COMPORTAMENTO REOLÓGICO
DA POLPA DE MANGA (Mangífera
indica L) - EFEITO DOS SÓLIDOS
INSOLÚVEIS1
J.R.M.B. VIDAL2, C.A. GASPARETTO3,*
RESUMO
Foi avaliado o estudo reológico do suco de manga – efeito dos
sólidos insolúveis a peneiramento com diferentes malhas e no
suco centrifugado. Os resultados foram analisados em função
do ajuste dos modelos reológicos de Casson e de MizrahiBerk. Três conjuntos bem diferenciados foram identificados
pelo produto passado em (a) ‘finisher’ de 1,6mm e peneira de
1,8mm; (b) peneira de 0,84mm e 0,59mm e (c) peneira de
0,149mm e material centrifugado.
Palavras-chave: reologia; manga; suco.
SUMMARY
RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF MANGO PULP
(Mangífera indica L) – EFFECT OF INSOLIBLE SOLIDS.
Mango juice reological study had been evaluated – the effect
of unsolvable solids through sifting with different meshes and
in the centrifuged juice. The results were analysed according
to Casson and Mizrahi – Berk reological models. Three quite
different set were identified by the product passed through the
(a) "finisher" 1,6mm and sieve of 1,8mm, (b) sieve of 0,84mm
and 0,59mm and (c) sieve of 0,149mm and centrifuged
material.
Keywords: reological; mango; juice.
1 — INTRODUÇÃO
Este é um trabalho experimental sobre o comportamento
reológico de polpa natural de manga. A variedade Keitt foi
estudada devido à sua importância econômica como fruto para
consumo "in natura" daí decorrendo grande produção e,
portanto, para justificar seu emprego industrial,
principalmente na produção de suco natural, devido aos
atributos (apelos) de valor nutricional (vitaminas e fibras)
aliados a grande aceitação pelo sabor agradável e cor atraente.
Além do interesse da fruta "in natura", são também
importantes os produtos processados e apresentados
comercialmente na forma de suco, néctar, sorvete, sobremesas
geleificadas e outros [13]. Para a fabricação desses produtos
utiliza-se a polpa concentrada e para a definição dos processos
é indispensável o conhecimento das suas propriedades físicas
e químicas. Dentre essas propriedades o comportamento
reológico ocupa posição de grande destaque. No Brasil, há
escassez de dados sobre propriedades reológicas dos sucos,
polpas e outros concentrados de frutas brasileiras. A matériaprima brasileira apresenta características diferentes daquela
produzida em outras partes do mundo, principalmente no que
diz respeito aos teores de polpa e de açúcares, que vão
influenciar diretamente no teor de sólidos solúveis e
insolúveis [13]. A crescente necessidade e procura dos
parâmentros reológicos para os diversos fluidos manipulados
nas indústrias de processamento está ligada também à grande
importância econômica que estes fluidos e equipamentos de
manipulaçào representam atualmente. Os resultados
experimentais obtidos foram trabalhados no sentido de buscar
uma unificação para explicar o comportamento reológico da
polpa de manga [6].
2 — MATERIAIS E MÉTODOS
Neste trabalho estudou-se o comportamento reológico da
polpa de manga processada em despolpador com tela de
1,6mm de abertura, até a passagem completa de todo o
material, dando origem ao material básico. O material foi
colocado em bandejas e submetido a congelamento rápido
(30min) em congelador de placas. Após atingir -30º C foi
retirado, embalado a vácuo em sacos de polietileno e
armazenado em freezer horizontal a –20º C, sendo este
material utilizados nos ensaios posteriores [9, 13]. As frutas
foram escolhidas entre as de melhor aspecto, dando-se
preferência aos exemplares mais firmes, sem danos aparentes
na casca e em estágio de maturação semelhante em todo o
lote. Para este fim utilizou-se um texturômetro marca Texture
Analyser modelo TA-XT2 com aquisição automática de
dados. Foi submetido a fracionamento em peneiras com
aberturas de 1,18mm, 0,84mm, 0,59mm, 0,149mm e uma
centrifugação [4, 5, 13]. O comportamento reológico das
amostras foi medido em reômetro de cilindros concêntricos
(Haake Rotovisco modelo RV-20, com sistema de medida ZA
30).
A escolha desse equipamento deveu-se à possibilidade de
obter um controle eficiente da temperatura de ensaio, uma vez
que a quantidade da amostra é pequena, aproximadamente
10mL, com taxa de deformação na faixa de 50 – 300 s-1,
temperatura de 30º C, pH 4,55, à 16º Brix [1, 13].
Os experimentos foram feitos em triplicatas; em cada
repetição utilizou-se uma nova amostra, para evitar possíveis
efeitos de tempo. O tempo de cada corrida foi de 4min,
completando um total de 20 pontos, sendo 2min para
velocidade de rotação crescente e 2min para a decrescente.
Antes de iniciar-se o ensaio conforme recomendação do
fabricante, a amostra era deixada em repouso por
aproximadamente 1min para garantia de temperatura [3, 7, 8,
11, 12, 13].
Onde:
Da = Diâmetro do copo
Di = Diâmetro interno
L = Comprimento
As curva de tensão de cisalhamento versus taxa de formação
foram ajustadas pelo modelo de Casson [2] expresso pela
equação:
Onde:
τ - Tensão de Cisalamento (Pa)
γ - Taxa de deformação (s-1)
Koc - Tensão inicial (Pa.s)
Kc - Viscosidade plástica de Casson e pelo modelo a três
parâmentros de MIZRAHI-BERK [10], que é dado pela
equação:
Onde:
KOM - Raiz quadrada de tensão inicial
KM - Índice de consistência (Pa.s)
nM - Índice de comportamento do fluido
τ - Tensão de cisalhamento (Pa)
γ - Taxa de deformação (s-1)
A decisão do modelo mais adequado foi tomada com base nos
parâmetros estatísticos: coeficiente de determinação (R2), chiquadrado (X2), soma dos quadrados dos resíduos (SSR) e
coeficiente de correlação (R), o melhor ajuste foi analisado
com base nos parâmetros R2 (mede a proporção da variação
total da média explicada pela regressão), definido como razão
entre a soma quadrática total, e pelo chi-quadrado (X2) que
expressa a diferença entre valores obtidos experimentalmente.
Quanto maior for o valor de (X2) maior será a discrepância
entre as freqüências observadas e esperadas. Quanto menor o
valor de (R2) maior a distância dos pontos experimentais ao
modelo ajustado. Portanto, o modelo que melhor se ajusta é
aquele com altos valores de R2 (máximo=1) e baixos valores
de X2 (mínimo=0) [13].
3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO
O comportamento reológico do suco de manga pode ser visto
nas Figuras 1 e 2, onde estão plotados os pontos
esperimentais médios com suas respectivas curvas de ajuste
em eixos τ 0,5 versus γ 0,5 no caso da Figura 1 e τ 0,5 versus γ
na Figura 2 do produto integral, dos materiais peneirados em
malha de 1,18mm, 0,84mm, 0,149mm e do centrifugado.
Na Tabela 1 estão os parâmetros do modelo de Casson para
cada material, representados graficamente pela curva da
Figura 1, com os índices de ajuste chi-quadrado (X2), soma
dos quadrados dos desvios (SSR) e coeficiente de regressão
(R2).
Para o modelo de Casson observou-se que os parâmetros Koc
e Kc, não aumentaram com a redução da abertura da malha da
peneira em relação ao suco ‘in natura’, para as malhas de
0,59mm e 1,18mm. Para as peneiras com malha 0,149mm e
0,84mm o valor de Koc foi superior ao ‘in natura. Já para o
centrifugado este valor foi inferior a 1 (um). Verificou-se que
o coeficiente de correlação (R) varia entre 0,995 a 0,998 para
todas as amostras. Os valores de (X2) mostraram-se próximos
a zero e os de (R2) próximos a 1 (um), evidenciando um bom
ajuste dos pontos experimentais com o modelo proposto.
Analisando os resultados estatísticos para o modelo de
Casson, verificou-se que os erros de (koc e Kc), referentes aos
parâmetros deste modelo são bem próximos de zero em todos
os filtrados e centrifugados.
Na Tabela 2 estão os parâmetros do modelo de Mizrahi-Berk
para cada material, representados pela curva da Figura 2 e
seus índices de ajuste.
Para o modelo de Mizrahi-Berk (M-B), observou-se que o
parâmetro KOM, elevado ao quadrado, é a tensão inicial para o
produto escoar. Com a diminuição das malhas, ocorreu o
aumento do parâmetro KOM dos filtrados, com exceção da
malha 0,59mm e centrifugado. O índice de comportamento do
fluido (nM), mostrou-se em todos os filtrados e centrifugado
na faixa de 0,254 a 0,325. Analisando os resultados
estatísticos, verificamos que os erros de (KOM, KM e nm), são
bem próximos de zero em todos filtrados e centrifugado,
exceto no filtrado 0,149mm. Os valores de (X2), em todos os
filtrados e no centrifugado, foram próximos a zero e o R2
próximo a 1 (um), mostrando um bom ajuste da curva com o
modelo proposto.
Os coeficientes de correlação (R), obtiveram elevados valores
em todos os filtrados e centrifugado analisados, variando entre
0,997 a 1.
4 — CONCLUSÕES
Os resultados obtidos no reômetro Haake Rotovisco, ajustados
pelo modelo de Casson, mostraram que os parâmetros de Koc
e Kc, não aumentaram com a redução da abertura da malha de
peneiragem, exceto para as malhas 0,84mm e 0,149mm, para
as quais o parâmetro Koc aumentou. A análise estatística
mostrou um bom ajuste da curva com o modelo proposto, no
caso do reômetro Haake Rotovisco.
Par o modelo de Mizrahi-Berk, a partir dos dados obtidos no
reômetro Haake Rotovisco, o parâmetro KOM, aumentou com
a diminuição das malhas das peneiras, com exceção da malha
0,59 mm e para o centrifugado. A análise estatística para
dados do reômetro Haake Rotovisco, mostrou um bom ajuste
da curva com o modelo proposto.
5 — REFERÊNCIAS
[1] AMSTALDEN, L.C.; GASPARETTO, C.A. Estudo da
Deposição de Hesperidina em Evaporadores da Indústria de
Citrus. Campinas, 1996, 94p. Faculdade de Engenharia de
Alimentos, Teste de Doutorado. Universidade Estadual de
Campinas (UNICAMP).
[2] CASSON, N., "A flow equation for Pigmento-oil
suspensions of the printingink type, in Rheology of disperse
suspensions", C. C. Mill (ed), (Pergamon press, New York).
1959.
[3] DAVIS, R.B.; De WEESE, D., GOULD, W.A. Consistency measuremente of tomato purre Food Techn, v. 8, p. 330334, 1954.
[4] EZELL, G.H. "Viscosity of concentrated orange and
grapefruit juices". Joural of Food Science, v. 35, p. 333-338,
1959.
[5] FODA, Y.H.; McCOLLUM, J.P. "Viscosity as affected by
various constituents of tomato juice". Jounal of Food
Science, v. 35, p. 333-338, 1970.
[6] GEHERKE, T.; GASPARETTO, C. A. Reometria de suco
de frutas. Campinas, 1996, 52p. Faculdade de Engenharia de
Alimentos, Dissertação de Mestrado – Universidade Estadual
de Campinas (UNICAMP).
[7] GUNJAL, B.B. WAGHMARE, N.J. "Flow caracteristics
of pulp, juice and nectar of "Banesshan" and "Neelum"
mangoes". Journal of Food Science Tech. v. 24, p. 20-23,
1987.
[8] HAND, D.B.; MOYER, J.C.; RASFORD, J.R.; HENING,
J.C.; WHITTEMBERGER, R.T. "Effect of processing
conditions on the viscosity of tomato juice." Food Techn., v.
9, p. 228-235, 1955.
[9] LARA, A.B.W.; NAZARIO, G.; ALMEIDA, M.E.W.;
PREGNOLATO, W. Normas analílicas do Instituto Adolfo
Lutz – Métodos químicos e físicos para análise de alimentos.
Instituto Adolfo Lutz, São Paulo. v. 1, 2ª ed., 1976.
[10] MIZRAHI, S. and BERK, Z. "Flow behaviour of
concentrad orange juice: mathematical." Journal of Texture,
v. 3, n. 1, p. 69-79, 1972.
[11] TANGLERTPAIBUL, T.; RAO, M.A. "Rheological
properties of tomato concentrates as affected by particle size
and methods of concentration". Journal of Food Science, v.
52, n. 1, p. 141-145, 1987.
[12] TRIFIRO, A.; SACCANI, G.; GHERARDI, S.;
IGLIARDI, D. "Effect of content and sizes of suspended
particles on the rheological behaviour of apricot purees".
Industria Conserve. V. 62, p. 97-104, 1987.
[13] VIDAL, J.R.M.B. Estudo Relológico do suco de manga –
Efeito dos sólidos insolúveis. 1997, 81p. Campinas (SP),
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).
Dissertação Mestrado.
1
Recebido para publicação em 25/05/99. Aceito para
publicação em 20/10/00.
2
Professor do Departamento de Engenharia de Alimentos da
UNICENTRO, C.P. 732 - Guarapuava - PR - Brasil - Cep:
85015-430.
3
Professor do Departamento de Engenharia de Alimentos da
UNICAMP, Faculdade de Engenharia de Alimentos - FEA UNICAMP, C.P. 6121 - Campinas - SP - Brasil - Cep: 13081970.
* A quem a correspondência deve ser enviada.