CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS DE CONCENTRADOS DE JUGO DE TAMARINDORESUMEN Los estable al cizallamiento y oscilatorios de pequeña amplitud propiedades reológicas de concentrado de jugo de tamarindo se estudiaron en el rango de temperatura de 10-90 °C usando un reómetro de esfuerzo controlado. En las pruebas de deformación constante cizalla, los datos de frecuencia de estrés de cizalla de cizallamiento fueron debidamente instalados en el modelo Herschel-Bulkley y Casson a menor (10-30 °C) y superior (50- 90 °C) rango de temperatura, respectivamente. El modelo Carreau se aplicó para describir el comportamiento de cizallamiento-adelgazamiento del concentrado, y los parámetros del modelo estimados empíricamente mostraron dependencia de la temperatura. Los datos de corte oscilatorio de TJC revelaron predominando comportamiento viscoso en el rango de frecuencia más baja, mientras que el módulo elástico predominando la víscera un mayor rango de frecuencias. La regla de la Cox-Merz que relaciona cizalla constante y funciones materiales dinámicos fue probada y no con la mayoría de las temperaturas. El calor específico del TJC aumentó con la temperatura y la temperatura de transición vítrea del producto se encontró que era -70,74 °C. INTRODUCCIÓN El Tamarindo es una fruta versátil, que puede ser usado para muchos propósitos. La Pulpa de tamarindo se ha usado para muchos propósitos medicinales y sigue siendo utilizado por muchas personas en África, Asia y América (Gunasena & Hughes, 2000). Se cree que la pulpa para mejorar la pérdida de apetito y se utiliza para hacer gárgaras para dolores de garganta, vestidor de las heridas (benthal, 1933; Dalziel, 1937) y se dice para ayudar a la restauración de la sensibilidad en los casos de parálisis. El sabor único dulce / amargo de la pulpa es muy popular en la cocina y saborizante. Concentrado de jugo de tamarindo (TJC) es un producto conveniente debido a su facilidad para disolver y reconstituir en agua tibia. El producto también se puede almacenar durante largos períodos de tiempo debido a su actividad moderada agua. TJC es fabricado mediante la extracción de la pulpa con agua hirviendo utilizando el principio de contracorriente, donde se utilizan para la extracción de extractos diluidos lotes frescos de la pulpa. Después de este proceso, se obtiene un extracto que contiene 20% de sólidos solubles. El extracto se separa de la pulpa por tamizado y se concentra en vacío en un evaporador de circulación forzada. Cuando los sólidos solubles alcanzan 68-70%, la pasta se coloca en envasados en latas o botellas. El producto final establece como mermelada en refrigeración. El rendimiento del concentrado es de aproximadamente 75% de la pasta utilizada. Varias propiedades medicinales son reclamados para las preparaciones que contienen pulpa de tamarindo, hojas, flores, corteza y raíz (Gunasena & Hughes, 2000). la concentración y el estado físico de la dispersión. Sin embargo. El conocimiento de las propiedades lineales visco-elástica de TJC es de gran importancia para obtener información en condiciones cercanas al estado no perturbado. sin alterar las estructuras de la red interna de materiales probados (Gunasekaran y Ak. pero no para fluidos estructurados tales como suspensiones (Alhadithi. Armstrong. para caracterizar su microestructura y. Sin embargo. Las propiedades reológicas de los productos alimenticios fueron fuertemente influenciadas por la temperatura. y Hassager. y Takahashi. no muchos resultados se han publicado en relación con las propiedades viscoelásticas lineales de TJC. la regla sólo puede aplicarse si las mediciones tanto constante cizalla y dinámicos de alimentos complejos exhiben defectos estructurales similares. y Walters. 1991). Además. Rao y Cooley . Por otra parte. La regla de la Cox-Merz y / o sus formas modificadas han sido probados durante muchos alimentos líquidos y semisólidos con o sin límite de elasticidad por varios investigadores (Bistani y Kokini. . 2000) y son mucho más fiables que la medición constante (Bistani y Kokini. la aplicación de la Cox-Merz regla para fluidos poliméricos estructurados como materiales alimenticios es cuestionable. 2000. para predecir su comportamiento de flujo viscoso a través del desarrollo de modelos viscoelásticas lineales adecuadas. Por lo tanto. Preshearing de la muestra antes de la medición dinámica podría lograr la validez de la norma de la Cox-Merz (Fujiwara. Barnes. Por lo tanto. Cox y Merz (1958) encontraron que la viscosidad compleja estacionario y la viscosidad de cizallamiento de materiales poliméricos es casi igual mientras que la frecuencia y velocidad de cizallamiento son iguales . Hay muchas publicaciones sobre las propiedades de flujo de los concentrados de zumo y efectos de la temperatura y la concentración (Rao. Gunasekaran y Ak. Características reológicas de TJCs Se estudiaron también por medición de flujo a velocidad de cizallamiento de Y en el rango de temperatura de 25-70°C (Manohar. la viscosimetría constante cizallamiento no es ideal si uno quiere sondear las características reológicas de una dispersión imperturbable.Las medidas reológicas se han considerado como una herramienta analítica para proporcionar conocimientos fundamentales sobre la organización estructural de alimentos y jugar un papel importante en la transferencia de calor a los alimentos líquidos. también. 1992) y más relaciones de confianza se pueden establecer a bajas frecuencias y velocidad de cizallamiento. Ramakrishna. Masuda. 1992). las funciones materiales viscoelásticas lineales medidos desde la prueba oscilatoria que se relacionan con el comportamiento constante cizalla (Steffe. 1991). es interesante estudiar las propiedades reológicas de los productos alimenticios como función de la temperatura. Esta regla empírica es comúnmente una validez de polímeros flexibles simples para estimar el comportamiento de cizalla-adelgazamiento (Bird. Prueba de amplitud pequeña cizalla oscilatoria (SAOS) proporciona fácilmente la medición de las funciones reológicas dinámicas. 1987). La mayoría de los trabajos reportados se basan en los datos viscosimetría. 1990. 1983. 1992). 1983). 1977). y Udayasankar. Dus y Kokini. El perímetro de la muestra expuesta se cubre con trampa de metal para minimizar la evaporación a temperatura más alta. New Castle. la estabilidad y la seguridad de varios productos alimenticios. New Castle. También se estudiaron las propiedades térmicas de TJCs (temperatura de calor y de transición vítrea específica). y Pandey. 2001). Hartel. Pruebas oscilatorias dinámicas se llevaron a cabo en un barrido de frecuencia de 0. hemos explorado el estado estacionario y el comportamiento reológico dinámico del TJC. el conocimiento de es esencial para asegurar la calidad. El objetivo del trabajo fue estudiar las propiedades reológicas de TJC con la función de la temperatura y la aplicabilidad de la regla de la Cox-Merz para identificar la variabilidad de la medición de oscilación y constante cizalla de TJC durante el tratamiento térmico. La actividad de agua y el pH de la TJC fueron medidos por un medidor de actividad de agua y pHmetro. Se ha informado de que la tiene mayor impacto en los alimentos de textura / reología (Ahmed. a 20 °C. Algunas de las propiedades físicas del cambio material encima de la temperatura de transición vítrea . DE) se utilizó para estudiar tanto oscilatoria dinámico y constante cizalla comportamiento reológico del TJC. La temperatura de la muestra se elevó entre 10 y 90 °C con pasos incrementales de 20 °C. Levine y Slade. Karel. Frespo Productos alimenticios. TA Instruments. En este trabajo.1 a 10 Hz. DE) se adjunta con el software de control por ordenador (reología Advantage Programa de Análisis de Datos. TA. Por lo tanto. A 60mm apego de placas paralelas se utilizó con una diferencia de . Los materiales con estructura amorfa o parcialmente amorfa se someten a una transición desde un estado sólido vítreo a un estado viscoso de caucho a una temperatura específica del material y la transición se produce en un intervalo de temperaturas en lugar de un solo punto (Roos. Las medidas reológicas Un reómetro de esfuerzo controlado (AR 2000. 1991). y Kokini. La tensión de . Los sólidos solubles totales se midió (DST) el contenido utilizando un refractrometer mano y expresan en °Brix. los investigadores han hecho hincapié en los alimentos en los diagramas de fase de los sistemas alimentarios.Recientemente. Canadá. Para cada prueba. que consideran ser sistemas de polímeros naturales de agua plastificado (Hartel. La AR 2000 se complementó con un sistema de control de temperatura Peltier eficiente y las temperaturas de la muestra fueron precisamente controladas y monitoreado. India) fueron adquiridos en una tienda departamental en Montreal. Jagatpur. MATERIALES Y MÉTODOS TJC productos de la India (marca Tamicon. respectivamente. Ramaswamy. 1996). un volumen medido (aproximadamente 2 ml) de la muestra wellmixed se colocó sobre la placa inferior del reómetro. 2006. 2001. que se define como donde Xm es el valor medido. TA Instruments. En el experimento.) calibrado con indio para el flujo de calor y la temperatura. n es el número de puntos de datos y el rango es el valor máximo de Xm-el valor mínimo. módulo de pérdida ( . Los datos de capacidad de calor se toman directamente de DSC durante la exploración térmica a la temperatura seleccionada (-90 a 120°C) .6 C) para el análisis térmico. La velocidad de calentamiento se fijó a 5 1C / min en un intervalo de -90 a 150 1C. una medida de la propiedad viscosa). el reómetro fue programado para la temperatura fijada y se equilibró durante 10 min después de lo cual una cizalla programado de dos ciclos cambiando de en 5 min y de nuevo a en el próximo 5 min. se enfrió a -90 °C.3). Nueva Jersey). EE. Todas las mediciones de DSC se realizaron por duplicado. Datos de DSC fueron analizados con el software universal Análisis (versión 3. se utilizó una nueva muestra para la medición reológica. Un recipiente de aluminio vacío se utiliza como referencia. Sisko. Todas las mediciones reológicas se llevaron a cabo por duplicado. Xc es el valor calculado. Bingham. Herméticamente se utilizaron recipientes de aluminio selladas para evitar la pérdida de humedad durante el análisis. Varios modelos de flujo reológicas basado en la velocidad de cizallamiento de cizalla estrés (newtoniana. Willamson. la viscosidad compleja .oscilación fue seleccionada basado en parte lineal de la gama viscoelástico. ley de potencia. una medida de la propiedad elástica). Carreau. y ángulo de fase (tan . El análisis térmico Para el análisis térmico. Ellis) se pusieron a prueba y el mejor ajuste del modelo fue seleccionado sobre la base de error estándar. DE.UU. Se utilizó nitrógeno como gas de purga a un caudal de 50 ml / min. Módulo de almacenamiento ( . Newcastle. se sellaron muestras de TJC. Newcastle. Para las mediciones de flujo estacionario. relación de módulo de pérdida a módulo de almacenamiento) se obtuvieron directamente del software (reología Advantage. El DSC estaba equipado con un sistema de enfriamiento refrigerado que controla de manera eficiente temperatura hasta -90 °C. Casson. Los parámetros reológicos (estrés de cizalla. Un dispositivo robótico de cuatro ejes en el sistema se utiliza para cargar automáticamente las muestras y las sartenes referencia a las cámaras de DSC. las muestras fueron escaneadas TJC en un calorímetro diferencial de barrido (DSC) (TA Q100. que fue proporcionada con el instrumento (TA Instruments. Herschel-Bulkley) y la tasa de viscosidad de cizallamiento aparente (Cruz. se mantuvo durante 10 min para el equilibrio y luego se sometió a un análisis térmico programado. la viscosidad aparente y velocidad de cizallamiento) se obtuvieron de software. Cada vez. TA versión 2. El análisis estadístico El análisis estadístico se realizó utilizando el software Microsoft Excel. Modelos de flujo Modelo de velocidad de cizalla estrés de cizalla Datos de la tasa de estrés de cizalla Shear de TJC se probaron para diferentes modelos reológicas (newtoniana. Casson. mientras que los medios de conjuntos en comparación diferían en (prueba t de estudiante). el poder y Herschel-Bulkley).65 g de grasa por 100 g.66 y 2. y se encontró que el modelo Herschel-Bulkley equipado adecuadamente a un menor rango de temperatura (10-30°C) mientras que el modelo Casson describe bien los datos a la temperatura más alta (50-90 °C) (Tabla 1). El producto contenía 58 g de carbohidratos. 2.5 g de proteína y 0. Tabla 1 La selección de los modelos de flujo basado en los errores estándar El Herschel-Bulkley y Casson modelo se representan como: . Bingham. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A TSS de la pasta se encontró que era 71°Brix mientras que la actividad de agua y el pH fueron 0.1 respectivamente. Tendencias se consideraron significativas. Las diferencias en la observación podrían ser debido a la variación en el contenido de sólidos solubles.43 y 0.5 Casson rendimiento (Pa ). .78 que indican la naturaleza cizalla adelgazamiento de TJC. tales como las que se requieren durante el procesamiento térmico (Steffe. Los valores oscilaron entre 0. Manohar et al. Este comportamiento es contrario al presente estudio. El . no existe una tendencia para los valores n con la temperatura.donde es la tensión de cizalladura (Pa). Tanto el los parámetros del modelo Casson Herschel-Bulkley y se presentan en la Tabla 2. en particular para la comparación de las características generales de los productos fabricados en diferentes líneas de producción (Ahmed. Un verdadero valor de la tensión de fluencia podría ser beneficioso para el diseño óptimo de los sistemas de procesamiento de alimentos. 1992). El valor de rendimiento obtenido tanto de la Herschel-Bulkley y el modelo de Casson disminuyó con la temperatura desde el nivel de estrés en el fluido se incrementa. Sin embargo. (1991) reportaron TJC muestra (62°Brix) no presentaron ningún límite elástico. y son la tensión de fluencia (Pa) y es la velocidad de cizallamiento de consistencia es la constante de Casson comportamiento de flujo (adimensional). la estructura responsable de la tensión de fluencia se destruye. 0. Tipo de instrumentos utilizados y la variación en velocidades de cizallamiento. La tensión de fluencia es un parámetro de control de calidad importante para procesar las industrias. La literatura sobre suspensiones concentradas y materiales que presentan una tensión de fluencia es voluminosa. K es el coeficiente y n es el índice de Las muestras TJC exhibieron límite elástico definido debido a importantes interacciones partícula-partícula y el hacinamiento. 2004). ya que el material se hiló fuera de las placas a alta velocidad y representa la viscosidad tasa de cizallamiento infinita . la viscosidad alcanzó el valor de estado estacionario monotónicamente. Un modelo no lineal (. que corresponde a la viscosidad de la velocidad de cizallamiento cero . A alta velocidad de cizallamiento. la ecuación (3)) se . Modelo Carreau. el material visco-elástico exhibe a menudo un estado transitorio. A baja velocidad de cizallamiento. La viscosidad en estado estacionario como una función de la velocidad de cizalla a diferentes temperaturas se muestra en la Fig. la fuerte interacción entre las moléculas interrumpido en 90 °C. A velocidad de cizallamiento pequeña. la viscosidad no se varió significativamente en el intervalo de temperatura de 50-90°C. sin embargo. que es dependiente de la velocidad de cizallamiento. Modelo de tasa de viscosidad aparente cizalla Al inicio de un flujo constante cizallamiento. 1. La aplicabilidad de modelo Casson a temperaturas elevadas indica fuertes características de gel de TJC (posiblemente debido a la proteína y el componente de almidón).índice de consistencia disminuyó sistemáticamente con la temperatura (excepto 90 °C para el modelo Casson). la viscosidad disminuyó con la tasa de cizallamiento y la medición de la viscosidad se hizo más difícil. no se observaron diferencias significativas en los datos reológicos (excepto 90°C. es la viscosidad de cizallamiento cero (valor de tasa de bajo cizallamiento extrapolado). 2. y n el flujo índice de comportamiento. mientras que el flujo aumentó índice de comportamiento. K es el coeficiente de consistencia. K disminuyó con la temperatura.utilizó para describir la viscosidad aparente de la TJC en cualquier velocidad de cizallamiento dada: donde es la viscosidad aparente medido a una velocidad de cizallamiento dada. Los parámetros del modelo Carreau obtenidos del software se muestran en la Tabla 3. Efecto de la temperatura sobre coeficientes de consistencia obtenidos a partir del modelo de Herschel Bulkley y viscosidad aparente a velocidad de cizallamiento constante de TJC se ilustran en la Fig. es la viscosidad de cizallamiento infinita-(alto valor de la velocidad de cizalla). . sin embargo. ) en el rango de temperatura de 50- Efecto de la temperatura sobre las características reológicas de TJC La temperatura tiene un efecto significativo en las características reológicas de los productos alimenticios concentrados. Los parámetros reológicos y . 46 kJ/gmol.71. 2004). respectivamente. Sin embargo. (5) y (6) se calcularon utilizando la técnica de mínimos cuadrados. No hubo .09 y 33.): donde y son el coeficiente de consistencia y viscosidad aparente a respectivamente.92. respectivamente. mientras que los errores estándar fueron menos de 0. y son los valores de energía de activación correspondientes. R es la constante universal de los gases y T es la temperatura absoluta (Ahmed. mientras que las magnitudes correspondientes de constantes fueron y . un aumento en la magnitud de K a 70°C características del gel indicados (sol-gel) de TJC. El R2 para ambos casos eran superiores a 0. Dependencia de la temperatura de coeficiente de consistencia de la tasa de estrés de cizalla de cizallamiento y la viscosidad aparente a velocidad de cizallamiento constante se expresa generalmente por la relación de Arrhenius (ecuaciones (5) y (6). .Se indica que un aumento de temperatura reduce la tensión de cizalladura / viscosidad aparente a una velocidad de cizallamiento constante. son las constantes pre exponenciales. Estos valores indican que tanto K obtuvo de modelo Herschel-Bulkley y viscosidad aparente a velocidad de cizallamiento específica seguimiento adecuado modelo de Arrhenius. Los coeficientes de las ecuaciones. Magnitudes de la energía de activación relacionados con coeficiente de consistencia y viscosidad aparente oscilaron entre 35. Reología cizalla dinámico Se realizó un ensayo de linealidad para encontrar la región viscoelástica lineal para la TJC en el rango de frecuencia de 1 Hz y una tensión de oscilación de 1 Pa fue seleccionado para la medición viscoelástico. La respuesta mecánica observado es característico de una red enmarañada de bobinas de polímeros desordenados (Ferry. En tan alta . Un punto de cruce a . 1991). Manohar et al. Esta diferencia se debe a un accesorio en diferentes modelos. la deformación elástica de la red enmarañada se vuelve progresivamente más significativa y. sobre el módulo de almacenamiento. La figura 3 muestra los espectros mecánica típica que describe el comportamiento viscoelástico de TJC bajo pruebas de deformación oscilatoria de baja amplitud. hay tiempo suficiente para desenredar la cadena importante y reordenamiento dentro de la escala de tiempo del periodo de oscilación.. 1980). los dos módulos se cruzan. 2004. el sistema se comporta como un sólido elástico aproximadamente 1Hz indica característica gel del producto. la respuesta predominante del polímero a la deformación impuesta es disipativa flujo viscoso de la energía (que se caracteriza por el predominio del módulo de pérdida. como el período de oscilación de las disminuciones de deformación aplicada.diferencia insignificante en energías de activación. A baja frecuencia. en consecuencia. Los altos valores de E se atribuyeron por una mayor gama de temperatura estudiada y el más alto contenido de sólidos solubles. A mayor . ). el tiempo necesario para reordenamientos de la cadena supera la escala de tiempo de la tasa de deformación. Por lo tanto. Por lo tanto. Las energías de activación obtenidos fueron más altos en comparación con otras pastas (Ahmed. Sin embargo. En comparación con la viscosidad en estado estacionario se muestra en la Fig. 1958) de la viscosidad constante cizalla y la viscosidad dinámica compleja trazada a valores equivalentes de velocidad de cizallamiento y la frecuencia. La regla empírica de Cox-Merz (ecuación (7).1-10 Hz y cizallamiento tasa de Fueron estudiados para TJC. . la regla no se sigue para otras temperaturas. 4. Fig.) Se ha encontrado para ser aplicable para la muestra TJC en el rango de temperatura de 10°C. 4 ilustra la superposición de la Cox-Merz (Cox y Merz. Aplicabilidad de la regla de la Cox-Merz Reómetro Nueva generación de interfaz con la computadora produce datos dinámicos y constantes Tijeras de frecuencia seleccionada y rango velocidad de cizallamiento con precisión. la viscosidad dinámica fue mucho mayor. La relación entre la viscosidad dinámica compleja cizallamiento y la viscosidad de de datos en el rango de frecuencia de 0. Esta diferencia. 2006. En el flujo de cizallamiento de estado estacionario. Las variaciones de ambos viscosidad dinámica compleja y la viscosidad de cizallamiento de datos con tasa de frecuencia / cizallamiento fueron representados bien (Ec. 1983). es probablemente debido a la interacción entre las partículas. Bistani y Kokini. (8)) por la relación de potencia-lawtype: .También es interesante observar que la dependencia de frecuencia viscosidad compleja comportado de manera diferente con viscosidad de cizallamiento en el rango similar de la tasa / cizalla de frecuencia para TJC. la deformación es grande y las rupturas red estructural a alta velocidad de cizallamiento resultante de la viscosidad bajo cizallamiento. generalmente alta viscosidad de oscilación. que no afecta durante la medición de oscilación de amplitud pequeña. Observaciones similares para algunas muestras comerciales de alimentos fueron reportados anteriormente por diversos investigadores (Ahmed y Ramaswamy. y la red estructural complejo. Temperaturas de transición de calor y de vidrio específicas Las temperaturas de calor y de transición vítrea específicos se determinaron a partir de la curva específica de flujo de calor / calor. Cambios de TJC curva de flujo de calor en el rango de temperatura de 60 a 90 °C indica gelatinización de almidón / proteína que también apoyaron datos reológicos discutidos anteriormente.5°C. Es evidente a partir de la figura que el calor específico aumentó linealmente con la temperatura. La diferencia entre la viscosidad de cizallamiento y de oscilación datos de viscosidad estable al cizallamiento aumenta con la temperatura.. excepto 90°C. La temperatura tiene un efecto significativo sobre los parámetros de la ley de potencia y también es evidente a partir de las figuras (Fig. mientras que los valores disminuyeron por encima de 120. Parámetro C y ley de energía y confirmado la aplicabilidad de la regla de la Cox-Merz a 10°C. 5) obtenidos a partir de la TA Q100 DSC eran muy repetible con diferentes repeticiones. 5 también muestra una curva de barrido DSC típico de TJC. Se encontró que los valores de a ser más alta en comparación con los valores reportados anteriormente para TJC y solución de sacarosa (Manohar et al. 4). 1991). mientras que no se ajustaban a una temperatura más alta. Los termogramas (Fig. En .Los parámetros de la ley de potencia para muestras TJC se presentan en la Tabla 4. Fig. La temperatura de transición vítrea de punto medio TJC se encontró que era -70. La transición vítrea es una región que incluye un cambio en el flujo de calor de capacidad / calor en el termograma. La para el mismo material puede variar ligeramente o significativamente. punto medio y finales) utilizando el software adjunto con el DSC. Casson y los modelos de Carreau. . 1995) que los predicados la vida útil del producto. las condiciones experimentales (tasa de calefacción / refrigeración) y la técnica utilizada (Mizuno. Datos de reología oscilatorios en menor frecuencia se caracterizan por el predominio del módulo viscoso sobre el módulo de almacenamiento y un punto de cruce exhibido en 1 Hz indicó característica de gel del producto.5 y 36 kJ / mol. y Motoki. La regla de la Cox-Merz no era aplicable para la mayoría de la temperatura estudiados.74 °C (ASTM. mientras que al 10°C muestra TJC seguido adecuadamente la regla. El calor específico del producto aumentó linealmente con la temperatura. El patrón de flujo steadyshear estuvo bien representada por el Herschel Bulkley. Se observó una transición de vidrio transparente.74°C.intervalos de temperatura inferiores. Los cambios de las características reológicas de TJC en rangos de temperatura seleccionados fueron debidamente apoyados por termograma DSC. dependiendo de la definición. termograma exhibió temperaturas de transición de vidrio. La punto medio de TJC se encontró que era -70. La energía de activación de flujo calculado a partir del modelo de Herschel-Bulkley y la aparente viscosidad a velocidad de cizallamiento constante osciló entre 33. CONCLUSIÓN TJCs comportó como un verdadero fluido viscoelástico. tanto durante el calentamiento en la señal de flujo de calor y calcula los tres puntos de temperaturas de transición vítrea (inicio. Mitsuiki. 1999).
Report "Características Reológicas de Concentrados de Jugo de Tamarindo"