ÁREA: Alimentos
TÍTULO: COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE FARINHA MISTA EXTRUSADA DE BAGAÇO DE JABUTICABA/ARROZ
AUTORES: ASCHERI, D. P. R. (UNUCET/UEG) ; SILVA, P. H. X. F. (UNUCET/UEG) ; ASCHERI, J. L. R. (CTA/EMBRAPA)
RESUMO: Avaliou-se o comportamento reológico de uma farinha mista extrusada de bagaço de jabuticaba e arroz através de viscosímetro Brookfield DVII+, nas temperaturas de 25, 30, 40 e 50°C. Os resultados foram ajustados pelos modelos de Newton, Oswald-de-Walle e Herschel-Bulkley nas deformações entre 2,64-66,0 s−1. O modelo de Herschel-Bulkley melhor se ajustou aos dados experimentais. As amostras apresentaram comportamento pseudoplástico em todas as temperaturas analisadas. O efeito da temperatura sobre o índice de consistência do modelo de Herschel-Bulkley foi representado por uma equação linear e o índice de comportamento de fluxo por uma equação do tipo Arrhenius, aumentando o índice de consistência com o aumento da temperatura e diminuindo o índice de comportamento de fluxo com o aquecimento.
PALAVRAS CHAVES: reologia, extrusão termoplástica, farinha.
INTRODUÇÃO: A jabuticaba apresenta reconhecido valor nutricional. Atualmente vem sendo explorada para a produção de Javinne análogo ao vinho de uva, no entanto, subprodutos vêm sendo gerados e pouco aproveitados. O bagaço gerado é rico em fibras, minerais e possui considerável teor protéico que pode ser aproveitado em farinhas mistas extrusadas (FME) para o preparo de produtos de panificação (Ascheri et al., 2006b). No entanto, o processo de extrusão desnatura proteínas e degrada amidos conferindo à FME propriedades físicas diferentes às do material nativo e por isso há necessidade de estudá-las, principalmente quanto a seu comportamento reológico que irá representar o comportamento mecânico quando em processo de deformação devido a um campo de tensões. Esses conhecimentos servem para o desenvolvimento de produtos e correlações de parâmetros físicos e sensoriais (Bezerra, 2000). A FME quando dispersa em um meio aquoso pode se comportar como fluido newtoniano ou apresentar características pseudoplásticas descritas por equações newtoniana ou não-newtoniana (Ibarz et al., 1996) e este comportamento depende de vários fatores como a concentração de solutos, do pH do meio aquoso, da temperatura, do cisalhamento aplicado e entre outros fatores. Este trabalho foi realizado com o objetivo de se avaliar o comportamento reológico de uma farinha mista extrusada de bagaço de jabuticaba e arroz polido nas temperaturas de 25, 30, 40 e 50°C.
MATERIAL E MÉTODOS: Utilizou-se uma farinha mista extrusada de bagaço de jabuticaba e arroz produzida por Ascheri et al. (2006a) em condições de: proporção bagaço/arroz de 20/80 (p/p), velocidade do parafuso de 66rpm e temperaturas da 1°, 2° e 3° zona de aquecimento do extrusor de 50, 100 e 150°C, respectivamente. As medidas reológicas da suspensão de FME (18/250, p/v) foram obtidas de acordo com o manual da Brookfield DV-II+ (2006) nas temperaturas de 25-50°C, controladas em banho termostático com circulação de água. Os dados experimentais, em unidades de torque nas velocidades de 2, 5, 10, 20 e 50 rpm (correspondentes a uma faixa de deformação de 2,64-66,0 s−), a partir de um volume de 8mL da suspensão, foram obtidos utilizando-se um viscosímetro de cilindros concêntricos da marca Brookfield digital DV-II+ com adaptador de pequenas amostras e pino SC4-18. Os ensaios foram realizados em cinco repetições, sendo a tensão de cisalhamento resultante da média das repetições experimentais. A tensão de cisalhamento ( ) em pascal (Pa) e a taxa de deformação ( ) expressa no inverso do tempo (s-1) foram calculadas de acordo com o manual do viscosímetro utilizado (Brookfield DV-II+, 2006). O conjunto, foi ajustado, por regressão não-linear, as equações de Newton, de Ostwald-de-Waelle (Lei da potência) e de Herschel-Bulkley. Para cada ajuste foi analisado o coeficiente de determinação (R2) e o parâmetro qui-quadrado (2) utilizando o programa gráfico ORIGIN 5.0 da Microcal Software, Inc. (1991-1997).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Tabela 1, têm-se os parâmetros dos três modelos utilizados e observa-se que o modelo de Herschel-Bulkley proporcionou os melhores ajustes em toda a faixa de temperatura estudada seguido pelo modelo da Lei da Potência e pelo modelo de Newton. O parâmetro o do modelo de Herschel-Bulkley sofreu efeito da temperatura, diminuindo com o aumento desta com ligeiro aumento aos 50°C. A viscosidade newtoniana e o índice de consistência da equação (2) não correlacionaram com a variação da temperatura, porém, exibem uma tendência negativa com o aumento da temperatura até os 40°C. Quanto ao índice de consistência do modelo de Herschel-Bulkley observou-se uma forte dependência da temperatura, crescendo KH linearmente com o aumento da temperatura. Os valores de n e nH (índice de comportamento de fluxo) para os modelos de Ostwald-de-Waelle e Herschel-Bulkley, vistos na Tabela 1, foram todos menores que a unidade, indicando o comportamento pseudoplástico do fluido. Estes índices, embora indiquem o tipo de fluído, ambos apresentaram comportamento diferente frente à variação da temperatura. De maneira geral o valor de n correlacionou quadraticamente (R2=0,975) exibindo um valor máximo entre as temperaturas de 30 e 40°C, enquanto que, o valor de nH diminuiu exponencialmente em função da temperatura adequadamente representado pela equação de Arhenius com energia de ativação de 10,671 kJ/mol (Figura 1). Na Figura 2, têm-se os pontos experimentais, representando as relações entre a tensão de cisalhamento e taxa de deformação, com as curvas de ajuste dos pontos pelo modelo de Herschel-Bulkley. Verifica-se pela posição relativa das curvas, a redução nas viscosidades aparentes com o aumento da temperatura, confirmando a pseudoplasticidade da suspensão aquosa de FME.
CONCLUSÕES: O modelo de Ostwald-de-Waelle ajustou bem aos dados experimentais, porém, os melhores parâmetros foram obtidos com o modelo de Herschel-Bulkley. Os índices de comportamento de fluxo determinados através dos modelos de Ostwald-de-Walle e Herschel-Bulkley, apresentaram valores menores que a unidade, caracterizando a suspensão aquosa estudada como um fluido não-newtoniano, com características pseudoplásticas. Quanto aos parâmetros do modelo de Herschel-Bulkley, o valor do índice de consistência aumentou com o aumento de temperatura, e o índice de comportamento de fluxo diminuiu com o aquecimento.
AGRADECIMENTOS: À Universidade Estadual de Goiás e ao Centro de Tecnologia de Alimentos da Embrapa do Rio de Janeiro pelo suporte técnico.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ASCHERI, D. P. R.; ANDRADE, C. T.; CARVALHO, C. W. P.; ASCHERI, J. L. R. Obtenção de farinhas mistas pré-gelatinizadas a partir de arroz e bagaço de jabuticaba: efeito das variáveis de extrusão nas propriedades de pasta. B. CEPPA, v. 24, n. 1, p. 115-144, 2006a.
ASCHERI, D.P.R.; ASCHERI, J.L.R.; CARVALHO, C.W.P. Caracterização da farinha de bagaço de jabuticaba e propriedades funcionais dos extrusados. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, v. 26, n. 4, p. 897-905, out.-dez. 2006b.
BEZERRA, J. R. M. V. Comportamento reológico da polpa de manga (Mangifera indica L-Keitt). 2000. 159 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Alimentos) – Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP, 2000.
BROOKFIELD DV-II+. Brookfield DV-II+ programmable viscometer. Operating instructions manual n° M/97-164. Disponível em: <www.brookfielengineering.com>. Acesso em: 24 nov. 2006.
IBARZ, A.; GARVIN, A.; COSTA, J. Rheological behaviour of sloe (Prunus spinosa) fruit juices. Journal of Food Engineering, Oxford, v. 27, n. 4, p. 423-430, . 1996.
