Caracterização reológica e microstrutural de emulsões água em óleo para uso alimentar

As emulsões inversas água/óleo são sistemas multifásicos complexos, constituídos por uma fase líquida aquosa dispersa numa fase lipídica (contínua), e cristais de gordura para estabilizar a fase dispersa. O mimetismo lipídico nestas emulsões advém da estabilização através do controlo da cinética da cristalização das gorduras [1]. A natureza e a morfologia das fases formadas estão correlacionadas com as propriedades mecânicas e reológicas destes sistemas. Foram estudadas cinco emulsões inversas a/o com diferentes formulações, utilizando diferentes técnicas experimentais: espectrometria mecânica (ensaios reológicos), microscopia óptica (visualização e registo de ensaios reológicos) [2], avaliação instrumental e sensorial de cor e textura. Os ensaios reológicos incluíram ensaios de relaxação de tensões e ensaios dinâmicos, para determinação experimental das funções materiais das emulsões. A microestrutura e a composição, o tamanho de gota e a distribuição de tamanhos de gota das emulsões inversas foram analisadas e medidas por microscopia óptica e análise de imagem. A visualização de escoamentos foi efectuada utilizando uma célula óptica de torção acoplada a um microscópio óptico e a uma câmara digital para observação em tempo real das alterações de textura causadas por deformações ou velocidades de deformação. Foi também efectuada avaliação sensorial e instrumental (cor e textura) das cinco emulsões inversas. A interpretação dos resultados experimentais dos ensaios reológicos foi feita com base no modelo de Palierne [3], considerando um modelo da emulsão inversa constituída por uma fase lipídica contínua, modificada pela presença da rede de cristais lipídicos, e dois tipos de inclusões da fase aquosa: inclusões com uma interface lípido-água sem cristais lipídicos, e inclusões com a interface modificada pela rede de cristais lipídicos. O ajuste efectuado às funções materiais reológicas mostrou que o modelo utilizado consegue descrever, com boa aproximação, os resultados experimentais obtidos. A caracterização reológica da resposta da emulsão a diferentes histórias da deformação foi complementada com a observação em tempo real das alterações de textura ocorridas em cada um dos ensaios referidos, utilizando uma câmara digital. Por utilização da análise de componentes principais, verificou-se que a avaliação sensorial e a avaliação instrumental são correlacionáveis, e que essas correlações podem ser analisadas em termos das constantes materiais reológicas medidas experimentalmente. REFERÊNCIAS: [1] McClements, D., Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2007, 47, 611–649. [2] Bower et al., Rheol Acta, 1999, 38, 145-159. [3] Palierne, J. F., Rheol Acta, 1990, 29, 204-214. Química Agro

Caracterização Reológica e Óptica de Margarinas

As margarinas são sistemas multifásicos complexos, constituídos por uma fase líquida aquosa dispersa numa fase líquida lipídica contínua, e cristais de gordura para estabilizar a fase dispersa. O mimetismo lipídico nestas emulsões advém da estabilização através do controlo da cinética da cristalização das gorduras. A natureza e morfologia das fases formadas estão correlacionadas com as propriedades mecânicas e reológicas destes sistemas. Conclusões Microscopia óptica: a emulsão B apresenta microestrutura muito diferente das outras emulsões e a emulsão C apresenta tamanho de gota de água maior do que as outras emulsões. O escoamento altera a microstrutura da emulsão, em função das condições de escoamento consideradas. Ensaios dinâmicos: para qualquer das emulsões, a componente elástica G, predomina sobre a componente dissipativa G”, naquela gama de w (gel like). Para todas as emulsões a viscosidade h* depende da frequência w, sob a forma de uma lei de potência, o que indicia comportamento não-newtoniano (reofluidificante). Ensaios transitórios: G(t) exibe um patamar para tempos curtos (gel-like); a viscosidade dependente do tempo h(t) varia com o tempo segundo uma lei de potência. É possível comparar os resultados obtidos com as previsões dos modelos de Palierne e de Pal

Avaliação sensorial, instrumental e reológica de emulsões inversas alimentares.

As emulsões inversas água/óleo são sistemas multifásicos complexos, constituídos por uma fase líquida aquosa dispersa numa fase lipídica (contínua), e cristais de gordura para estabilizar a fase dispersa1. O mimetismo lipídico nestas emulsões advém da estabilização através do controlo da cinética da cristalização das gorduras. A natureza e a morfologia das fases formadas estão correlacionadas com as propriedades mecânicas e reológicas destes sistemas2. Foram estudadas cinco emulsões inversas água/óleo com diferentes formulações utilizando diferentes técnicas experimentais a saber: avaliação sensorial e instrumental (cor e textura), espectrometria mecânica (ensaios reológicos), microscopia óptica (observação estática e em escoamento torcional). Os ensaios reológicos incluíram ensaios em regime transitório (relaxação de tensões e arranque de escoamento), ensaios em regime dinâmico (determinação do módulo de distorção complexo) e ensaios em regime permanente (escoamento entre pratos paralelos e escoamento Couette), para determinação experimental das funções materiais reológicas das emulsões consideradas. Foi também efectuada a avaliação sensorial e instrumental (cor e textura) das diferentes composições das mesmas emulsões inversas. A caracterização reológica das emulsões, feita através da determinação da resposta (evolução da tensão) a diferentes histórias da deformação (degrau de deformação, deformação sinusoidal, arranque de escoamento e escoamento permanente) foi complementada com a observação em tempo real das alterações de textura ocorridas em cada um dos ensaios referidos, utilizando uma câmara digital. A avaliação sensorial das diferentes formulações de emulsões inversas consideradas foi efectuada utilizando um painel de provadores treinado. Através da análise de componentes principais, verificou-se que a avaliação sensorial e a avaliação instrumental são correlacionáveis, e que essas correlações podem ser analisadas em termos das constantes e funções materiais reológicas medidas experimentalmente

Caracterização reológica e óptica de emulsões alimentares com baixo teor lipídico

A intensificação do uso de alimentos processados incorporando uma quantidade significativa de lípidos tem tido como consequências o aumento de peso médio das populações e o risco de um conjunto de doenças associadas. Daí a adição de fitosteróis a margarinas especiais, como alimentos funcionais com capacidade de redução dos níveis de colesterol total e LDL, como parte de uma dieta saudável implicando diminuição no risco de doenças1. As emulsões alimentares como as margarinas, são sistemas multifásicos complexos, constituídos por uma fase líquida dispersa (aquosa), uma fase líquida contínua (lipídica) onde estão embebidos cristais de gordura cuja função é estabilizar a fase dispersa. O teor lipídico e emulsionante têm efeitos directos nas propriedades reológicas, e a utilização de emulsionantes é prática comum nas indústrias de margarinas, pois reduzem a tensão interfacial entre o óleo e água, facilitando a disrupção da fase que se quer dispersar durante o processo de emulsificação. O mimetismo lipídico em emulsões envolve o controlo de mecanismos a nível microscópico no que diz respeito ao controlo da cristalização de gorduras2. Qualquer dos mecanismos referidos influencia fortemente a microstrutura e as propriedades reológicas da emulsão, o que sugere que a reologia e a microscopia óptica podem ser utilizadas no seguimento e controlo dos processos de formação e estabilização de emulsões. Com efeito, a natureza e morfologia das fases formadas está fortemente correlacionada com as propriedades mecânicas e reológicas exibidas por estes sistemas, as quais podem também ser utilizadas como método de caracterização deste tipo de sistemas dispersos3. Neste trabalho são apresentados resultados preliminares da caracterização reológica e microestrutural de cinco margarinas com diferentes formulações. Foram determinadas experimentalmente as funções materiais associadas a diversos regimes de escoamento (regime permanente, regime dinâmico, regime transitório); simultaneamente foi feita a análise das correspondentes imagens obtidas por microscopia óptica. Os resultados obtidos mostram que quer as funções materiais reológicas que os resultados de análise de imagem são bastante sensíveis às alterações de estrutura e composição, tornando possível o estabelecimento de diversas correlações

Estudo do comportamento reológicoe da microestrutura de emulsões alimentares água/óleo.

As emulsões a/o, neste caso margarinas, são sistemas multifásicos complexos, constituídos por uma fase líquida dispersa (aquosa), uma fase líquida contínua (lipídica) onde estão embebidos cristais de gordura cuja função é estabilizar a fase dispersa.O teor lipídico e emulsionante têm efeitos directos nas propriedades reológicas. O mimetismo lipídico destas emulsões envolve o controlo de mecanismos a nível microscópico no que diz respeito ao controlo da cristalização de gorduras, influenciando fortemente a microestrutura e as propriedades reológicas da emulsão. Sugere-se que a microscopia óptica e a reologia podem ser utilizadas no seguimento e controlo dos processos de formação e estabilização de emulsões. Objectivos:Observar, fotografar e filmar as emulsões. Comprovar, ou não, se as diferentes formulações das emulsões, apresentavam microestruturas diferentes. Determinar a composição das fases de cada emulsão utilizando um programa de tratamento de imagem. Determinar o tamanho médio de gota e a distribuição do tamanho de gota. Considerações finais: No caso dos resultados de tratamento de imagem verifica-se que há três emulsões com tamanho médio de gota semelhante (A, D e E) e as outras duas (B e C) são significativamente diferentes, tendo sido possível determinar as composições globais das fases aquosa e lipídica com valores muito próximos do esperado. Verifica-se que o escoamento altera a microestrutura da emulsão de água/óleo. Essas modificações são quantificadas em função das condições de escoamento consideradas e comparadas com as funções materiais reológicas medidas experimentalmente num espectrómetro mecânico Rheometrics RMS-800. Os resultados experimentais obtidos foram comparados com os modelos matemáticos preditivos, verificando-se uma boa aproximação com os resultados experimentais

Evidence for a mixed mass composition at the `ankle' in the cosmic-ray spectrum

We report a first measurement for ultra-high energy cosmic rays of the correlation between the depth of shower maximum and the signal in the water Cherenkov stations of air-showers registered simultaneously by the fluorescence and the surface detectors of the Pierre Auger Observatory. Such a correlation measurement is a unique feature of a hybrid air-shower observatory with sensitivity to both the electromagnetic and muonic components. It allows an accurate determination of the spread of primary masses in the cosmic-ray flux. Up till now, constraints on the spread of primary masses have been dominated by systematic uncertainties. The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the `ankle' at $\lg(E/{\rm eV})=18.5-19.0$ differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass $A > 4$. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavoured as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth.Comment: Published version. Added journal reference and DOI. Added Report Numbe

Techniques for measuring aerosol attenuation using the Central Laser Facility at the Pierre Auger Observatory

The Pierre Auger Observatory in Malargüe, Argentina, is designed to study the properties of ultra-high energy cosmic rays with energies above 10(18) eV. It is a hybrid facility that employs a Fluorescence Detector to perform nearly calorimetric measurements of Extensive Air Shower energies. To obtain reliable calorimetric information from the FD, the atmospheric conditions at the observatory need to be continuously monitored during data acquisition. In particular, light attenuation due to aerosols is an important atmospheric correction. The aerosol concentration is highly variable, so that the aerosol attenuation needs to be evaluated hourly. We use light from the Central Laser Facility, located near the center of the observatory site, having an optical signature comparable to that of the highest energy showers detected by the FD. This paper presents two procedures developed to retrieve the aerosol attenuation of fluorescence light from CLF laser shots. Cross checks between the two methods demonstrate that results from both analyses are compatible, and that the uncertainties are well understood. The measurements of the aerosol attenuation provided by the two procedures are currently used at the Pierre Auger Observatory to reconstruct air shower data