Rheological properties of emulsions stabilized by green banana (Musa cavendishii) pulp fitted by power law model

ABSTRACT

In this work, the rheological behaviour of emulsions (mayonnaises) stabilized by green banana pulp using the response surface methodology was studied. In addition, the emulsions stability was investigated. Five formulations were developed, according to design for constrained surfaces and mixtures, with the proportion, respectively water/soy oil/green banana pulp F1 (0.10/0.20/0.70), F2 (0.20/0.20/0.60), F3 (0.10/0.25/0.65), F4 (0.20/0.25/0.55) and F5 (0.15/0.225/0.625) .Emulsions rheological properties were performed with a rotational Haake Rheostress 600 rheometer and a cone and plate geometry sensor (60-mm diameter, 2º cone angle), using a gap distance of 1mm. The emulsions showed pseudoplastic behaviour and were adequately described by the Power Law model. The rheological responses were influenced by the difference in green banana pulp proportions and also by the temperatures (10 and 25ºC). The formulations with high pulp content (F1 and F3) presented higher shear stress and apparent viscosity. Response surface methodology, described by the quadratic model,showed that the consistency coefficient (K) increased with the interaction between green banana pulp and soy oil concentration and the water fraction contributed to the flow behaviour index increase for all emulsions samples. Analysis of variance showed that the second-order model had not significant lack-of-fit and a significant F-value, indicating that quadratic model fitted well into the experimental data. The emulsions that presented better stability were the formulations F4 (0.20/0.25/0.55) and F5 (0.15/0.225/0.625).

RESUMO

No presente trabalho, foi estudado o comportamento reológico de emulsões adicionadas de polpa de banana verde utilizando a metodologia de superfície de resposta e também foram investigadas a estabilidade das emulsões. Foram desenvolvidas cinco formulações, de acordo com o delineamento para superfícies limitadas e misturas, com as proporções respectivamente água/óleo de soja/polpa de banana verde F1 (0,10/0,20/0,70), F2 (0,20/0,20/0,60), F3 (0,10/0,25/0,65), F4 (0,20/0,25/0,55) e F5 (0,15/0,225/0,625). As propriedades reológicas foram realizadas em reômetro Haake Rheostress 600, com sensor de geometria cone e placa (60-mm diâmetro, 2º ângulo de cone), usando uma distância de abertura de 1mm. As emulsões mostraram comportamento pseudoplástico e foram descritas adequadamente pelo modelo Lei da Potência. O comportamento reológico foi influenciado pelas diferentes proporções de polpa de banana verde e também pelas temperaturas (10 e 25ºC). As formulações com alto teor de polpa (F1 e F3) apresentaram maior tensão de cisalhamento e viscosidade aparente. Relativo à metodologia de superfície de resposta, descrita pelo modelo quadrático, pôde-se observar que o coeficiente de consistência aumentou com a interação entre a polpa de banana verde e a concentração de óleo de soja e a água contribuiu com o aumento do índice de comportamento para todas as amostras de emulsões. A Análise de Variância mostrou que o modelo de segundo ordem não apresentou falta-de-ajuste com valor F significativo, indicando que o modelo quadrático representou bem os dados experimentais. As emulsões que apresentaram melhor estabilidade foram as formulações F4 (0,20/0,25/0,55) e F5 (0,15/0,225/0,625).