Introdução
A manteiga é uma emulsão multifásica que consiste em glóbulos de gordura, gordura cristalina e uma fase aquosa dispersa em uma fase contínua de óleo. Além do sabor, as propriedades mais importantes da manteiga em termos de percepção do cliente são a textura, a aparência e a capacidade de espalhar. A dureza e a capacidade de espalhar estão inversamente relacionadas entre si e também são as duas propriedades mais comumente medidas da manteiga (Wright 2001). Sabe-se que ambas dependem muito da temperatura, mas também são afetadas pela taxa de resfriamento após a batedura e pela variação regional ou sazonal causada pela dieta da vaca (Prentice 1972).
A reologia pode ser uma ferramenta útil para caracterizar e otimizar as propriedades de textura da manteiga. O módulo de cisalhamento está relacionado à rigidez do produto, que pode ser medida como uma função da temperatura por meio de testes oscilatórios, e a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de escoamento representa a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão que deve ser superada para que a manteiga se deforme plasticamente, ou seja, se espalhe. Os reômetros modernos, como o reômetro rotacional Kinexus, também têm recursos axiais avançados que podem ser úteis para investigar outras características da manteiga, como dureza (compressibilidade) e aderência (TackinessA aderência descreve a interação entre duas camadas de materiais idênticos (autoadesão) ou diferentes (coesão) em termos de aderência da superfície.pegajosidade).
Esta nota de aplicação mostra como a reologia pode ser usada para comparar as características de derretimento e de espalhamento de dois produtos comerciais: uma manteiga normal e uma manteiga para barrar. A manteiga normal era feita apenas com gordura do leite, enquanto a manteiga para barrar continha uma porcentagem de óleo vegetal para reduzir aTemperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). temperatura de fusão e a rigidez do material quando retirado da geladeira.
Experimental
- As duas amostras de manteiga foram avaliadas na faixa de temperatura de 4°C a 35°C usando o teste oscilatório de amplitude small e o teste axial.
- As medições foram feitas usando um reômetro Kinexus com um cartucho de placa Peltier e um sistema de medição de placa rugosa, utilizando sequências pré-configuradas no software rSpace.
- Uma sequência de carregamento padrão foi usada para garantir que as amostras fossem submetidas a um histórico térmico e a um protocolo de carregamento consistentes.
- Um teste de rampa de temperatura com controle de EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de frequência única foi realizado entre 4°C e 35°C a uma taxa de 2°C/min usando uma EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão dentro da Região Viscoelástica Linear (LVR).
- Um ciclo de compressão-descompressão axial foi realizado a 4°C em 1 mm de amostra fresca e a resposta de força normal foi medida para determinar a dureza e a aderência.
Resultados e discussão
Teste oscilatório
Small o teste oscilatório de amplitude é um teste não destrutivo e, portanto, pode mostrar as mudanças que ocorrem em uma microestrutura complexa com o tempo ou a temperatura, sem quebrá-la. Os parâmetros comumente medidos são G', o Módulo elásticoO módulo complexo (componente elástico), módulo de armazenamento ou G', é a parte "real" das amostras, o módulo complexo geral. Esse componente elástico indica a resposta do tipo sólido, ou em fase, da amostra que está sendo medida. módulo elástico (armazenamento), e G", oMódulo de viscosidadeO módulo complexo (componente viscoso), módulo de perda ou G'', é a parte "imaginária" das amostras do módulo complexo geral. Esse componente viscoso indica a resposta do tipo líquido, ou fora de fase, da amostra que está sendo medida. módulo viscoso (perda). Eles correspondem à rigidez dos componentes sólidos e líquidos da amostra, respectivamente, com a rigidez total dada pelo Módulo complexoO módulo complexo consiste em dois componentes, o módulo de armazenamento e o módulo de perda. O módulo de armazenamento (ou módulo de Young) descreve a rigidez e o módulo de perda descreve o comportamento de amortecimento (ou viscoelástico) da amostra correspondente usando o método de Análise Mecânica Dinâmica (DMA). módulo complexo, G* = √(G'2 + G "2).
O ângulo de fase (δ) é uma medida da diferença de fase entre a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão aplicada e a tensão medida e pode ser usado para quantificar a estrutura em termos de suas características viscoelásticas. Um material do tipo líquido terá um ângulo de fase maior que 45° (90° = completamente líquido) e um material do tipo sólido será menor que 45° (0° = completamente sólido).
A Figura 1 mostra os resultados da rampa de temperatura oscilatória de frequência única realizada nas duas amostras de manteiga. A 4°C, a manteiga normal é uma ordem de magnitude mais rígida do que a manteiga para barrar em termos de G'. Isso dá a primeira indicação de por que a manteiga para barrar pode ser usada diretamente da geladeira, já que se espera que valores mais baixos de G' correspondam a uma Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento menor. Os ângulos de fase são ambos muito baixos (menos de 10°), indicando que as amostras são muito sólidas quando armazenadas na geladeira, sendo a manteiga para barrar ligeiramente mais elástica.
À medida que a temperatura aumenta, os valores do módulo diminuem, indicando o amolecimento da estrutura que está associado principalmente à fusão da gordura cristalina do leite. Essa queda é mais significativa para a manteiga normal, com G' caindo aproximadamente 10 MPa entre 4°C e 20°C, em comparação com 0,5 MPa para a manteiga para barrar. Essa transição de derretimento também corresponde a um pico no ângulo de fase que é mais proeminente para a amostra de manteiga normal e ocorre em uma temperatura ligeiramente mais alta em comparação com a variante para barrar.
Teste axial
O segundo teste realizado nas amostras de manteiga foi um teste de compressão-descompressão axial, conforme ilustrado na Figura 2. Isso envolveu apertar a amostra entre as duas placas e, em seguida, separar as placas enquanto se registrava continuamente a resposta da força normal. O estágio de compressão corresponde ao escoamento e à deformação da amostra e deve estar relacionado à dureza da manteiga e à facilidade de espalhar. O estágio de descompressão corresponde à TackinessA aderência descreve a interação entre duas camadas de materiais idênticos (autoadesão) ou diferentes (coesão) em termos de aderência da superfície.pegajosidade ou aderência e deve indicar a tendência de a manteiga aderir à faca durante o espalhamento.
A Figura 3 mostra os perfis de força normal para as duas amostras de manteiga em resposta à deformação axial. Para comprimir a manteiga normal em 1 mm, foram necessários 30 N de força, enquanto a manteiga para barrar exigiu apenas 6 N de força. Isso indica que a manteiga para barrar cede e se deforma muito mais facilmente (é menos dura) do que a manteiga normal, como seria de se esperar. Na descompressão, a manteiga normal gerou um pico de força de tração de -10 N, sem nenhum pico acentuado observado na manteiga para barrar. Isso indica que a manteiga normal teria uma tendência maior de grudar na faca durante o espalhamento.
Conclusões
Um reômetro pode ser usado para realizar uma série de medições diferentes para caracterizar e comparar diferentes manteigas em termos de microestrutura, textura e facilidade de espalhamento. Isso inclui testes oscilatórios de frequência única para sondar as mudanças na rigidez e viscoelasticidade com a temperatura e testes axiais para avaliar a dureza e a TackinessA aderência descreve a interação entre duas camadas de materiais idênticos (autoadesão) ou diferentes (coesão) em termos de aderência da superfície.pegajosidade durante o uso.