4.2 Determinação de prazos de validade
4.2.1 Método de Arrhenius e Método Q 10
Refrigerante sem gás de Laranja e Cenoura
Após o produto ser submetido a diferentes temperaturas, durante, uma, duas, três e quatro semanas, foi levado a prova, onde um painel de provadores classificou o produto.
Otimização dos testes de estabilidade de bebidas para a determinação do prazo aconselhável para consumo
Na figura 12 é visível que com o aumento da temperatura em estufa se verifica uma degradação maior do produto. Essa degradação é mais acentuada nas temperaturas de 37ºC e 47ºC. A uma temperatura de 27ºC os provadores não conseguem identificar alterações significativas nos produtos, por isso a classificação é zero.
Das regressões lineares efetuadas a cada temperatura, retiram-se os declives apresentados na tabela3:
Tabela 2 - Declives das retas às diferentes temperaturas T (°C) K (dias -1)
27 0
37 0,0404 47 0,0804
A partir do logaritmo neperiano dos declives das retas (ln k) e com o inverso da temperatura (1/T) constrói-se o gráfico de Arrhenius.
Figura 13 - Gráfico que descreve o modelo de Arrhenius
y = -6833,x + 18,82 -3,5 -3,0 -2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,0031 0,00312 0,00314 0,00316 0,00318 0,0032 0,00322 0,00324 ln K 1/T Lei de Arrhenius
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O prazo de validade é calculado para uma classificação na escala sensorial de não suficientemente satisfatório (-1,4) e, extrapolando o resultado para a temperatura de 17ºC (temperatura média anual em Portugal):
ShelfLife = 158 dias 5 meses
Para determinar pelo método Q10 consideram-se as constantes a 37ºC e 47ºC uma vez que são estas a que se obtêm melhores regressões lineares. Utilizando a equação 4, o valor de Q10obtido foi de 1,99. Para a temperatura de 17ºC obtém-se a validade de:
Shelf Life = 131 dias 4 meses
As validades determinadas pelos dois métodos neste exemplo são semelhantes diferem apenas em um mês.
Água sem gás com Sabor a Maçã – Fórmula Atual Vs. Nova Fórmula
As duas fórmulas foram submetidas a estufa durante uma, duas, três e quatro semanas a diferentes temperaturas.
o Fórmula Atual da água sem gás com sabor a Maçã
Após o produto ser avaliado por um painel de provadores, apuraram-se os seguintes resultados.
Otimização dos testes de estabilidade de bebidas para a determinação do prazo aconselhável para consumo
É notório que para a temperatura de 27ºC e de 37ºC os provadores tiveram alguma dificuldade em encontrar alterações significativas na bebida. Quando o produto é colocado a uma temperatura de 47ºCos provadores começam a notar alterações no produto. O produto à temperatura de 37ºC obteve melhor regressão linear do que o produto a 27ºC.
Retiram-se os declives das três retas, como descrito na tabela 4.
Tabela 3 - Declives das retas às diferentes temperaturas
T (oC) K (dias -1 ) 27 0,019 37 0,014 47 0,090
O gráfico de Arrhenius é apresentado na figura seguinte:
Figura 15 – Lei de Arrhenius
O prazo de validade foi determinado para as diferentes temperaturas, extrapolando-se para a temperatura de 17ºC, tendo-se obtido uma previsão de validade de:
ShelfLife Arrhenius = 505 dias 17 meses
y = -7387,1x + 20,297 R² = 0,599 -5,0 -4,5 -4,0 -3,5 -3,0 -2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,0031 0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335 ln K 1/T
lei de Arrhenius
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Considerando-se a razão entre as constantes de 47ºC e 37ºC calculou-se o Q10, pela equação 4, de 6,329 Para a temperatura de 17ºC e considerando -1,4 (NSS) obteve-se a validade de:
ShelfLifeQ10 = 4201 dias 140 meses
Como se pode verificar os resultados obtidos pelos dois métodos são muito diferentes. Sendo o mesmo produto era de esperar que a validade pelos dois métodos fosse semelhante. A validade estimada pelo método de Q10 dá aproximadamente 10 anos, sendo que, com estes resultados este método não se mostra aceitável.
o Fórmula Nova da água sem gás com Sabor a Maçã
Os resultados obtidos após a prova sensorial encontram-se representados no gráfico que se segue.
Figura 16 - Análise sensorial do produto submetido às diferentes temperaturas em diferentes tempos em estufa
As equações deram más regressões lineares, a classificação dos provadores à temperatura de 47ºC foi melhor que à temperatura de 37ºC.
Por isso o gráfico tem algumas oscilações não sendo resultados muitos conclusivos. São retirados os declives das três retas, tabela 4:
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Tabela 4 - Declives das retas às diferentes temperaturas
E assim construi-se o gráfico de Arrhenius:
Figura 17 - Lei de Arrhenius
A validade pelo método de Arrhenius foi determinada recorrendo à equação de Arrhenius, onde se obteve para a temperatura de 17ºC a seguinte validade:
ShelfLife Arrhenius = 337 dias 11 meses
Determinou-se a validade pelo método Q10,tendo este um valor de 1,19 utilizando a razão entre as constantes de 37ºc e 47ºC e considerando -1,4 (NSS) , determina-se a validade :
ShelfLifeQ10=75 dias 3 meses
Mais uma vez o método de Q10 dá-nos resultados muito diferentes do método atual. Sendo a água sabores um produto conhecido e acompanhado ao longo do tempo sabe-se que este,
y = -8693,7x + 24,019 R² = 0,839 -6,0 -5,0 -4,0 -3,0 -2,0 -1,0 0,0 0,0031 0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335 ln K 1/T
lei de Arrhenius
T (°C) K (dias -1) 27 0,0057 37 0,0286 47 0,0343Otimização dos testes de estabilidade de bebidas para a determinação do prazo aconselhável para consumo
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quando em condições aconselháveis de armazenamento, tem mais que três meses de validade. Uma das razões que leva a não-aceitação deste método.
Nas duas fórmulas da água sabores, atual e nova, o método Q10 deu-nos resultados muito diferentes com o método tradicional. De notar que para a fórmula atual deu validade de 52 meses e para a fórmula nova apenas uma validade de 3 meses. Já com o método atual a validade foi muito semelhante nas duas fórmulas, 17 e 13 meses, para a fórmula atual e para a nova fórmula, respetivamente. O método Q10 não se mostra um método coerente.
o Refrigerante sem gás de Laranja e Maracujá
Depois do refrigerante ser submetido à estufa e levado ao painel de provadores, obteve-se os seguintes resultados:
Figura 18- Análise sensorial do produto submetido às diferentes temperaturas em diferentes tempos em estufa
Neste caso o painel de provadores, consegue, para a temperatura de 37ºC e de 47ºC, encontrar alterações , à temperatura de 37ºC foi possível traçar uma reta que deu uma boa regressão linear. Mais uma vez, a temperatura de 27ºC é a que é a mais difícil para o painel de
Otimização dos testes de estabilidade de bebidas para a determinação do prazo aconselhável para consumo
provadores, não conseguindo encontrar alterações significativas. Retira-se então os declives das retas da figura 18, para depois se construir o gráfico de Arrhenius.
Tabela 5 - Declives das retas às diferentes temperaturas T (°C) K (dias -1)
27 0,0089
37 0,0429
47 0,0696
O gráfico de Arrhenius, encontra-se na figura 19:
Figura 19 - Gráfico de Arrhenius Posto isto determinou-se a validade do refrigerante:
ShelfLife Arrhenius =296 dias 10 meses
A validade estimada a uma temperatura média de 17ºC pelo método Q10 foi então determinada, sendo o Q10 igual a 1,62.
ShelfLife Q10 =72 dias 2 meses
y = -9934,6x + 28,542 R² = 0,9247 -5,0 -4,5 -4,0 -3,5 -3,0 -2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,0031 0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335 ln K 1/T
lei de Arrhenius
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Mais uma vez, é visível a diferença nos resultados pelos dois métodos diferindo entre si aproximadamente oito meses de validade.
Estes dois métodos foram aplicados na análise de validade em diferentes produtos. A tabela 6, que se segue, representa um apanhado das validades determinadas em cada um desses métodos.
Tabela 6 - Validades estimadas a partir do método de Arrhenius e método Q10 para diferentes produtos
Shelf-life
(Meses)
Produto Arrhenius Q10 Refrigerante Laranja Cenoura 5 4 Refrigerante Tropical Cenoura 44 68 Refrigerante Laranja Maracujá 10 2 Refrigerante Limão 7 8Água com sabor a Maçã (A) 17 140
Água com sabor a Maçã (N) 10 2
O método Q10 tal como é possível observar pela tabela 6, apresenta resultados na maior parte dos produtos muito diferentes do método tradicional cinético. O que demonstra que este método não é coerente, pois era de esperar que os valores fossem semelhantes. Não é possível, desta forma, utilizar o método Q10 como substituto do modelo de Arrhenius.