Estudar o comportamento reológico dos produtos e das substâncias que o compõem é importante para o desenvolvimento de novos produtos, avaliação sensorial, dimensionamento de equipamento, controle de qualidade, dentre outros (Ahmed; Ramaswamy, 2004).
A Figura 6 apresenta as curvas de fluxo obtidas para a goma do cajueiro não processada (controle) e processada por API (100, 200, 300, 400, 500 e 600 MPa) em pH 3,2 na concentração de 10% (m/v) e nas taxas de deformação ( ) de 0,1 a 300 s-1. Enquanto que a Figura 7 mostra os resultados para as soluções de
goma do cajueiro em pH 3,7, sob as mesmas condições do pH 3,2.
* Os pontos representam as médias dos resultados obtidos e as barras verticais indicam o desvio padrão de cada valor.
Figura 6. Comportamento ao fluxo (25 °C) de soluções de goma do cajueiro (10%
300, 400, 500 e 600 MPa em pH 3,2. σ e são tensão de cisalhamento e taxa de deformação, respectivamente.
* Os pontos representam as médias dos resultados obtidos e as barras verticais indicam o desvio padrão de cada valor.
Figura 7. Comportamento ao fluxo (25 °C) de soluções de goma do cajueiro (10%
m/v) não processada (Controle) e processadas por API nas pressões 100, 200, 300, 400, 500 e 600 MPa em pH 3,7. σ e são tensão de cisalhamento e taxa de
deformação, respectivamente.
A partir das Figuras 6 e 7, observou-se um aumento das medidas de tensão de cisalhamento (σ) com o aumento da taxa de deformação (γ) para todas as soluções de goma, e esse aumento, por não ser linear, descaracterizou o comportamento da goma como um fluido Newtoniano. Dessa forma, o comportamento ao fluxo das soluções de goma do cajueiro controle e processadas por alta pressão foi característico de comportamento de fluidos pseudoplásticos sem tensão inicial e, sendo assim, foi utilizado o modelo da Lei da Potência (Ostwald-de-Waele) (Equação 1) para explicá-lo.
Ainda, analisando as Figuras 6 e 7, observa-se que as tensões de cisalhamento são praticamente as mesmas para todas as amostras considerando uma mesma taxa de deformação. Em taxas de deformação maiores, nota-se uma inexpressiva variação nas tensões, insuficiente para diferenciá-las. Isto indica que o processamento por API, nas condições utilizadas, não foi capaz de alterar a consistência da goma do cajueiro, considerando que a viscosidade aparente (ƞa) é
diretamente proporcional à tensão de cisalhamento, ou seja, quanto maior a tensão, maior a viscosidade aparente (Equação 2). Dessa forma, pode-se afirmar que o aumento de pressão não alterou a viscosidade aparente da goma do cajueiro.
Onde, ƞa é viscosidade aparente, σ é tensão de cisalhamento, n é índice
de comportamento ao fluxo, taxa de deformação e k é índice de consistência. A Tabela 2 apresenta os resultados dos índices de consistência (k) e de comportamento (n) da goma do cajueiro submetida a várias pressões de processo (100, 200, 300, 400, 500 e 600 MPa) e sem processamento (controle) em pH 3,2 e 3,7.
De acordo com os resultados da Tabela 2, o aumento da pressão não promoveu nenhuma alteração (p>0,05) nos valores de k para as amostras em pH 3,2 e nos valores de n para as amostras em pH 3,7. Em relação ao índice de comportamento (n) para as amostras em pH 3,2, quando estas foram processadas a 600 MPa, houve um aumento significativo (p≤0,05) que aproximou o comportamento ao fluxo da solução de goma do cajueiro ao de um fluido Newtoniano (n=1). Uma possível explicação para esse desempenho pode estar relacionada a uma modificação estrutural do polímero para uma configuração mais linear, pois substâncias lineares são mais facilmente alinhadas ao fluxo que as não lineares, apresentando, assim, menor comportamento pseudoplástico (Porto et al., 2015). Quanto ao índice de consistência (k) das amostras em pH 3,7, houve uma redução significativa (p≤0,05) quando a solução de goma do cajueiro foi
processada a 600 MPa. Esse fenômeno também pode ser explicado devido a uma possível modificação estrutural do polímero para uma configuração mais linear (Laneuville et al., 2013).
Tabela 2. Índices de consistência (k) e de comportamento (n) da goma do cajueiro
(10% m/v) submetida a várias pressões de processo (100, 200, 300, 400, 500 e 600 MPa) e sem processamento (Controle) em pH 3,2 e 3,7.
Pressão de processo (MPa) (Pa.sn) (adimensional) R² pH 3,2 Controle 0.005 ± 0.000A 0.935 ± 0.006A 0.999 100 0.005 ± 0.000A 0.933 ± 0.006AB 0.999 200 0.005 ± 0.000A 0.935 ± 0.006AB 0.999 300 0.005 ± 0.000A 0.942 ± 0.002AB 0.999 400 0.005 ± 0.000A 0.937 ± 0.005AB 0.999 500 0.005 ± 0.000A 0.934 ± 0.002AB 0.999 600 0.004 ± 0.000A 0.944 ± 0.003B 0.999 pH 3,7 Controle 0.004 ± 0.000AB 0.956 ± 0.003A 0.999 100 0.004 ± 0.000AB 0.961 ± 0.005A 0.999 200 0.004 ± 0.000A 0.957 ± 0.004A 0.999 300 0.004 ± 0.000AB 0.958 ± 0.002A 0.999 400 0.004 ± 0.000AB 0.959 ± 0.004A 0.999 500 0.004 ± 0.000AB 0.958 ± 0.002A 0.999 600 0.004 ± 0.000B 0.964 ± 0.005A 0.999
*Letras iguais na mesma coluna para cada pH indicam que as amostras não diferiram a um nível de 5% de significância entre as diferentes pressões de processo.
Quando se compara a quantidade de estudos que avaliam o efeito da API sobre proteínas com os que investigam esse fenômeno sobre os carboidratos, a primeira é extensivamente maior, isto talvez se deva ao fato de que as proteínas têm uma maior importância biológica e uma funcionalidade mais abrangente quando comparadas aos carboidratos.
Apesar da goma xantana ser um polissacarídeo assim como a goma do cajueiro, suas composições, tamanhos e estruturas são diferentes, enquanto a primeira forma soluções muito consistentes em baixas concentrações (0,25% m/v) (Ahmed; Ramaswamy, 2004), a goma do cajueiro produz soluções pouco consistentes em altas concentrações (20% m/v) (Porto; Augusto; Cristianini, 2015). Ahmed e Ramaswamy (2004) processaram soluções de goma xantana (0,25-1,25 %) por API (80-400 MPa) e também obtiveram um comportamento pseudoplástico, mas com tensão inicial. O índice de consistência aumentou com o aumento da pressão, já o índice de comportamento não foi alterado. Enquanto que, no presente estudo, o aumento de pressão aumentou o índice de comportamento da solução de goma do cajueiro em pH 3,2 e reduziu ligeiramente o índice de consistência da solução de goma do cajueiro em pH 3,7.
Panteloglou et al. (2010) processaram solução de goma arábica (40%) em diferentes pH a 800 MPa por 10 minutos e observaram que o processamento por API foi capaz de alterar o comportamento reológico da goma melhorando ou piorando a força do gel formado de acordo com o pH ajustado. Entretanto, como a pressão utilizada foi superior ao do presente estudo, não é possível saber se em pressões menores alguma alteração ocorreria com a goma arábica ou em pressões maiores com a goma do cajueiro. Contudo, Ma et al. (2015a,b) afirmaram que nenhuma alteração ocorreu quando eles processaram dispersões de goma arábica (40% m/v) sob API na pressão de 400 MPa, porém conseguiram alterações satisfatórias em relação às propriedades emulsificantes da goma quando processaram a 800 MPa.
Guo et al. (2014) obtiveram pectinas com maior viscosidade aparente quando extraídas sob API em referência a pectinas adquiridas por outros métodos
de extração como térmico e homogeneizador de alto cisalhamento, este comportamento pode estar relacionado à massa molecular que também foi superior para essas amostras.
Dessa forma, pode-se observar que o efeito da API sobre os polissacarídeos vai depender da magnitude da pressão aplicada e da estrutura/composição dos mesmos.
3.3.5 Calorimetria diferencial de varredura (DSC)
A análise de DSC apresentou um termograma com picos largos, inerente a amostras de natureza amorfa como a goma do cajueiro, onde três picos endotérmicos foram identificados, dessolvatação, melting e decomposição completa, assim como obtido por Okoyey et al. (2012). O mesmo perfil de termograma foi encontrado para todas as amostras e somente a entalpia de dessolvatação foi possível de ser medida; as demais apresentaram elevada variação, impossibilitando uma análise comparativa adequada. A entalpia de dessolvatação não variou (p>0,05) quando as amostras controle (pH 3,2 - 135,06 ± 8,87 J/g, pH 3,7 – 134,37 ± 6,55 J/g), processadas a 100 MPa (pH 3,2 - 141,41 ± 5,77 J/g, pH 3,7 – 141,08 ± 9,03 J/g) e 600 MPa (pH 3,2 - 134,66 ± 8,02 J/g, pH 3,7 – 144,92 ± 6,67 J/g) foram comparadas, demonstrando que o processamento por API não foi capaz de alterar as propriedades calorimétricas da goma do cajueiro quanto a dessolvatação, característica que corresponde a liberação do solvente presente na amostra.
Blaszczak et al. (2007a) processaram sob API (650 MPa por 9 min.) soluções contendo 30 g de amido e 100 g de água e observaram que houve uma redução na entalpia de melting nas amostras pressurizadas quando comparadas as amostras controle.
A elevada resistência à modificação da goma do cajueiro em solução pode estar relacionada a baixa concentração (20% m/v), a baixa pressão (máxima de 600 MPa) e ao pouco tempo de processo (10 min), visto que uma substância altamente ramificada e que possui um complexo proteína-polissacarídeo (proteína-
arabinogalactana) tende a suportar melhor alterações físicas que as demais (Villay et al., 2012).