Bulkley and Mizrahi-Nerk presented a better fit to both formulations and higher coefficient of determination (R 2 ), being all superior to 0.98 and an average square deviation below 0.34. A non-newtonian and a pseudo- plastic behavior was presented by both formulations of Umbu dense jams. Keywords: Spondias tuberosa Arruda Câmara, viscosity, rheological behavior Proponente 17 2015 11 de 20/02/2015 1 Mestre em Engenheira Agrícola, Unidade Acadêmica de Engenharia de Alimentos, UFCG, Campina Grande, PB, E-mail: [email protected] 2 Professor Titular da Unidade Acadêmica de Engenharia de Alimentos, UFCG, Rua Aprígio Veloso, 882 – Bodocongó. 58.109-900, Campina Grande, PB. E-mail: [email protected]; [email protected] . 3 Professor da Unidade Acadêmica de Engenharia de Alimentos, UFCG, Rua Aprígio Veloso, 882 – Bodocongó. 58.109-900, Campina Grande, PB. E-mail: [email protected] 4 Industrial Design, Departamento de Design, UFCG, Campina Grande, PB, E-mail: [email protected] 5 Profa. Dra. em Engenharia de Materiais, Faculdade Rebouças, Campina Grande, E-mail: [email protected]

COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE FORMULAÇÕES PARA A …deag.ufcg.edu.br/rbpa//rev182/rev18210.pdf · Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de

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Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016 195 ISSN: 1517-8595

COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE FORMULAÇÕES PARA A ELABORAÇÃO

DE DOCE DE CORTE DE UMBU

Renata Duarte Almeida1, Maria Elita Martins Duarte

2, Mario Eduardo Rangel

Moreira Cavalcanti-Mata2, Hugo Miguel Lisboa Oliveira

3, Rafaela Duarte Almeida

4,

Anna Sylvia R. Rangel Moreira Cavalcanti5

RESUMO

O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento reológico da formulação I e formulação

II para a elaboração do doce de corte de umbu nas temperaturas de 5, 10, 15, 20 e 25°C, aplicar

os modelos reológicos de Casson, Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk e Ostwald-de-Waelle (Lei da

Potência) e identificar qual o que melhor descreve o comportamento reológico das formulações.

Utilizou-se para determinação do estudo reológico das formulações do doce de corte, um

viscosímetro Brookfield modelo DV II + Pro. As leituras dos valores de viscosidade aparente e

porcentagem de torque de cada amostra nas seguintes temperaturas: 5,10, 15, 20, 25°C foram

realizadas em diferentes velocidades de rotações. Dentre os modelos verificados, os de

Herschel-Bulkley e Mizrahi-Berk apresentaram os melhores ajustes para as formulações, os

maiores coeficientes de determinação (R2), sendo todos superiores a 0,98 e desvios quadrados

médios inferiores a 0,34. As formulações para a elaboração de doce de corte de umbu

apresentaram caráter não newtoniano e comportamento pseudoplástico.

Palavras-chave: Spondias tuberosa Arruda Câmara, viscosidade, modelos reológicos

RHEOLOGICAL BEHAVIOUR OF DIFFERENT FORMULATIONS OF UMBU

DENSE JAM

ABSTRACT

The objective of the present work was to study the rheological behavior of formulation I and

formulation II to elaborate dense jams from Umbu at temperatures of 5, 10, 15, 20, 25ºC, and

applying rheological models of Casson, Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk and Ostwald-de-

Waelle (Power Law) and identifying which better describes the rheological behavior of both

formulations. The rheological behavior of the umbu dense jam was determined using a

Brookfield Viscometer DV II + Pro. The dynamic viscosity and the percentage of shear stress

were determined by applying temperatures of 5, 10, 15, 20, and 25ºC in combination with

increasing shear strains. From the applied models, Herschel-Bulkley and Mizrahi-Nerk

presented a better fit to both formulations and higher coefficient of determination (R2), being all

superior to 0.98 and an average square deviation below 0.34. A non-newtonian and a pseudo-

plastic behavior was presented by both formulations of Umbu dense jams.

Keywords: Spondias tuberosa Arruda Câmara, viscosity, rheological behavior

Proponente 17 2015 11 de 20/02/2015 1 Mestre em Engenheira Agrícola, Unidade Acadêmica de Engenharia de Alimentos, UFCG, Campina Grande, PB, E-mail:

[email protected] 2 Professor Titular da Unidade Acadêmica de Engenharia de Alimentos, UFCG, Rua Aprígio Veloso, 882 – Bodocongó.

58.109-900, Campina Grande, PB. E-mail: [email protected]; [email protected] . 3 Professor da Unidade Acadêmica de Engenharia de Alimentos, UFCG, Rua Aprígio Veloso, 882 – Bodocongó. 58.109-900,

Campina Grande, PB. E-mail: [email protected] 4 Industrial Design, Departamento de Design, UFCG, Campina Grande, PB, E-mail: [email protected] 5 Profa. Dra. em Engenharia de Materiais, Faculdade Rebouças, Campina Grande, E-mail: [email protected]

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196 Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

INTRODUÇÃO

Uma das frutas muito consumida pela

população no semiárido brasileiro é o umbu,

fruto do umbuzeiro ou imbuzeiro Spondias

tuberosa Arruda Câmara, produto

nutricionalmente importante e se constitui,

também, em uma fonte de renda para as

famílias dos agricultores da região semi-árida

do Nordeste. Atualmente os frutos do

umbuzeiro têm ganhado espaço nos mercados

nacional e internacional, pois, além de

apresentarem sabor agradável e aroma peculiar,

são ricos em fonte de compostos bioativos e seu

consumo pode contribuir substancialmente na

dieta (Almeida et al., 2011; Rufino et al., 2010;

Silva et al., 2012; Tiburski et al., 2011).

Como outras frutas, o umbu está sujeito

aos efeitos da sazonalidade e perecibilidade. Na

época de safra, entre os meses de dezembro e

março há fartura de frutos e, durante a colheita,

ocorre perda considerável do fruto maduro, uma

vez colhida e em condições ambientais de

preservação, se preserva por dois a três dias.

Dessa forma, o desenvolvimento de tecnologias

visando estabelecer condições que retardem o

amadurecimento e a senescência, mantendo a

qualidade e prolongando a vida útil durante o

armazenamento do umbu é necessário, tendo

em vista o potencial socioeconômico desse

fruto.

Uma das melhores soluções que os

agricultores da região possuem para reduzir as

perdas pós-colheita é a realização do seu

processamento. De acordo com Santos et al.

(2012), o uso da tecnologia de alimentos na

fabricação de novos produtos, como geléia,

doce de corte, pode ser uma alternativa viável

para o processamento, aproveitamento e

consumo de frutos, além de apresentar enorme

relevância para indústria e sociedade em geral,

tornando-se uma escolha viável para resolver o

problema do descarte dos frutos, além de

agregar valor comercial.

Na fabricação de produtos derivados de

frutas, durante o processamento de polpas,

frequentemente utilizam-se tratamentos

térmicos e/ou resfriamento, o que faz com que o

estudo da influência da temperatura sobre o

comportamento reológico destes produtos seja

de grande importância (Sato e Cunha 2007).

Bezerra et al. (2009) relataram que, 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).

O estudo do comportamento reológico

ajuda a uma melhor compreensão da

organização estrutural dos alimentos, assim, a

reologia é definida como a ciência da

deformação de objetos sob a influência de

forças aplicadas, ou estudo da mobilidade dos

fluidos, ou ainda, estudo da mecânica da

deformação permanente ou temporária dos

materiais sólidos e líquidos (Fellows, 2006).

Na indústria alimentícia, a reologia

possui fundamental importância, como medidas

reológicas de fluxo sob variações de

temperatura, pressão e concentração influem

diretamente no dimensionamento de bombas,

tubulações e na otimização de todo o processo

(Santos, 2013). Os modelos reológicos

aplicados aos dados experimentais são

utilizados para representar matematicamente a

relação que existente entre os valores da tensão

de cisalhamento e a taxa de deformação, para

um determinado fluido e assim permitir o

tratamento analítico do escoamento desses

materiais (Branco, 2001).

Este trabalho foi realizado com o

objetivo de estudar o comportamento reológico

de duas formulações para a elaboração do doce

de corte de umbu nas temperaturas de 5, 10, 15,

20 e 25°C, aplicar os modelos reológicos e

identificar qual o melhor modelo que descreve

o comportamento reológico das formulações.

MATERIAL E MÉTODOS

Este trabalho foi desenvolvido no

Laboratório de Engenharia de Alimentos

(LEA), da Universidade Federal de Campina

Grande (UFCG), Campina Grande, Paraíba.

Matéria-prima

Foram utilizados frutos de umbu

(Spondias tuberosa Arruda Câmara),

adquiridas no sítio Lucas pertencente ao

município em que foi realizada a pesquisa,

açúcar cristal e leite integral de uma marca

comercial adquiridos no mercado local.

Os frutos foram recepcionados no

laboratório, selecionados manualmente com o

objetivo de separar os umbus maduros e verdes

ou qualquer tipo de injúria, em seguida, foram

lavados em água corrente para a retirada de

sujidades aderidas à casca, posteriormente

foram sanitizados com solução de hipoclorito

de sódio a 50 ppm por 15 minutos, enxaguados

em água corrente para a retirada do excesso da

solução. Os frutos depois de higienizados foram

cozidos em água durante 5 minutos após

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Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al 197

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

fervura, em seguida foi realizada a extração da

polpa de forma manual, com o auxílio de uma

peneira de malha de 2,5 mm de diâmetro, a

massa obtida foi homogeneizada em um

liquidificador com 600 W de potência por cerca

de 10 minutos, por fim foram realizadas as

formulações, porcentagens das formulações

para a elaboração do doce de corte encontram-

se na Tabela 01.

Tabela 01: Porcentagens das formulações do doce de corte.

Formulação Polpa (%) Leite (%) Açúcar (%)

I 33,3 33,3 33,3

II 50 - 50

Análises reológicas

Utilizou-se para determinação do

estudo reológico das formulações do doce, um

viscosímetro Brookfield modelo DV II + Pro.

As leituras dos valores de viscosidade aparente

e porcentagem de torque de cada amostra nas

seguintes temperaturas: 5,10, 15, 20, 25°C

foram realizadas em diferentes velocidades de

rotações: 50, 60, 70, 75, 80, 90, 100, 105, 120,

135, 140, 150, 160, 180 e 200 rpm.

Os dados de velocidade de rotação,

viscosidade aparente e torque obtidos no

viscosímetro, foram utilizados para obtenção

das medidas reológicas (tensão de cisalhamento

e taxa de deformação) seguindo-se a

metodologia de Mitschka (1982).

Modelos reológicos

Os valores experimentais de tensão de

cisalhamento e da taxa de deformação foram

ajustados pelos modelos reológicos de Casson,

Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk e Ostwald-de-

Waelle (Lei da Potência), apresentados na

Tabela 02. A realização do ajuste dos modelos

matemáticos aos dados experimentais será

aplicado à análise de regressão não linear, pelo

método Quasi-Newton, a partir do software

Statística 8.0.

Tabela 2: Modelos matemáticos usados para representação dos dados reológicos.

Modelos Equações

Casson (𝜏)0,5 = 𝐾0,𝑐 + 𝐾𝑐(𝛾)̇ 0,5

Herschel-Bulkley 𝜏 = 𝐾0,ℎ𝑏 + 𝐾ℎ𝑏(𝛾)̇ 𝑛ℎ𝑏

Mizrahi-Berk (τ)0,5

= K0,mb+Kmb(γ)̇ nmb

Ostwald-de-Waele 𝜏 = 𝐾𝑙𝑝(𝛾)̇ 𝑛𝑙𝑝

Em que: τ é a tensão de cisalhamento; ẏ

é a taxa de deformação; Klp, Khb, Kmb e Kc são

os índices de consistência; K0,hb, K0,mb e K0,c

são constantes dos modelos e nlp, nhb e nmb são

os índices de comportamento reológico.

Análise dos dados reológicos

Para a definição do melhor ajuste foram

analisados os coeficientes de determinação

(R2) e os desvios quadrados médios (DQM).

𝐷𝑄𝑀 = √∑(𝑅𝑋𝑒𝑥𝑝 − 𝑅𝑋𝑝𝑟𝑒𝑑)

2

𝑛

em que,

𝐷𝑄𝑀= Desvio quadrático médio,

𝑅𝑋𝑒𝑥𝑝 = Razão de teor de água experimental,

𝑅𝑋𝑝𝑟𝑒𝑑= Razão de teor de água predito pelo

modelo

𝑛= Número de dados observados,

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Nas Tabelas 03 e 04 estão apresentados

os parâmetros dos modelos reológicos de

Casson, Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk e

Ostwald-de-Waele (Lei da potência), ajustados

à caracterização reológica das formulações I e

II, para a elaboração do doce de corte em cada

temperatura estudada, com os respectivos

coeficientes de determinação (R2) e os desvios

quadrados médios (DQM).

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198 Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

Tabela 03: Parâmetros, coeficientes de determinação (R2) e desvios quadrados médios (DQM) dos

modelos reológicos ajustados aos gráficos da formulação I para a elaboração do doce de corte.

Parâmetros

Modelo Temp. (°C) 𝐊𝟎,𝐜 𝐊𝐜 R2 (%) DQM

Casson

5 9,656088 0,086606 98,30 0,28738

10 9,254835 0,081699 98,63 0,24555

15 9,322298 0,067453 97,26 0,31505

20 9,472204 0,055430 96,85 0,28835

25 9,473733 0,043428 96,69 0,25661

𝐊𝟎,𝐡𝐛 𝐊𝐡𝐛 𝐧𝐡𝐛 R2 (%) DQM

Herschel-

Bulkley

5 -2,55894 4,966785 0,310311 99,92 0,06362

10 2,232830 2,122067 0,426070 99,68 0,11864

15 -6,61888 7,929649 0,228639 99,12 0,17870

20 -7,20730 9,105739 0,194527 99,04 0,17519

25 -2,93530 6,153316 0,219427 98,80 0,17453

K0,mb Kmb nmb R2 (%) DQM

Mizrahi

& Berk

5 -2,55894 4,966785 0,310311 99,92 0,06362

10 2,232830 2,122067 0,426070 99,68 0,11864

15 -6,61888 7,929649 0,228639 99,12 0,17870

20 -7,20730 9,105739 0,194527 99,04 0,17519

25 -2,93530 6,153316 0,219427 98,80 0,17453

𝐊𝐥𝐩 nlp R2 (%) DQM

Ostwald-

de-Waele

5 4,043342 0,362569 99,91 0,06728

10 3,821840 0,360495 99,66 0,12132

15 3,425927 0,336127 98,84 0,18256

20 3,425083 0,298216 98,47 0,17782

25 3,292010 0,269069 98,46 0,17497

Observa-se na Tabela 3 que para todos os

modelos reológicos, os coeficientes de

determinação (R2) foram superiores a 0,90 e os

desvios quadrados médios menores que 0,5.

Dentre os modelos verificados, os modelos de

Herschel-Bulkley e Mizrahi-Berk apresentaram

ajustes semelhantes e também foram os

melhores para a formulação I, os coeficientes

de determinação (R2) dos dois melhores foram

todos superiores a 0,98 e desvios médio

quadrado inferiores a 0,32.

Fernandes et al. (2008), ao trabalharem

com polpa de umbu cajá em função da

concentração de maltodextrina de 2,5; 5; e

7,5%, nas temperaturas de 10, 20, 30 40 e 50

ºC, obtiveram os melhores ajustes com o

modelo de Mizrahi-Berk, com coeficientes de

determinação (R2 ) superiores a 0,91. Silva et

al. (2012) ao estudarem o comportamento

reológico de bebidas mistas de cajá e manga

adicionadas de prebióticos à temperatura de

25ºC, observaram os maiores valores de

coeficiente de determinação para os modelos de

Herschel-Bulkley e Mizrahi-Berk, superiores a

0,91.

Na Tabela 4 são apresentados os

parâmetros dos modelos reológicos de Casson,

Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk e Ostwald-de-

Waele (Lei da potência), ajustadas às

características reológicas da formulação II, para

a elaboração do doce de corte em cada

temperatura estudada, com os respectivos

coeficientes de determinação (R2) e os desvios

quadrados médios (DQM).

Dentre os modelos verificados, os

modelos de Herschel-Bulkley e Mizrahi-Berk

apresentaram ajustes semelhantes e foram os

melhores para a formulação formulações II,

com os maiores coeficientes de determinação

(R2) todos superiores a 0,99 e desvios médio

quadrado inferiores a 0,34.

Sousa et al. (2014), trabalhando com

polpa de pequi com diferentes teores de sólidos

solúveis totais (6, 8, 10 e 12°Brix) e diferentes

temperaturas (25, 30, 35, 40, 45 e 50 °C)

ajustaram o modelo de Mizrahi-Berk ao

reograma e encontraram coeficiente de

determinação maiores que 0,93. Silva et al.

(2012), analisaram o comportamento reológico

de bebidas mistas de cajá e manga, adicionadas

de inulina e frutoligossacarídeos e constataram

que o modelo de Herschel-Buckley foi o que

melhor se ajustou para o estudo, com

coeficientes de determinação maiores que 0,93 .

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Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al 199

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

Tabela 04: Parâmetros, coeficientes de determinação (R2) e desvios quadrados médios (DQM) dos

modelos reológicos ajustados aos gráficos da formulação II para a elaboração do doce de corte.

Parâmetros

Modelo Temp. (°C) 𝐊𝟎,𝐜 𝐊𝐜 R2 (%) DQM

Casson

5 13,43732 0,113710 99,02 0,29305

10 12,35065 0,094767 98,26 0,33606

15 11,62248 0,078839 98,82 0,24078

20 11,17383 0,075927 99,53 0,14601

25 10,61103 0,072805 98,86 0,21609

𝐊𝟎,𝐡𝐛 𝐊𝐡𝐛 𝐧𝐡𝐛 R2 (%) DQM

Herschel-

Bulkley

5 5,906288 1,927048 0,494926 99,85 0,11408

10 -2,37606 6,032943 0,301365 99,87 0,09124

15 6,202291 1,311675 0,503747 99,59 0,14208

20 8,655638 0,448776 0,676997 99,87 0,07731

25 5,075444 1,427581 0,477107 99,83 0,08335

K0,mb Kmb nmb R2 (%) DQM

Mizrahi &

Berk

5 5,906288 1,927048 0,494926 99,85 0,11408

10 -2,37606 6,032943 0,301365 99,87 0,09124

15 6,202291 1,311675 0,503747 99,59 0,14208

20 8,655638 0,448776 0,676997 99,87 0,07731

25 5,075444 1,427581 0,477107 99,83 0,08335

𝐊𝐥𝐩 nlp R2 (%) DQM

Ostwald-

de-Waele

5 4,818981 0,354872 99,78 0,13772

10 4,563288 0,339564 99,84 0,09304

15 4,445151 0,322789 99,48 0,16001

20 4,278949 0,321641 99,43 0,16028

25 4,053544 0,321472 99,74 0,10306

Nas Tabelas 03 e 04 observa-se que o (n)

índice de comportamento, foi inferior a 1 para

todas as amostras, caracterizando, dessa forma,

um fluido não-newtoniano com comportamento

pseudoplástico ou seja, a viscosidade diminui

com o aumento da taxa de deformação do

fluido. O mesmo comportamento reológico foi

observado por Silva (2015) ao avaliarem o

comportamento reológico da polpa de umbu nas

temperaturas de 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 e

80ºC e da geléia de umbu a 20ºC. O caráter

pseudoplástico também é típico de sucos e

polpas de frutas, sendo observado em polpas de

acerola, caju, manga e jabuticaba (Sato e

Cunha, 2007; Silva et al., 2012). Observa-se

ainda que, enquanto os modelos de Casson e

Ostwald-de-Waele apresentaram queda nos

valores de índice de consistência, os modelos

de Herschel-Bulkley e Mizrahi-Berk não

apresentaram uma tendência definida com o

aumento da temperatura.

Os parâmetros com valores negativos

K0,hb, K0,mb da formulação I nas temperaturas de

5, 15, 20 e 25ºC não apresentam significado

físico, perante aos modelos de Herschel-

Bulkley e Mizrahi-Berk. O mesmo

comportamento foi apresentado para a

formulação II na temperatura de 10ºC. Valores

negativos de K0,hb também foram encontrados

por Gazola (2014), para o estudo de polpa de

pitanga.

Nas Figuras 01 a 08, estão plotados os

resultados experimentais de tensão de

cisalhamento versus taxa de deformação das

duas formulações estudadas para a elaboração

do doce de corte de umbu nas temperaturas de

5, 10, 15, 20 e 25°C, ajustadas aos modelos

reológicos. Verifica-se nas formulações

estudadas, que para uma tensão de cisalhamento

fixa a taxa de deformação diminui com o

aumento da temperatura, confirmando o caráter

não newtoniano e comportamento

pseudoplástico das formulações.

Vários autores estudaram a influência da

temperatura sobre o comportamento reológico

de polpa de frutas, dentre eles, Branco e

Gasparetto (2003) estudaram o comportamento

reológico da mistura ternária de polpa de manga

e sucos de laranja e cenoura, nas temperaturas

de 10 e 60ºC e Faraoni et al. (2013) que

avaliaram o comportamento reológico dos

sucos mistos de manga, goiaba e acerola,

adicionados de fitoquímicos, em sete

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200 Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

temperaturas (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70 °C), e o efeito da temperatura na viscosidade aparente.

Figura 1- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação I do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Casson.

Figura 2- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação II do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Casson.

Casson

20 40 60 80 100 120 140 160

Taxa de deformação (s-1

)

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

Casson

20 40 60 80 100 120 140

Taxa de deformação (s-1

)

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

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Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al 201

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

Figura 3- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação I do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Herschel-Bulkley.

Figura 4- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação II do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Herschel-Bulkley.

Herschel-Bulkley

20 40 60 80 100 120 140 160

Taxa de deformação (s-1

)

8

10

12

14

16

18

20

22

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

Herschel-Bulkley

20 40 60 80 100 120 140

Taxa de deformação (s-1

)

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

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202 Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

Figura 5- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação I do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Mizrahi & Berk.

Figura 6- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação II do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Mizrahi & Berk.

Mizrahi & Berk

20 40 60 80 100 120 140 160

Taxa de deformação (s-1

)

8

10

12

14

16

18

20

22

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

Mizrahi & Berk

20 40 60 80 100 120 140

Taxa de deformação (s-1

)

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

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Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al 203

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

Figura 7- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação I do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Ostwald-de-Waele.

Figura 8- Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação da Formulação II do doce de

umbu, descrita pelo modelo de Ostwald-de-Waele.

CONCLUSÕES

Por meio da análise dos resultados,

pode-se concluir que os modelos reológicos de

Herschel-Bulkley e Mizrahi-Berk foram os que

apresentaram os melhores ajustes para as

formulações I e II com coeficientes de

determinação (R2) superiores a 0,98 e desvios

quadrados médios inferiores a 0,34.

As formulações para a elaboração de

doce de corte de umbu apresentaram caráter não

newtoniano e comportamento pseudoplástico

visto que viscosidade diminui com o aumento

da temperatura.

Ostwald-de-Waele

20 40 60 80 100 120 140 160

Taxa de deformação (s-1

)

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

Ostwald de Waele

20 40 60 80 100 120 140

Taxa de deformação (s-1

)

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Ten

são

de

cisa

lha

men

to (

mP

a)

5ºC

10ºC

15ºC

20ºC

25ºC

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204 Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Almeida, M.M.B.; Sousa, P.H.M.; Arriaga,

A.m.c.; Prado, G.M.; Magalhães, C.E.C.;

Maia, G.A.; Lemos, T.L.G. Bioactive

compounds and antioxidant activity of fresh

exotic fruits from Northeastern Brazil. Food

Research International, v. 44, n. 7, p.

2155- 2159, 2011.

Bezerra, J.R.M.V.; Rigo, M.; Demczuk Junior,

B.; Córdova, K.R.V. Estudo do efeito da

temperatura nas propriedades reológicas da

polpa de morango (Fragaria ananassa).

Ambiência, v.5 n.1 p.37-47, 2009.

Branco, I. G. Estudo do comportamento

reológico de misturas ternárias com sucos

de manga, laranja e cenoura. 163f. Tese

(Doutorado em Engenharia de Alimentos).

Faculdade de Engenharia de Alimentos,

UNICAMP, Campinas. São Paulo, 2001.

Branco, I.G. Gasparetto, C.A., Aplicação da

Metodologia de Superfície de Resposta para

o Estudo do Efeito da Temperatura sobre o

Comportamento Reológico de Misturas

Ternárias de Polpa de Manga e Sucos de

Laranja e Cenoura. Ciência e Tecnologia de

Alimentos, v.23, n.23, p. 166-171, 2003.

Faraoni, A.S., Ramos, A.M., Guedes, D.B.,

Moacir, M.R., Pinto, R. Propriedades

reológicas de sucos mistos de manga, goiaba

e acerola adicionados de

fitoquímicos. Brazilian Journal of Food

Technology, v.16, p. 21-28, 2013.

Fellows, P. J. Tecnologia do processamento

de alimentos: princípios e prática. 2 ed.,

430 p., Porto Alegre: Artmed, 2006.

Fernandes, T.K.S.; Figueirêdo, R.M.F.;

Queiroz, A.J.M.; Melo, K.S.; Bezerra,

M.C.T. Estudo do comportamento reológico

da polpa de umbu-cajá em função da

concentração de maltodextrina. Revista

Brasileira de Produtos Agroindustriais,

Campina Grande, v.10, n.2, p.171-180,

2008.

Gazola, M.B. Caracterização de polpas de

bebidas à base de extrato hidrossolúvel de

soja, amora, pitanga, mirtilo – análises

reológicas, fitoquímicas, físico-químicas,

microbiológicas e sensoriais. 214f.

Dissertação (Mestrado em Tecnologia de

Processos Químicos e Bioquímicos),

Universidade Tecnológica Federal do

Paraná. Pato Branco, 2014.

Mitschka, P. Simple conversion of brookfield

RVT: readings into viscosity functions,

1982.

Rufino, M.S.M; Alves, R.E.; Brito, E.S.;

Juménez, J.P.; Calixto, F.S.; Mancini Filho,

J.; Bioactive compounds and antioxidante

capacities of 18 non-traditional tropical

fruits from Brazil. Food Chemistry, v. 121,

n. 4, p. 996-1002, 2010.

Santos P.R.G., Cardoso, L.M., Bedetti, S.F.,

Hamaceck, F.R., Moreira A.V.B., Martino

H.S.D., Pinheiro- Sant’ana, H.M. Geleia de

cagaita (Eugenia dysenterica DC.):

desenvolvimento, caracterização

microbiológica, sensorial, química e estudo

da estabilidade. Revista do Instituto Adolfo

Lutz, v.71, 281-90, 2012.

Santos, P.H. Influência da temperatura e da

concentração de sólidos solúveis no

comportamento reológico de polpas de

jambo-vermelho com casca, cupuaçu e

suas misturas. 120f. Dissertação (Mestrado

em Engenharia de Alimentos), Universidade

Federal de Santa Catarina, Florianópolis,

2013.

Sato, A.C.K.; Cunha, R.L. Influência da

temperatura no comportamento reológico da

polpa de jabuticaba. Ciência e Tecnologia

de Alimentos, v. 27, n. 4, p. 890-896, 2007.

Silva, L.M.M.; Maia, G.A.; Figueiredo, R.W.F.;

Ramos, A. M.; Gonzaga, M.L.C.; Lima, A.

S. Comportamento reológico de bebidas

mistas de cajá e manga adicionadas de

prebióticos. B.CEPPA, Curitiba, v. 30, n. 1,

2012.

Silva, L.M.R.; Maia, G.A.; Figueiredo, R.W.;

Ramos, A.M.; Holanda, D.K.R.; Vieira,

N.M. Ajuste dos parâmetros reológicos de

polpas de acerola, caju e manga em função

da temperatura: Modelos de Ostwald-de-

Waele, Herschel-Buckley e Casson. Revista

Brasileira de Produtos Agroindustriais, v.

14, n. 1, p. 37-49, 2012.

Silva, L.M.R.; Lima, A.S.; Maia, G.A.;

Figueiredo, R.W.; Sousa, P.H.M.; Lima,

Page 11: COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE FORMULAÇÕES PARA A …deag.ufcg.edu.br/rbpa//rev182/rev18210.pdf · Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de

Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de umbu Almeida et al 205

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.195-205, 2016

J.S.S. Desenvolvimento de néctares mistos à

base de manga e cajá enriquecidos com

frutooligossacarídeos ou inulina.

Alimentação e Nutrição, v. 22, n. 1, p. 149-

154, 2012.

Sousa, E.P.de; Queiroz, A.J.M.de; Lemos, D.M.

Comportamento reológico e efeito da

temperatura da polpa de pequi em diferentes

concentrações. Brazilian Journal of Food

Technology, v.17, n.3, p.226-235, 2014.

Silva, L.M.M..; Santos, A.R.L.; Silva, C.N.;

Souza, J.A.R.; Arguello, V. M. Estudo do

comportamento reológico da polpa e da

geléia de umbu (spondias tuberosa arr.).

Revista Brasileira de Produtos

Agroindustriais, Campina Grande, v.17,

n.4, p.349-358, 2015.

Silva, F.V.G.D., Silva,S.D.M., Silva, G. C.D.,

Mendonça, R.M.N., Alves, R.E., Dantas,

A.L. Bioactive compounds and antioxidant

activity in fruits of clone and ungrafted

genotypes of yellow mombin tree. Ciência e

Tecnologia de Alimentos, v. 32, n. 4, p.

639-646, 2012.

Tiburski, J. H. et al. Nutritional properties of

yellow mombin (Spondias mombin L.) pulp.

Food Rosearch International, v. 44, n. 7,

p. 2326-2331, 2011.

Page 12: COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE FORMULAÇÕES PARA A …deag.ufcg.edu.br/rbpa//rev182/rev18210.pdf · Comportamento reológico de formulações para a elaboração de doce de corte de

206

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.18, n.2, p.206, 2016