Braz. J. Food Technol., Campinas, v. 14, n. 1, p. 10-18, jan./mar. 2011
DOI: 10.4260/BJFT2011140100002
Comportamento reológico de constituintes do ovo
The rheological behaviour of whole egg constituents
Autores | Authors
Sueli Marie OHATA
Universidade Federal da Grande Dourados
(UFGD)
Faculdade de Engenharia
Campus II
Rod. Dourados Itahum, Km 12
Caixa Postal: 533
CEP: 79804-970
Dourados/MS - Brasil
e-mail: [email protected]
Luiz Antonio VIOTTO
Universidade Estadual de Campinas
(UNICAMP)
Faculdade de Engenharia de Alimentos
(FEA)
Departamento de Engenharia de Alimentos
Caixa Postal: 6121
CEP: 13083-862
Campinas/SP - Brasil
e-mail: [email protected]
Autor Correspondente | Corresponding Author
Recebido | Received: 01/06/2009
Aprovado | Approved: 12/01/2011
Resumo
O comportamento reológico do ovo integral, da gema e da clara de ovo
nas formas pasteurizada e reconstituída foi estudado utilizando-se um reômetro
de tensão controlada (Carrimed CSL2 500, 1995), em estado estacionário, na
faixa de temperatura entre 5 e 60 °C, com geometria cone e placa para a gema
reconstituída e cilindros concêntricos para as outras amostras, sendo ambas as
geometrias em aço inox. Apresentaram comportamento Newtoniano as amostras
de ovo pasteurizado, clara pasteurizada e reconstituída, enquanto que as
amostras de ovo reconstituído, gema pasteurizada e reconstituída apresentaram
comportamento pseudoplástico. As amostras reconstituídas de gema e ovo
apresentaram viscosidades mais elevadas em relação às amostras pasteurizadas.
Os dados experimentais da tensão de cisalhamento em função da taxa deformação
foram ajustados pelos modelos de Ostwald-de-Waelle, Newtoniano, Casson e
Herschel-Bulkley, sendo os parâmetros dos modelos determinados por análise
de regressão não linear. O efeito da temperatura sobre a viscosidade aparente e
o índice de consistência foram descritos pela relação de Arrhenius.
Palavras-chave: Ovo; Gema; Clara; Reologia.
Summary
The rheological behaviour of pasteurized and reconstituted whole egg, egg
yolk and egg white were studied using a rheometer with controlled stress (Carrimed
CSL2 500, 1995) in the steady state, in a range of temperatures (5-60 °C), with cone
and plate geometry for the reconstituted egg yolk and concentric cylinders for
the other samples, both geometries in stainless steel. The samples of pasteurized
whole egg, pasteurized egg white and reconstituted egg white presented
Newtonian behaviour, while the reconstituted whole egg, reconstituted egg yolk
and pasteurized egg yolk, pseudoplastic behaviour. The samples of reconstituted
egg yolk and whole egg presented higher viscosities than the pasteurized samples.
The experimental data for shear stress versus shear rate were fitted to the Ostwaldde-Waelle, Newtonian, Casson and Herschel-Bulkley models. The parameters of
these models were determined by a nonlinear regression analyses. The effect of
temperature on the apparent viscosity and consistency index was described by
the Arrhenius relationship.
Key words: Whole egg; Egg yolk; Egg white; Rheology.
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Comportamento reológico de constituintes do ovo
OHATA, S. M. e VIOTTO, L. A.
1 Introdução
Os ovos são ingredientes de grande importância
na indústria de alimentos, sendo fundamentais na
fabricação de produtos, como maionese, massas,
produtos de panificação e confeitaria (STADELMAN
e COTTERILL, 1990). A gema e a clara de ovo são
ingredientes extensamente utilizados em muitos produtos
alimentícios devido às suas propriedades polifuncionais,
tais como formação de espuma, coagulação pelo calor,
emulsificação e adesão (MINE, 1995; VADEHRA e NATH,
1973).
Devido à sua perecibilidade, é comum a indústria
de alimentos utilizar os ovos já submetidos a algum tipo
de processamento, como é o caso da desidratação e da
pasteurização, que proporcionam um aumento na vidade-prateleira, além de permitir uma maior facilidade de
manuseio, estocagem e transporte. O processamento
deste produto exige uma série de informações a
respeito de suas propriedades físicas e químicas, pois
será submetido a várias operações unitárias, tais como
bombeamento, agitação, transporte em tubulações,
troca térmica e secagem. Dentre essas características,
segundo Ibarz et al. (1996), o comportamento reológico
do produto ocupa posição de destaque, sendo útil não
só como medida de qualidade, mas também em projetos,
avaliação e operação de equipamentos utilizados.
Na literatura, são relatados resultados de pesquisas
abordando o comportamento reológico do ovo integral
sob as mais variadas condições (TUNG et al., 1970;
TUNG, 1978; PITSILIS et al., 1984; IBARZ e SINTES, 1989;
OHATA e VIOTTO, 2000, 2001; TELIS‑ROMERO et al.,
2006), mas nenhum deles comparando o ovo integral, a
gema e a clara nas formas pasteurizada e reconstituída.
A maioria dos fluidos alimentícios apresenta
comportamento não Newtoniano, ou seja, geralmente
as suas propriedades reológicas, a uma temperatura
constante, dependem da tensão aplicada ou podem
ainda depender também do tempo de cisalhamento.
Assim, a maioria destes fluidos não se caracteriza
somente pela viscosidade, já que esta não é constante,
necessitando para sua caracterização ao menos de
dois parâmetros e modelos mais complexos do que o de
Newton (HOLDSWORTH, 1971). Os modelos reológicos
mais utilizados e adequados para alimentos expressam
a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de
deformação. A maioria deles sustenta-se em bases
empíricas ou semiempíricas, e outros, em considerações
moleculares, segundo Brodkey (1971). Todos eles
representam um mecanismo específico que explica a
reação do fluido perante o efeito da tensão cisalhante.
O objetivo deste trabalho foi estudar o
comportamento reológico do ovo integral, da gema e
da clara nas formas pasteurizada e reconstituída, entre
5 e 60 °C, bem como analisar os dados através dos
modelos de Ostwald-de-Waelle, Newtoniano, Casson e
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Herschel-Bulkley, e avaliar o efeito da temperatura sobre
a viscosidade aparente e o índice de consistência através
da relação de Arrhenius.
2 Material e métodos
2.1 Matéria-prima
As amostras pasteurizadas e desidratadas
de ovo integral, gema e clara foram cedidas pela
SOHOVOS INDUSTRIAL LTDA (Sorocaba/SP - Brasil). As
amostras desidratadas foram reconstituídas segundo a
recomendação do fabricante – para cada 10 g de amostra
em pó, utilizaram-se os seguintes volumes de água
destilada: 32 mL (ovo), 12 mL (gema) e 74 mL (clara).
As medidas em triplicata do pH e a determinação dos
sólidos totais foram realizadas segundo a AOAC (1995).
2.2 Métodos
2.2.1 Reometria
As medidas reológicas das amostras foram
realizadas no escoamento em estado estacionário através
de um reômetro de tensão controlada Carrimed CSL2 500,
com temperatura controlada por um banho termostatizado.
O reômetro foi conectado a um computador para controlar
a sua operação, registrando os dados de tensão de
cisalhamento, taxa de deformação, viscosidade e
temperatura. A taxa de deformação empregada foi
especificada entre 0 e 300 s -1 em três varreduras:
crescente, decrescente e novamente crescente, para
verificação do comportamento reológico dependente do
tempo. Todas as medidas experimentais foram realizadas
em triplicata.
2.2.2 Reômetro de cilindros concêntricos
O tipo de sistema de medida utilizado para todas
as amostras, com exceção da gema reconstituída,
foi o Recessed end. O reômetro utiliza duas camisas
termostatizadas (cilindro externo e base Peltier) acopladas
a dois banhos térmicos. O espaço anular mede 1,17 mm,
o raio externo 15 mm e a altura do cilindro interno possui
32 mm, sendo necessários 9 mL de amostra. As medidas
foram realizadas a 5, 15, 25, 40 e 60 °C.
2.2.3 Reômetro de cone e placa
O sistema utilizado para a gema reconstituída foi
o de cone e placa, devido à consistência pastosa da
amostra, sendo o diâmetro do cone de 4 cm, o ângulo
α utilizado de 1° 58’ e a distância entre o cone (móvel)
e a placa, de 0,053 mm, sendo necessário 0,60 mL de
amostra. A borda do cone do reômetro foi lubrificada com
graxa de silicone para evitar o ressecamento da amostra
e, consequentemente, interferências nos resultados
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obtidos. Tal procedimento foi adequado somente até
40 °C, pois a 60 °C não foi possível a realização do ensaio
para a amostra.
2.2.4 Modelos reológicos
Para a análise dos dados experimentais, foram
escolhidos os modelos reológicos de Ostwald-de-Waelle,
Newtoniano, Casson e Herschel-Bulkley pelo fato de
serem relativamente simples, apresentando de 1 a 3
parâmetros, facilitando assim a aplicação na engenharia
(STEFFE, 1996).
Modelo de Ostwald-de-Waelle
Também conhecido como Modelo da Lei da
Potência, representado pela Equação 1, é muito simples
e utilizado extensamente em aplicações de engenharia
(RAO e ANANTHESWARAN, 1982; RAO, 2005).
.
n
τ= K γ (1)
na qual: τ = tensão de cisalhamento (Pa); K = índice de
consistência (Pa.sn); γ⋅ = taxa de deformação (s-1), e n =
índice de comportamento do fluido (adimensional).
Modelo Newtoniano
No caso de fluidos Newtonianos, o índice de
comportamento do fluido (n) tem valor unitário e a
Equação 1 pode ser simplificada, sendo a tensão de
cisalhamento (τ) diretamente proporcional à taxa de
deformação e (K) o valor da própria viscosidade do fluido
(η), conforme apresentado pela Equação 2.
.
τ = η γ  (2)
Modelo de Casson
Modelo aplicado para suspensões de partículas
em meio Newtoniano, considerando-se que as mesmas
interagem entre si (HOLDSWORTH, 1993; RAO, 2005). É
representado pela Equação 3. O valor do parâmetro Koc
foi utilizado para estimativa do parâmetro de tensão inicial
(τoH) do modelo de Herschel-Bulkley.
do parâmetro da tensão inicial de cisalhamento
(HOLDSWORTH, 1993; RAO, 2005).
nH
.
τ = τ0H + K H  γ  (4)
 
na qual: τ = tensão de cisalhamento (Pa); τoH = tensão
inicial de H-B (Pa); KH = índice de consistência de H-B
(Pa.sn); γ⋅ = taxa de deformação (s -1), e τ = índice de
comportamento do fluido (adimensional).
Os parâmetros foram determinados utilizando-se
o software ORIGIN versão 4.1, através da regressão não
linear. Para o cálculo referente a cada amostra a uma dada
temperatura, foram obtidos cem pontos médios, a partir
da triplicata da média das curvas crescente (primeira)
e decrescente. A escolha do modelo mais adequado
baseou-se nos menores valores de χ2 (qui-quadrado) e
R2 (coeficiente de determinação) próximos a 1.
2.2.5 Influência da temperatura sobre o índice de
consistência (K) e a viscosidade aparente (η)
A influência da temperatura sobre os parâmetros
reológicos K e ηap, foi calculada pela relação de Arrhenius
(RAO, 2005; SINGH e HELDMAN, 2001; STEFFE, 1996),
expressa pela Equação 5.
E 
A 0 exp  a  (5)
ηap ou K =
 RT 
na qual: A0 = parâmetro de ajuste; Ea = energia de ativação
do escoamento (kJ.mol-1); R = constante dos gases ideais
(8,314 J / mol K), e T = temperatura absoluta (K).
Os valores dos parâmetros reológicos K e η ap,
obtidos nas diferentes temperaturas foram ajustados
ao modelo, a uma taxa de deformação (γ⋅) de 150 s-1
para todas as amostras estudadas, possibilitando a
determinação dos parâmetros A0 e Ea.
3 Resultados e discussão
3.1 Resultados de pH e sólidos solúveis
Os valores médios de pH e de sólidos totais para
as amostras pasteurizada e reconstituída são mostrados
na Tabela 1.
1
1
.2
τ 2= K 0C + K C  γ  (3)
 
A Equação 4 representa uma forma modificada
do modelo de Ostwald-de-Waelle, com a introdução
Tabela 1. Valores médios de pH e sólidos totais, determinados
para o ovo integral, a gema e a clara pasteurizados e
reconstituídos.
Amostras
pH
% sólidos totais
Ovo integral pasteurizado 7,20 ± 0,10
24,21 ± 0,06
Ovo integral reconstituído 8,74 ± 0,09
22,48 ± 0,58
Gema pasteurizada
6,60 ± 0,10
44,31 ± 0,02
Gema reconstituída
5,88 ± 0,13
45,00 ± 0,18
Clara pasteurizada
8,90 ± 0,10
12,30 ± 0,01
Clara reconstituída
9,64 ± 0,13
11,06 ± 0,13
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na qual: τ1/2 = tensão de cisalhamento (Pa)1/2; Koc = tensão
inicial de Casson (Pa)1/2; Kc = viscosidade plástica de
Casson (Pa.s)1/2, e γ⋅ 1/2 = taxa de deformação (s-1)1/2.
Modelo de Herschel-Bulkley
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3.2 Comportamento reológico
b) Reconstituído
As Tabelas 2, 3, 4, 6, 8, 10, 11, 12 e 13 mostram
os parâmetros reológicos obtidos por regressão não
linear para as amostras de ovo integral, gema e clara
nas formas pasteurizada e reconstituída, quantificadas
entre 5 e 60 °C, considerando-se os modelos mais
adequados. De modo geral, observa-se que o valor do
índice de consistência (K) diminuiu com o aumento da
temperatura, significando diminuição da η com o aumento
da temperatura, como pode ser verificado pelo gráfico
da viscosidade (η ou ηap) versus taxa de deformação (γ⋅),
apresentadas pelas Figuras 1, 3, 5, 7, 9 e 11.
A partir dos resultados apresentados na Tabela 4,
observa-se que o índice de comportamento (n) para o
ovo integral reconstituído apresentou valores entre 0,73 e
0,79, caracterizando um comportamento não Newtoniano,
tipicamente pseudoplástico. O modelo de Ostwald-deWaelle descreveu muito bem as amostras de ovo integral
reconstituído, sempre apresentando valores de R2 acima
de 0,99 e χ2 iguais a zero, como pode ser verificado pela
Tabela 4. Esse material também não necessita de tensão
inicial para escoar, conforme já discutido anteriormente.
Através da Figura 3, γ⋅ = 200 s -1 e a 15, 25,
Os resultados do ajuste através da relação de
Arrhenius aos dados da viscosidade aparente (ηap) e do
índice de consistência (K) são apresentados nas Figuras
2, 4, 6, 8, 10 e 12, e através das Tabelas 5, 7 e 9, que
mostram os valores estimados de energia de ativação
(Ea), dos parâmetros K0 e η0 e respectivos coeficientes
de correlação (R 2). Através da E a, é possível avaliar
o efeito da temperatura sobre os parâmetros K e ηap.
Quanto maior for o valor de Ea, maior será a influência
da temperatura sobre a amostra estudada. Desta forma,
observa-se que as viscosidades aparentes das amostras
de ovo reconstituído e da gema pasteurizada foram as
mais afetadas em relação às demais amostras estudadas,
enquanto que a viscosidade da clara reconstituída, a
menos afetada. De modo análogo, verifica-se que o índice
de consistência (K) da amostra de clara pasteurizada foi o
mais afetado em relação às demais amostras analisadas.
40 e 60 °C, têm-se para o ovo integral reconstituído
viscosidades aparentes de 0,08; 0,07; 0,04, e 0,03 Pa.s.
A ηap do ovo reconstituído foi cerca de 5 a 8 vezes maior
em relação ao ovo pasteurizado. Segundo Bergquist
Tabela 3. Parâmetro reológico do ovo integral pasteurizado para
o modelo Newtoniano.
T (°C)
R2
η (Pa.s)
χ2
5
0,014
0,003
0,999
15
0,010
0,000
0,999
25
0,009
0,000
0,999
40
0,009
0,000
0,999
60
0,006
0,000
0,999
0,030
3.2.1 Ovo Integral
Verifica-se através da Tabela 2 que o índice de
comportamento (n) para o ovo pasteurizado apresentou
valores próximos a 1. Segundo Scalzo et al. (1970),
quando as grandezas de n são próximas a 1, pode-se
caracterizar o fluido como Newtoniano nos cálculos de
engenharia. Neste caso, o modelo que representa esta
amostra é o n, conforme mostra a Tabela 3.
Através da Figura 1, γ⋅ = 200 s -1 e a 15, 25,
n (Pa.s)
a) Pasteurizado
0,025
0,020
0,015
0,010
0,005
0
50
100
150
200
250
300
350
Taxa de deformação (1/s)
5 ºC
15 ºC
25 ºC
40 ºC
60 ºC
40 e 60 °C, têm-se para o ovo integral pasteurizado
viscosidades de 0,01; 0,009; 0,007, e 0,006 Pa.s.
Figura 1. Relação entre a viscosidade (η) e a taxa de
deformação (γ⋅) para o ovo integral pasteurizado.
Tabela 2. Parâmetros reológicos do ovo integral pasteurizado
para o modelo de Ostwald-de-Waelle .
T (°C) K (Pa.sn) n (dimensional)
R2
χ2
5
0,020
0,926
0,000
0,999
15
0,012
0,968
0,000
0,999
25
0,012
0,951
0,000
0,999
40
0,011
0,926
0,000
0,999
60
0,006
0,983
0,000
0,999
Tabela 4. Parâmetros reológicos do ovo integral reconstituído
para o modelo de Ostwald-de-Waelle.
T (°C) K (Pa.sn) n (adimensional)
R2
χ2
5
0,394
0,734
0,000
0,999
15
0,279
0,762
0,000
0,999
25
0,243
0,756
0,000
0,999
40
0,126
0,790
0,000
0,999
60
0,105
0,764
0,000
0,999
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Tabela 5. Parâmetros estimados pela Equação de Arrhenius
para o ovo integral reconstituído (γ⋅ = 150 s-1).
Ea (kJ.mol-1)
A0
R2
K (Pa.s)
19,42
-9,353
0,96
ηap (Pa.sn)
17,39
-9,760
0,98
Figura 2. Efeito da temperatura sobre a viscosidade do ovo
integral pasteurizado (150 s-1).
0,8
nap (Pa.s)
0,6
0,4
3.2.2 Gema
0,2
a) Pasteurizada
0,0
0
50
100
150
200
250
300
350
Taxa de deformação (1/s)
5 ºC
15 ºC
25 ºC
40 ºC
60 ºC
Figura 3. Relação entre a viscosidade aparente e a taxa de
deformação para o ovo integral reconstituído.
ln ηap (Pa.s)
–2,000
–2,500
ln ηap = 2092/T – 9,7603
R2 = 0,978
a
–3,000
0,0029
0,0031
0,0033
0,0035
0,0037
1/T (K–1)
–0,500
–1,000
–1,500
ln K = 2336,343/T – 9,353
R2 = 0,958
b
–2,000
–2,500
0,0029
Neste caso, também foram obtidos valores
de tensões iniciais baixos, indicando que a gema
pasteurizada pode ser representada pelo modelo de
Ostwald-de-Waelle, cujos valores de R2 foram superiores
a 0,99 e de χ2 muito baixos. O índice de comportamento
(n) apresentou valores próximos a 0,9 conforme se
observa na Tabela 6, indicando que a gema pasteurizada
apresentou comportamento pseudoplástico. Através da
Figura 5, γ⋅ = 200 s-1 e temperaturas a 15, 25 e 40 °C,
observa-se que se têm, para a gema pasteurizada,
viscosidades aparentes de 0,20; 0,17 e 0,11 Pa.s.
b) Reconstituída
–3,500
–4,000
ln K (Pa.s)
Tabela 6. Parâmetros reológicos da gema pasteurizada para o
modelo de Ostwald-de-Waelle.
T (°C) K (Pa.sn) n (adimensional)
R2
χ2
5
0,497
0,892
0,114
0,995
15
0,304
0,903
0,087
0,995
25
0,250
0,904
0,060
0,995
40
0,152
0,908
0,029
0,995
60
0,141
0,903
0,004
0,999
0,0031
0,0033
0,0035
0,0037
1/T (K–1)
Não foram considerados os dados referentes
à gema reconstituída ensaiada a 60 °C, pois houve
ressecamento intenso da amostra, paralisando o registro
de dados durante o ensaio. As amostras foram descritas
mais adequadamente pelo modelo de Ostwald-deWaelle, que apresentou melhores valores de R2. A gema
reconstituída apresentou valores entre 0,351 e 0,379
(Tabela 8), caracterizando um comportamento não
Newtoniano, tipicamente pseudoplástico.
Através da Figura 7, γ⋅ = 200 s-1 e temperaturas
(1977), essa diferença pode ser devida ao fato de o
ovo integral apresentar alto conteúdo de lipídios (10,5 a
11,8%) e quando, desidratado e reconstituído, não
retornar à sua estrutura original, ocasionando um aumento
na viscosidade.
a 15, 25 e 40 °C, têm-se, para a gema reconstituída,
viscosidades aparentes de 2,69; 2,32, e 2,29 Pa.s, cerca
de 13 a 20 vezes maior em relação à gema pasteurizada.
Assim como no caso do ovo integral, essa diferença pode
ser atribuída ao fato de a gema apresentar alto conteúdo
de lipídios (31,8 a 35,5%) e, quando desidratada e
reconstituída, não retorna à sua estrutura original,
ocasionando um aumento na viscosidade (BERGQUIST,
1977).
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Figura 4. Efeito da temperatura: a) viscosidade aparente
(150 s-1) e b) índice de consistência do ovo integral reconstituído.
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Tabela 8. Parâmetros reológicos da gema reconstituída para o
modelo de Ostwald-de-Waelle.
T (°C) K (Pa.sn) n (adimensional)
R2
χ2
5
90,02
0,374
6,061
0,999
15
72,79
0,379
5,194
0,999
25
65,72
0,370
2,619
0,999
40
71,30
0,351
182,670
0,992
0,45
0,40
0,35
nap (Pa.s)
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
1000
0,05
0,00
50
100
150
200
250
300
350
400
Taxa de deformação (1/s)
5 ºC
15 ºC
25 ºC
40 ºC
60 ºC
Figura 5. Relação entre a viscosidade aparente e a taxa de
deformação para a gema pasteurizada.
ln ηap (Pa.s)
10
1
–1,000
a
–1,500
0
–2,000
0,0031
0,0033
0,0035
0,0037
50
100
150
200
250
300
Taxa de deformação (1/s)
ln ηap = 2035,621/T – 8,590
R2 = 0,989
–2,500
–3,000
0,0029
100
nap (Pa.s)
0
5 ºC
15 ºC
25 ºC
40 ºC
Figura 7. Relação entre a viscosidade aparente e a taxa de
deformação para a gema reconstituída.
1/T (K–1)
b
–1,000
1,500
–1,500
ln K = 2141,512/T – 8,540
R2 = 0,922
–2,000
–2,500
0,0029
0,0031
0,0033
0,0035
0,0037
ln ηap (Pa.s)
ln K (Pa.s)
–0,500
1/T (K–1)
1,100
ln ηap = 976,728/T – 2,171
R2 = 0,942
0,900
0,700
0,0031 0,0032 0,0033 0,0034 0,0035 0,0036 0,0037
Figura 6. Efeito da temperatura: a) viscosidade aparente
(150 s-1) e b) índice de consistência da gema pasteurizada.
1/T (K–1)
ln K (Pa.s)
Tabela 7. Parâmetros estimados pela Equação de Arrhenius
para a gema pasteurizada (γ⋅ = 150 s-1).
Ea (kJ.mol-1)
A0
R2
K (Pa.s)
17,80
-8,540
0,92
ηap (Pa.sn)
16,92
-8,590
0,99
a
1,300
4,600
b
4,400
ln K = 1309,378/T – 0,223
R2 = 0,968
4,200
4,000
0,0033
0,0034
0,0035
0,0036
0,0037
1/T (K )
–1
3.2.3 Clara
a) Pasteurizada
Figura 8. Efeito da temperatura: a) viscosidade aparente
(150 s-1) e b) índice de consistência da gema reconstituída.
O índice de comportamento (n) apresentou
valores em torno de 1, conforme se observa na Tabela
10, indicando que a clara pasteurizada apresentou
comportamento Newtoniano e, desta forma, pode ser
representado pelo modelo Newtoniano, cujos dados estão
apresentados na Tabela 11. A γ⋅ = 300 s-1 e temperaturas
a 15 e 25 °C, têm-se, para a clara pasteurizada,
viscosidades de 0,007 e 0,006 Pa.s, conforme mostra a
Figura 9.
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Comportamento reológico de constituintes do ovo
OHATA, S. M. e VIOTTO, L. A.
K (Pa.s)
ηap (Pa.sn)
10,89
8,12
-0,223
-2,171
Tabela 10. Parâmetros reológicos da clara
o modelo de Ostwald-de-Waelle.
T (°C) K (Pa.sn)
n (adimensional)
5
0,012
0,944
15
0,008
0,973
25
0,007
0,981
40
0,005
1,017
60
0,002
1,170
0,97
0,94
pasteurizada para
χ2
0,000
0,000
0,000
0,000
0,001
R2
0,999
0,999
0,999
0,999
0,996
Tabela 11. Parâmetro reológico da clara pasteurizada para o
modelo Newtoniano.
T (°C)
R2
η (Pa.s)
χ2
5
0,009
0,001
0,999
15
0,007
0,000
0,999
25
0,007
0,000
0,999
40
0,005
0,000
0,999
60
0,005
0,004
0,991
Tabela 12. Parâmetros reológicos da clara reconstituída para o
modelo de Ostwald-de-Waelle.
T (°C)
K(Pa.sn) n (adimensional)
R2
χ2
5
0,006
0,999
0,000
0,999
15
0,005
1,018
0,000
0,999
25
0,005
1,012
0,000
0,997
40
0,004
1,034
0,001
0,997
60
0,004
1,024
0,001
0,997
Tabela 13. Parâmetro reológico da clara reconstituída para o
modelo Newtoniano.
T (°C)
R2
η (Pa.s)
χ2
5
0,006
0,000
0,999
15
0,006
0,000
0,999
25
0,005
0,003
0,994
40
0,005
0,006
0,989
60
0,004
0,008
0,992
–4,600
–4,800
ln η (Pa.s)
Tabela 9. Parâmetros estimados pela Equação de Arrhenius
para a gema reconstituída (γ⋅ = 150 s-1).
Ea (kJ.mol-1)
A0
R2
–5,000
–5,200
ln η = 1169,598/T – 8,937
R2 = 0,968
–5,400
0,1
–5,600
0,0029
0,0031
0,0033
0,0035
0,0037
1/T (K )
Figura 10. Efeito da temperatura sobre a viscosidade da clara
pasteurizada (150 s-1).
0,01
0,1
n (Pa.s)
n (Pa.s)
–1
0,001
50
100
150
200
250
300
350
400
0,001
Taxa de deformação (1/s)
5 ºC
15 ºC
25 ºC
40 ºC
0,01
60 ºC
Figura 9. Relação entre a viscosidade e a taxa de deformação
para a clara pasteurizada.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Taxa de deformação (1/s)
5 ºC
b) Reconstituída
15 ºC
25 ºC
40 ºC
60 ºC
Figura 11. Relação entre a viscosidade e a taxa de deformação
para a clara reconstituída.
Para a clara reconstituída, o índice de
comportamento (n) também apresentou valores em
tor no de 1, confor me se observa na Tabela 12,
indicando que a clara reconstituída também apresentou
comportamento Newtoniano e, desta forma, também
pode ser representado pelo modelo Newtoniano, cujos
resultados estão apresentados na Tabela 13. Através
da Figura 11, γ⋅ = 300 s-1 e temperaturas a 15 e 25 °C,
têm-se para a clara reconstituída viscosidades de 0,0055
e 0,0049 Pa.s, indicando que a viscosidade da clara
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Comportamento reológico de constituintes do ovo
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3.3 Análise de tixotropia
–5,000
ln η (Pa.s)
–5,200
–5,400
ln η = 691,576/T – 7,667
R2 = 0,941
–5,600
–5,800
0,0029
0,0031
0,0033
0,0035
0,0037
Em algumas temperaturas de amostras de gema
reconstituída, foram encontradas presença de tixotropia
(Figuras 13 e 14). A tixotropia ocorre quando um fluido é
submetido a uma variação da taxa de deformação e há
presença da uma histerese, ou seja, a viscosidade do
sistema sujeita a uma tensão de cisalhamento por um
tempo t não é a mesma, quando medida no mesmo tempo
t, depois de cessada a ação da força de cisalhamento
(SKELLAND, 1967).
1/T (K–1)
Tensão de cisalhamento (Pa)
Figura 12. Efeito da temperatura sobre a viscosidade da clara
reconstituída (150 s-1).
600
500
400
Descida
Subida 2
Subida 1
300
O ovo pasteurizado apresentou comportamento
Newtoniano, enquanto que o reconstituído, comportamento
pseudoplástico, nas condições estudadas. O modelo
de Ostwald-de-Waelle descreveu adequadamente o
comportamento reológico do ovo reconstituído e o
modelo Newtoniano descreveu o comportamento do ovo
pasteurizado, apresentando bons ajustes de R2 e χ2.
As amostras de gema pasteurizada e reconstituída
apresentaram comportamento pseudoplástico. O modelo
de Ostwald-de-Waelle foi o que melhor descreveu o
comportamento de ambas as amostras, cujos valores de
R2 foram acima de 0,99 e de χ2 muito baixos.
200
100
0
0
50
100
150
200
Taxa de deformação (1/s)
Figura 13. Reograma da gema reconstituída (5 °C).
Tensão de cisalhamento (Pa)
4 Conclusões
600
Subida 1
500
Subida 2
Descida
400
300
200
100
0
0
50
100
150
200
250
300
Taxa de deformação (1/s)
Figura 14. Reograma da gema reconstituída (15 °C).
reconstituída foi cerca de 1,25 vezes menor em relação
à clara pasteurizada. Como a clara é praticamente isenta
de lipídios (0,03%), quando desidratada e reconstituída,
aproxima-se muito mais da sua estrutura original, não
ocasionando alterações significativas na viscosidade
(BERGQUIST, 1977).
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As duas amostras de clara apresentaram
comportamento Newtoniano, descritas muito bem pelo
modelo Newtoniano, que apresentou bons ajustes de R2
e de χ2.
Os valores de viscosidade do ovo integral e da
gema reconstituída foram, respectivamente, cerca de 5 e
8, sendo 13 a 20 vezes maior em relação às amostras
pasteurizadas nas condições estudadas; portanto,
este aumento deve ser considerado nos projetos de
engenharia. Segundo Bergquist (1977), essa diferença
pode ser atribuída ao fato de as amostras apresentarem
alto conteúdo de lipídios, as quais, quando desidratadas
e reconstituídas, não retornam à sua estrutura original,
ocasionando um aumento na viscosidade. As viscosidades
das amostras de ovo pasteurizado e gema pasteurizada
foram as mais afetadas pela influência da temperatura,
cujos valores de E a foram 17,39 e 16,92 kJ.mol -1 ,
respectivamente. Note-se que o índice de consistência (K)
da amostra da clara pasteurizada foi o mais afetado pela
temperatura, cujo valor de Ea foi igual a 23,48 kJ.mol-1.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPQ pelo apoio
financeiro concedido. E à Sohovos Industrial Ltda pelo
fornecimento das amostras.
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Comportamento reológico de constituintes do ovo
OHATA, S. M. e VIOTTO, L. A.
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