Efectos de la concentración y temperatura en las propiedades de flujo de las soluciones de semilla de goma alyssum

Efectos de la concentración y temperatura sobre las propiedades de flujo de las soluciones de semilla de goma alyssum homolocarpum: evaluación del periodo de dependencia y tixotropía

Resumen Efectos de diferentes velocidades de cizalladura, concentraciones de goma y temperaturas sobre las propiedades de las soluciones de semilla de goma Alyssum homolocarpum a fueron investigadas usando un viscosímetro rotacional. Los datos experimentales fueron ajustados con tres periodo-dependientes modelos reológicos, los cuales son: el modelo estructural cinético de segundo orden, el modelo de weltman, y el modelo de decadencia de tensión de primer orden con un valor de tensión diferente de cero. La velocidad constante y grado de viscosidad dependieron fuertemente de la velocidad de cizallamiento, concentración de goma, y temperatura. Fue encontrado que las muestras de semilla de goma A. homolocarpum mostraron dilución por cizallamiento y comportamiento tixotrópico para todas las concentraciones y temperaturas.  La cantidad de desajuste estructural disminuyó con la velocidad de cizalladura, pero no tuvo una tendencia general con la concentración y temperatura. El grado de tixotropía incrementó con el incremento de la concentración de goma y disminuyó con el incremento de temperatura y velocidad de cizallamiento. En este trabajo, la decadencia de velocidad constante generalmente incrementa junto con el incremento de velocidad de cizallamiento; no obstante, no hubo ninguna tendencia con la concentración y temperatura.

Introducción

Estudios reológicos contribuyen al conocimiento de la estructura o distribución de los componentes moleculares de los alimentos, así como para predecir los cambios estructurales de los alimentos durante los procesos de fabricación. Confiable y precisa caracterización reológica de los productos alimenticios, efectos particularmente dependientes del tiempo, se requiere para el control de la calidad, la textura, la vida útil, y para el diseño de procesamiento equipo. Cuando un material es cortado en una velocidad de cizallamiento constante, la viscosidad de un material tixotrópico disminuirá durante un período de tiempo, lo que implica un progresivo desglose de la estructura.

Además, la caracterización de tiempo-dependiente propiedades reológicas de los sistemas alimentarios es importante establecer relaciones entre la estructura y el flujo, ya correlacionar los parámetros físicos con la evaluación sensorial.

Caracterización reológica de fluidos en función del tiempo de flujo no es fácil. Que su viscosidad aparente no depende sólo en la velocidad de cizalla, sino también en la cizalla vez que se aplica. En general, los dos métodos se utilizan para representar la tixotropía de una solución: el enfoque reológico transitoria y la enfoque de ciclo de histéresis. El enfoque reológico transitoria se puede combinar con un modelo cinético estructural analizar el comportamiento tixotrópico de una solución compleja, donde el parámetro estructura representa la fracción de los enlaces de red en una solución.

Experimentalmente, la dependencia del tiempo de flujo es claramente demostrado mediante la ejecución de un ciclo de histéresis. El área de histéresis dará una estimación de la magnitud del producto tixotropía 7-10. Modelización del comportamiento tixotrópico de productos alimenticios se ha basado en las ecuaciones, como el such as the Weltman model 11, stressdecay models12, and structural kinetic models13.

Los hidrocoloides obtenidos de diferentes fuentes han sido explotados como espesantes, estabilizantes, sustituto de la grasa, y estabilizadores de emulsión en systems14-16 alimentos. Razavi y Karazhiyan 17 estudió el comportamiento del flujo de tubérculos salep y gomas de semillas Balangu en soluciones acuosas, y llegado a la conclusión hidrocoloides que ambos mostraron un comportamiento tixotrópico. Zhang et al18, Mao y Chen19 y Huei Chen y Yuu Chen20 también investigó las propiedades tixotrópicas de goma de hidroxipropil guar, goma de algarroba, y laver verde mucílago, respectivamente. Tixotropía de una solución de polímero es cuantificado por la capacidad de la solución para recuperar su estructura de gel cuando la solución se deja en reposo durante un periodo de tiempo tiempo, que normalmente se atribuye a la descomposición de enlaces de la red formada por las asociaciones entre el polímero cadenas bajo shear21. Semillas homolocarpum Alyssum es conocido bajo el ámbito local Nombre del Qodume shirazi en Irán, y ha sido utilizado como un la medicina tradicional desde hace cientos de años. Las semillas son conocidas por producir una gran cantidad de mucilaginosa sustancia cuando empapado en water22. Esta goma exposiciones no, El comportamiento pseudoplástico newtoniano, y puede ser utilizado como un espesante y agente estabilizador en industrias de alimentos. Sin embargo, no hay información sobre la dependencia del tiempo de A. goma de semilla homolocarpum. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue caracterizar el comportamiento tixotrópico de A. goma de semilla homolocarpum y examinar diferentes modelos para describir su comportamiento reológico dependiente del tiempo bajo el efecto de diferentes temperaturas, concentraciones, y condiciones de cizallamiento.

Materiales y Métodos

La extracción de la goma

Semillas de A. homolocarpum se dispersaron en precalentado agua desionizada (Milli-Q, Millipore, Bedford, EE.UU.) a una n relación agua / semilla de 60: 1, pH 7, y la temperatura de 55 ° C. los suspensión se agitó continuamente con una mezcla mecánica remar durante 1 h. Las semillas fueron descartados, y el sobrenadante se sometió a precipitación con etanol (97% etanol / ratio de mezcla de 3: 1). Más tarde, el precipitado se recuperado usando un tamiz para permitir que el drenaje del exceso de disolvente y se dispersó en agua desionizada. La dispersión se almacenó durante la noche a 4 ° C con continuo se agita. En última instancia, la dispersión se secó en un convencional horno (durante la noche a 45 ° C), se muele, y se tamizó usando una de malla 18 tamices.

Preparación de la muestra

Soluciones de goma se prepararon a concentraciones de 3%, 3,5% y 4% (w / w) mediante la dispersión de la cantidad requerida de goma en agua desionizada (Milli-Q), bajo agitación lenta a temperatura ambiente, y se almacena durante 18 horas a 4 ° C para su hidratación completa antes de cualquier evaluación.

Medición reológico

Las mediciones se llevaron a cabo utilizando un viscosímetro rotacional (Bohlin Modelo Visco 88, Bohlin Instruments, UK) equipado con un circulador de calefacción (Julabo, modelo F12-MC, Julabo Labortechnik, Alemania). Medición adecuado bob y tazas (C14, C25, C30) y se utilizaron durante mediciones de la viscosidad de acuerdo con la viscosidad de dispersión. Las muestras preparadas se cargaron en la taza y se dejó equilibrar durante al menos 10 min a deseado la temperatura (5, 25, 45, y 65 ° C). Para determinar el flujo curvas de goma, la velocidad de cizallamiento se incrementó de 14 a 300 s-1 durante 3 min y se redujo de 300 a 14 s-1 en 3 min. En nuestro trabajo anterior, de 3 min pre-cortante en era 100 s-1 utilizado para obtener uniforme y solution23 no estructurada. Por lo tanto, se observó una pequeña diferencia entre ascendente y curvas descendentes, y la zona de histéresis no apareció para la mayoría de las muestras. En el presente trabajo, no hay pre-cizallamiento fue utilizado y el índice de comportamiento de flujo (n) y la consistencia valores de los coeficientes (k) se evaluaron mediante el ajuste de la potencia modelo de ley (Ec. 1):

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