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Tipo: Tese
Título: Estudo estrutural, termodinâmico e reológico das gomas gelana e tara em meios aquosos: efeito da concentração, pH e força iônica
Study of structure, thermodynamic and rheology of gellan gum and tara in aqueous solutions : effect of concentration, pH and ionic strength
Autor(es): Neves, Erick Ornellas
Abstract: Os hidrocoloides são empregados há muito tempo pelas indústrias, sendo em alguns casos os principais promotores das características reológicas do material. A avaliação das fontes de variação presentes em alimentos que possam causar impacto estrutural (químico e espacial) permite um controle adequado do desempenho do hidrocoloide na modificação do perfil reológico do sistema. Neste trabalho foram estudados dois hidrocoloides, goma gelana e goma tara, sendo caracterizado o perfil reológico dos sistemas onde estes eram empregados e feita a caracterização dos hidrocoloides por técnicas físico- químicas. Foram avaliados o perfil de sistemas com a adição de cloreto de sódio de O a 150 mmol/L e de pH entre 3,5 a 5,5 e a interação entre estes fatores e o hidrocoloide. Foram avaliados o perfil reológico dos sistemas com relação ao comportamento ao escoamento, tixotropia e viscoelasticidade, variando também a concentração de hidrocoloide no meio. Já o volume específico parcial e o raio hidrodinâmico foram avaliados somente com relação ao pH e força iônica para os diferentes hidrocoloides. As técnicas de viscosidade intrínseca e calorimetria foram utilizadas na caracterização da goma gelana no meio. Os resultados demonstraram para a goma gelana a importância da interação do cloreto de sódio com esta goma, alem da importância dos fatores isoladamente na construção do perfil reológico do meio. Para as condições de pH 4,5 e 5,5 foi observada pouca diferença com relação aos resultados reológicos, porém para pH 3,5 verificou-se grande modificação de perfil frente aos outros. Estruturalmente o pH 3,5 tende a protonar a molécula, ocasionando maior aproximação das estruturas, porém a presença do cloreto de sódio permite até determinada concentração uma maior interação do polímero com a água. Após a concentração crítica, esta interação diminuiu e uma maior interação polímero-polímero foi formada, aumentado mais intensamente o módulo elástico do que o viscoso. Já os sistemas com goma tara apresentaram um perfil reológico muito dependente da concentração do hidrocoloide, com pouca dependência entre os fatores de pH e cloreto de sódio. O pH tem uma importância associada à temperatura, onde, nas emperaturas utilizadas, a preparação ocasionou uma despolimerização do hidrocoloide. Esta despolimerização foi associada a uma interação do pH com a concentração de hidrocoloide, onde uma maior concentração de hidrocoloide acarretou em maior grau de despolimerização. O aumento da concentração de cloreto de sódio tendeu a afetar negativamente o módulo elástico, mas de forma modesta. Estruturalmente o volume específico parcial foi afetado pelo cloreto de sódio, mas não pelo pH. A diminuição do volume específico parcial esteve associada a uma diminuição do covolume do hidrocoloide, mas de forma a não alterar o raio hidrodinâmico. Provavelmente esta alteração do volume esteja associada a uma maior interação intramolecular. Assim podemos observar que a importância dos fatores pH e cloreto de sódio e dependente da estrutura observada, sendo que o seu grau de importância esteve associado não só ao fator isolado, mas à sua interação, sobretudo, com o hidrocoloide.
Hydrocolloids have been applied by factories for a long time and in some cases they are the main substances that modifies rheological characteristics of a material. The evaluation of variation sources contained in food that may cause structural impact (chemical or spatial), allow a suitable control of the hydrocolloid performance in modifying the system rheological profile. In this present work, two different hydrocolloids were studied, gellan and tara gum, and the systems which had these gums applied were characterized according to their rheological properties. Hydrocolloids were characterized by physic- chemical techniques. System profile was evaluated according to the addition of sodium chloride (0 to 150 mg/L), to the adjust of pH (3.5 to 5.5) and to the interaction between these factors and the hydrocolloid. Besides these variables, concentration of hydrocolloid was also studied in the rheological behavior. The evaluation of the systems was performed analyzing their flow behavior, tixotropy and viscoelasticity. However, the partial specific volume and hydrodynamic radius were evaluated only in relation to the pH and ionic strength for both hydrocolloids. Techniques of intrinsic viscosity and calorimetry were applied to characterize gellan gum in the medium. Results pointed out an important interaction between gellan gum and sodium chloride, besides the importance of the isolated factors in the building of medium rheological profile. Rheological results were slightly different in pH 4.5 and 5.5. However, for pH 3.5, huge difference in the profile was observed. Molecules tend to be protonated in pH 3.5, leading to the approximation of the structures. When sodium chloride is present, it allowed until a certain concentration, a higher interaction between the polymer and water. Beyond the critical concentration, this interaction decreased, and the interaction polymer-polymer was formed more intensively, what resulted in the increase of the G' in relation to the G”. When tara gum was used, the systems showed a rheological profile very dependent on the hydrocolloid concentration, presenting low dependence with the factors pH and sodium chloride. The pH has an importance associated with temperature. Temperatures used in these experiments caused a hydrocolloid depolymerization, which was associated to an interaction pH and hydrocolloid concentration, where high hydrocolloid concentration Ieaded high depolymerization. G” was slightly and negatively affected by increasing sodium chloride concentration. Partial specific volume was affected by sodium chloride, but it was not affected by the pH. The decrease of partial specific volume was associated to the decrease of the hydrocolloid co-volume, however it occurred with no effect in the hydrodynamic radius. This variation in the volume is likely associated to a stronger intramolecular interaction. Therefore, it is possible to observe that the importance of the factors pH and sodium chloride is structurally dependent and the degree of importance is associated not only to an isolated factor, but it is also associated to the interaction of these variables with the hydrocolloid.
Palavras-chave: Polímeros
Reologia
Goma Tara
Goma Gelana
CNPq: Tecnologia de Alimentos
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: NEVES, Erick Ornellas. Estudo estrutural, termodinâmico e reológico das gomas gelana e tara em meios aquosos: efeito da concentração, pH e força iônica. 2015. 142 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/6767
Data do documento: 25-Fev-2015
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