Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.16, n.3, p , ISSN:

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1 299 ISSN: 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 (R 2 >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 (R 2 > 0.9). Keywords: Annona squamosa L., viscosity, xanthan gum

2 300 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 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, pinhaazeda, 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

3 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 MATERIAL E MÉTODOS 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

4 302 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 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). 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 onde: [ ] Eq. (1) Diâmetro (mm) 79,70 ± 4,84 Altura (mm) 76,98 ± 5,50 Massa (g) 251,86 ± 30,64 Rendimento (%) 37,51 - 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%, 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 ± 0,06 a 5,13 ± 0,02 a A10 12,94 ± 0,25 a 5,22 ± 0,10 a A15 13,11 ± 0,17 a 5,26 ± 0,04 a 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

5 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 303 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.

6 304 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 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.

7 Viscosidade Aparente (m Pa.s) Viscosidade Aparente (mpa.s) Viscosidade Aparente (mpa.s) Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al A1 10 C y = -1126ln(x) ,4 R² = 0, C y = -937,9ln(x) ,2 R² = 0, C y = -696,2ln(x) ,8 R² = 0, C y = -685,3ln(x) ,5 R² = 0, C y = -391,1ln(x) ,5 R² = 0, ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral Velocidade de Rotação (rpm) Figura 1. Viscosidade aparente em função da velocidade de rotação da amostra A1 nas temperaturas de 10 a 50 C A10 10 C y = -1113ln(x) ,3 R² = 0, C y = -993,3ln(x) ,3 R² = 0, C y = -972,7ln(x) ,2 R² = 0, C y = -859ln(x) ,6 R² = 0, C y = -775,4ln(x) ,3 R² = 0, ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral Velocidade de Rotação (rpm) Figura 2. Viscosidade aparente em função da velocidade de rotação da amostra A10 nas temperaturas de 10 a 50 C A15 10 C y = -1240ln(x) ,1 R² = 0, C y = -1194ln(x) ,3 R² = 0, C y = -1038ln(x) ,4 R² = 0, C y = -895,7ln(x) ,4 R² = 0, C y = -865,1ln(x) ,7 R² = 0, ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral 1900ral Velocidade de Rotação (rpm) Figura 3. Viscosidade aparente em função da velocidade de rotação da amostra A15 nas temperaturas de 10 a 50 C

8 306 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 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 (R 2 ) 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 η o (constante), Ea (energia de ativação) e R 2 (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 R 2 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.

9 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 307 Amostra Velocidade de rotação (rpm) η 0 (mpa.s) Ea (kj/g mol) R 2 A1 A10 A15 6 3,49 11,16 0, ,67 14,42 0, ,58 16,30 0, ,34 16,33 0, ,74 14,58 0, ,46 12,52 0, ,73 6,04 0,76 6 5,51 6,35 0, ,43 5,46 0, ,29 4,91 0, ,51 3,60 0, ,93 4,07 0, ,97 3,59 0, ,19 4,63 0,92 6 4,97 7,95 0, ,66 7,55 0, ,38 7,30 0, ,91 7,70 0, ,24 8,41 0, ,28 7,97 0, ,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.

10 308 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 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.

11 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 309 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). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alves, R. E.; Filqueiras, H. A. C.; Moura, C. F. H. Pinha (Annona squamosa L.). In: Alves, R. E.; Filqueiras, H. A. C.; Moura, C. F. H. Caracterização de frutas nativas da América Latina. Jaboticabal: UNESP/SBF, cap 14. Andrade, R. D.; Torres, R.; Montes, E. J.; Pérez, O. A.; Restan, L. E.; Pena, R. E. Efecto de la temperatura em el comportamiento reológico de la pulpa de níspero (Achras sapota L.). Revista de la Facultad de Agronomía LUZ. v.25, n.6, p , Araújo, J. F.; Leonel, S.; Neto, J. P. Adubação organomineral e biofertilização líquida na produção de frutos de pinheira (Annona squamosa L.) no submédio São Francisco, Brasil. Bioscience Journal, Uberlândia- MG, v.24, n.4, p , Assis, F. Programa Assistat Versão 7.6 Beta. Departamento de engenharia agrícola do centro de tecnologia e recursos naturais UFCG, Barros, A. C. F. et al. Caracterização Reológica de Polpa de Goiaba Aplicação de Métodos Inversos. In: Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, 5., 2008, Salvador. Resumos... Salvador: Associação Brasileira de Engenharia Mecânica, Barros, A. C. F.; Oliveira, E. P. O.; Alves, S. B.; Silva, Z. E. da. Caracterização Reológica de Polpa de Goiaba Aplicação de Métodos Inversos. In: Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, 5, 2008, Salvador. Resumos... Salvador: Associação Brasileira de Engenharia Mecânica, Bezerra, J. R. M. V.; Queiroz, A. J. M.; Gasparetto, C. A. Reologia de polpa de manga e ajuste dos parâmetros reológicos em função da temperatura. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande-PB, v.3, n.1, p.37-42, Bezerra, J.R.M.V.; Rigo, M.; Demczuk J. B.; Córdova, K.R.V. Estudo do Efeito da Temperatura nas Propriedades Reológicas da Polpa de Morango (Fragaria ananassa). Ambiência, Guarapuava-PR, v.5 n.1 p.37-47, Bird, R. B.; Lightfoot, E. N; Stewart, W. E. Fenômenos de Transporte. 2a. ed. Rio de Janeiro: LTC, p. Castro, A. G. de. A reologia. In: Castro, A. G. de. A química e a reologia no processamento do alimentos. Borbadela- Portugal: Instituto Piaget, p. Costa, S. L.; Carvalho, A. J. C.; Pessanha, P. G. O.; Monnerat, P. H.; Marinho, C. S. Produtividade da cultura da pinha (Annona squamosa L.) em função de níveis de adubação nitrogenada e formas de aplicação de boro. Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal-SP, v. 24, n.2, p , Dias, N. O. et al. Influência da Polpa de Produção em Ramos de Diferentes Diâmetros no Desenvolvimento Vegetativo e Reprodutivo da Pinheira (Annona squamosa L.). Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal-SP, v.25, n.1, p , Diaz, P. S.; Vendruscolo, C. T.; Vendruscolo, J. L. S. Reologia de xantana: uma revisão sobre a influência de eletrólitos na viscosidade de soluções aquosas de goma xantana. Revista Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina-PR, v.25, n.1, p.15-28, 2004.

12 310 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. Faraoni, A. S.; Ramos, A. M.; Moacir, M. R.; Pinto, R. Propriedades reológicas de sucos mistos de manga, goiaba e acerola adicionados de fitoquímicos. Brazilian Journal of Food Technology, Campinas- SP, v.16, n.1, p.21-28, Ferreira, G. M. Estudo das Propriedades Reológicas do Sistema Polpa de Capuaçu Biopolímeros. Rio de Janeiro-RJ, p. Tese de Doutorado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da Escola de Química UFRJ. Ferreira, G. M.; Guimarães, M. J. O.; Maia, M. C. Efeito da Temperatura e Taxa de Cisalhamento nas Propriedades de Escoamento da Polpa de Capuaçu (T. grandiflorum Schum) Integral. Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal-SP, v.30, n.2, p , Freitas, I. C. Estudo das interações entre biopolímeros e polpas de frutas tropicais em cisalhamento estacionário e oscilatório. 271f. Tese (Doutor em Engenharia de Alimentos) - Universidade de Campinas, Campinas, Gouveia, D. S.; Cavalcanti Mata, M. E. R. M.; Duarte, M. E. M.; Ugulino, S. M. P. Avaliação Físico-Química e Teste de Aceitação Sensorial do Suco de Pinha e do Blend Pinha-Leite. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande-PB, v.8, n.2, p , Grangeiro, A. A.; Queiroz, A. J. M.; Figueirêdo, R. M. F.; Cavalcanti. Mata, M. E. R. M. Viscosidades de polpa concentradas de figo-da-índia. Revista Brasileira de Agrociência, Campina Grande-PB, v. 13, n.2, p , Guimarães, H. P.; Mascigrande, D. D. Polpas de juçara e Açaí: diferenças reológicas em função da temperatura e teor de sólidos suspensos. Revista Brasileira de Tecnologia Aplicada nas Ciências Agrárias, Taubaté-SP, v. 4, n.1, p , Haminiuk, C. W. I.; Sierakowski, M. R.; Izidoro, D. R.; Masson, M. L. Caracterização reológica da polpa de amora preta. Brazilian Journal of Food Technology, Campinas-SP, v. 9, n.4, p , Kiill, L. H. P.; Costa, J. G. Biologia Floral e Sistema de Reprodução de Annona squamosa L. (Annonaceae) na região de Petrolina-PE. Ciência Rural, Santa Maria- RS, v.33, n.5, p , Lago, C. C.; Bernstein, A.; Brandelli, A.; Noreña, C. Z. Estudo do comportamento reológico, da atividade de água e do ponto de início de congelamento do suco de yacon (Smallanthus sonchifolius) a diferentes concentrações. Brazilian Journal of Food Technology, Campinas-SP, v. 14, n.1, p.1-9, Leite, J. T. C.; Park, K. J.; Ramalho, J. R. P.; Furlan, D. M. Caracterização reológica das diferentes fases de extrato de inulina de raízes de chicória, obtidas por abaixamento de temperatura. Engenharia Agrícola, Jaboticabal-SP, v. 24, n. 1, p , Lima, E. D. P. A.; Pastore, G. M.; Lima, C. A. Purificação da Enzima Polifenoloxidase (PFO) de Polpa de Pinha (Annona squamosa L.) Madura. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas-SP, v.21, n.1, p , López, M. J.; Moreno, J.; Ramos-Cormenzana, A. Xanthomonas campestris strain selection for xanthan production from olive Mill wastewaters. Water Research, v.35, n.7, p , Luvielmo, M. M.; Scamparini, A. R. P. Goma xantana: produção, recuperação, propriedades e aplicação. Estudos Tecnológicos. Universidade Federal de Pelotas, Rio Grande-RS. v.5, n.1, p , Melo, K. S.; Figueirêdo, R. M. F. ; Queiroz, A. J. M. Comportamento reológico da polpa de buriti com leite. Revista de Biologia e Ciências da Terra, v.8, n.2, p , Menegazzo, M. L.; Oliveira, A. C.; Kulczynski, S. M.; Silva, E. A. Efeitos de métodos de superação de dormência em sementes de pinha (Annona squamosa L.). Revista

13 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. 311 Agrarian, Botucatu-SP. v.5, n.15, p.29-35, Miranda, V. A. M.; Queiroz, A. J. M.; Figueirêdo, M. F.; Santos, D. C. Viscosidade Aparente de Polpas de Graviola com Diferentes Concentrações. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande-P, v.13, n. Especial, p , Morais, A. S.; Dragone, B. B. Efeito do uso de hidrocolóide nas características físicoquímicas e sensoriais de petit suisse com reduzido teor de gordura. In: VI Jorrnada Científica da Fazu, 2007, Uberaba-MG, Anais... Uberaba: Fazu, p Morzelle, M. C.; Souza, E. C; Assumpção, C. F.; Flores, J. C. J.; Oliveira, K. A. de M. Agregação de valor a frutos de ata através do desenvolvimento de néctar misto de maracujá (Passiflora edulis Sims) e ata (Annona squamosa L.). Revista Alimentos e Nutrição, Araraquara-SP, v.20, n.3, p , Mothé, C. G.; Correia, D. Z. Caracterização reológica de blendas de gomas cajueiro e xantana em suco. Revista Analytica, São Paulo-SP, n.2, p.59-64, Mothé, M. G. Estudo do Comportamento de Ligantes Asfálticos por Reologia e Análise Térmica. 204f. Dissertação (Doutor em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Oliveira, K. H.; Souza, J. A. R.; Monteiro, A. R. Caracterização Reológica de Sorvetes. Ciências e Tecnologia de Alimentos, Campinas-SP, v.28, n.3, p , Pelegrine, D. H.; Vidal, J. R. M. B.; Gasparetto, C. A. Estudo da viscosidade aparente das polpas de manga (Keitt) e abacaxi (Pérola). Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 20, n. 1, p , Pereira, M. C. T.; Nietsche, S.; Santos, F. S.; Xavier, A.; Cunha, L. M. V.; Nunes, C. F.; Santos, F. A. Efeito de horários de polinização artificial no pegamento e qualidade de frutos de pinha (Annona squamosa L.). Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal-SP,. v.25, n.2, p , Sato, A. C. K.; Cunha, R. L. da. Influência da temperatura no comportamento reológico da polpa de jabuticaba. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas-SP. v.27, n.4, p , Silva, F. C.; Guimarães, D. H. P.; Gasparetto, C. A. Reologia do Suco de Acerola: Efeitos da Concentração e Temperatura. Ciência de Tecnologia de Alimentos, Campinas-SP, v.25, n.1, p , Silva, J.; Silva, E. S.; Silva, P. S. L. Determinação da qualidade e do teor de sólidos solúveis nas diferentes partes do fruto da pinheira (Annona squamosa L.). Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal-SP, v.24, n.2, p , Souza, I. V. B. Produção Comercial de Pinheira (A. squamosa L.) em Relação ao Número de Frutos por Planta. Vitória da Conquista: UESB, p. (Dissertação de Mestrado). Souza, J. L. L.; Hidrocolóides nas características físico-químicas e sensoriais do néctar de pêssego (Prunus persica (L) Batsch). 96f. Dissertação (Mestre em Ciência e Tecnologia Industrial) Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, Steffe, J. F. Introduction to Rheology. In: Steffe, J. F. 2 ed. Rheological Methods in Food Process Engineering. USA: Michigan State University, Cap.1. Vasques, C. T. Reologia do Suco de Goiaba: Efeito da Diluição e do Tamanho de Partícula. 74f. Dissertação (Mestre em Engenharia de Alimentos) Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Vendrúscolo, A. T. Estudo do comportamento reológico e da estabilidade física de polpa de carambola (Averrhoa carambola L.). 90f. Dissertação (Mestre em Engenharia de Alimentos) Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Viana, A. D. Propriedades Termofísicas e Comportamento Reológico da Polpa de

14 312 Influência da temperatura e da velocidade de rotação na adição de hidrocolóide no comportamento da viscosidade... Santos et al. Capuaçu (Theobroma grandiflorum) em Diferentes Concentrações e Temperaturas. 122f. Dissertação (Mestre em Engenharia de Alimentos) Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Itapetiniga, Vriesmann, L. C.; Silveira, J. L. M.; Petkowicz, C. L. O. Chemical and rheological properties of a starch-rich fraction from the pulp of fruit cupuassu (Theobroma grandiflorum. Materials Science and Engineering C, v.29, n.2, p , 2008.

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