ESTUDO DO COMPORTAMENTO REOLÓGICO E TÉRMICO DE CHOCOLATES AMARGOS COM PROPRIEDADES FUNCIONAIS

ESTUDO DO COMPORTAMENTO REOLÓGICO E

TÉRMICO DE CHOCOLATES AMARGOS COM

PROPRIEDADES FUNCIONAIS

C.G. Mothé

L.M. Viana

M.G. Mothé

, S.C.S. Lannes

1-Departamento de Processos Orgânicos, Escola de Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro.Av, Athos da Silveira Ramos, 149 - Bloco E, Ilha do Fundão. CEP 21941-909, Rio de Janeiro, Brasil. E-mail: cheila@eq.ufrj.br

2- Universidade de São Paulo – USP, CEP 05508-900, São Paulo – SP – Brasil.

RESUMO – Chocolate é rico em polifenóis que estão associados a efeitos benéficos à saúde, como proteção contra danos ao DNA das células e atividade antioxidante. As características reológicas e térmicas são propriedades importantes a serem consideradas na fabricação, estocagem e aplicação de produtos de uso tópico. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo do comportamento reológico e térmico de chocolate amargo com adição de goma do cajueiro e chocolates amargos orgânicos de marca comercial com 75 e 100% de cacau. A análise reológica mostrou que a amostra de chocolate com polissacarídeo foi a que precisou de uma maior tensão inicial de escoamento e maior viscosidade na faixa estudada em relação às outras amostras. As amostras apresentaram perfil térmico semelhante, apresentando informações sobre a estabilidade, composição e transições térmicas.

ABSTRACT – Chocolate is rich in polyphenols that are associated with beneficial health effects, such as protection against DNA damages the cells and antioxidant activity. The rheological and thermal characteristics are important properties to consider in the manufacture, storage and application of topical products. The objective of this work was to study the rheological and thermal behavior of bitter chocolate with added cashew gum and brand organic bitter chocolate with 75 and 100% cocoa. The rheological analysis showed that the sample chocolate with polysaccharide had a higher initial yield stress and high viscosity in the range studied than other samples. The samples showed similar thermal profile, with information on the stability, composition and thermal transition.

PALAVRAS-CHAVE: chocolate; alimento funcional, reologia, análise térmica KEYWORDS: chocolate; functional foods; rheology, thermal analysis

1. INTRODUÇÃO

Chocolate é o produto obtido a partir da mistura de derivados de cacau (Theobroma cacao L.), massa (ou pasta ou liquor) de cacau, cacau em pó e ou manteiga de cacau, com outros ingredientes, contendo, no mínimo, 25 % (g/100g) de sólidos totais de cacau (Brasil, 2005).

Os europeus, no século XVI, utilizavam o cacau e o chocolate como veículos de medicamentos, além de serem considerados por si só como medicamentos. Na forma isolada ou em combinação, o cacau e o chocolate eram utilizados no tratamento de doenças, como desordens digestivas, dores de cabeça, inflamações e insônias (Efraim et al., 2011).

Os polifenóis, ou compostos fenólicos, têm sido largamente estudados em razão dos efeitos benéficos que propiciam à saúde, como uma potente atividade antioxidante na prevenção de reações oxidadas e de formação de radicais livres, bem como na proteção contra danos ao DNA das células.

Outros efeitos positivos para a saúde são as propriedades anti-inflamatórias, anticarcinogênica, antiaterogênica, antitrombótica, antimicrobiana, analgésica e vasodilatadora, comprovadas em estudos científicos (Efraim et al., 2011).

O chocolate amargo (contendo no mínimo 50% de massa de cacau) é rico em magnésio, em concentrações de 300mg/100g, suprindo a quantidade diária deste nutriente, que por sua vez tem ação antagônica ao cálcio, favorecendo o controle da pressão arterial (Rodrigues, 2007).

A goma de cajueiro é um polissacarídeo obtido dos exsudatos da planta. Após sua hidrólise produz altos teores de galactose e outros constituintes similarmente distribuídos tais como: glicose, ramnose, manose, arabinose, ácido glucurônico, xilose (Botelho, 1999). Adicionalmente, estudos mostraram que a goma possui propriedades funcionais anti-hipertensivas (Carestiato; Aguila; Mothé, 2009) e antitumorais (Mothé, 2000; Mothé; Souza; Calazans, 2008).

As técnicas termoanalíticas tais como termogravimetria (TG), Termogravimetria Derivada (DTG), Análise Térmica Diferencial (DTA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) representam metodologias rápidas e eficazes para análise de alimentos, especialmente para fins industriais, podendo ser utilizadas no controle da qualidade de matérias-primas, processamento e produto final (Mothé e Azevedo, 2009; Materazzi et al, 2014).

As características reológicas são propriedades importantes a serem consideradas na fabricação, estocagem e aplicação de produtos de uso tópico, interferindo na forma de utilização do produto, na adesão ao tratamento e, também, na aceitação do produto pelo consumidor (Isaac et al., 2008).

Neste sentindo este trabalho objetivou realizar um estudo do comportamento reológico e térmico de chocolate amargo com adição de goma do cajueiro e chocolates amargo orgânicos de marca comerciais com 75 e 100% de cacau.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O exsudato de cajueiro foi obtido através da exsudação natural de árvores A. occidentale L. do CNPAT–EMBRAPA/Ceará/Brasil. A goma de cajueiro foi purificada por processo de precipitação com etanol (Mothé, 2000; Mothé; Freitas, 2013).

O chocolate amargo com exsudato de cajueiro foi preparado em uma planta piloto tipo universal - moinho de bolas WAFA20 (Mazzetti, Itália), utilizando liquor de cacau (45%), manteiga de cacau, açúcar refinado, lecitina de soja, aroma de baunilha e a goma do cajueiro inserida na formulação na concentração de 3%.

Duas amostras de chocolate amargo orgânico de marca comercial foram adquiridas no comércio, e apresentavam teor de cacau de respectivamente 75 e 100%. Os ingredientes declarados nas embalagens foram cacau orgânico, açúcar orgânico e manteiga de cacau orgânica, composição similar à formulação base utilizada no desenvolvimento do chocolate amargo com polissacarídeo.

Para a caracterização térmica das amostras de chocolate foi utilizado um analisador térmico da marca TA instruments TGA/DSC modelo SDT Q600 utilizando uma razão de aquecimento de 5, 10 e 20ºC.min-1_{, em uma faixa de temperatura de 25 a 800ºC.}

Os ensaios reológicos foram realizados em um reômetro MARS III da Haake, com sistema de medição de cilindro coaxial de 20 mm de diâmetro, cerca de 8 mL de amostra. A temperatura foi de 40°C e a taxa de cisalhamento foi de 0 a 200 s-1

.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A caracterização reológica de materiais como suspensões coloidais, emulsões, espumas ou sistemas poliméricos pode ser complexa, pelo fato de serem viscoelásticos, ou seja, suas propriedades mecânicas estão no intervalo entre um sólido elástico e um líquido viscoso. O chocolate fundido é um fluido não-Newtoniano, pseudoplástico, com tensão de cisalhamento inicial, dito assim como um

sistema multifásico e pode ser descrito como um número, pelos modelos matemáticos como o de Bigham, Herschel-Bulkley e o modelo de Casson.

τ0,5 _{= η}

∞ 0,5 γ0,5 + τ 00,5 (1)

A Equação 1 é uma forma alternada da equação de Casson onde, η∞ é a viscosidade de

cisalhamento infinita (independente da taxa de cisalhamento), γ é a taxa de cisalhamento e τ0 é a

tensão de cisalhamento (Lannes, Gioielli, 2000).

A Figura 1 apresenta a sobreposição das curvas de reologia para as amostras de chocolate amargo com goma do cajueiro e chocolates amargos orgânicos com 75 e 100% de cacau. A amostra de chocolate 75% exibiu redução nos seus valores de viscosidade de 13 a 1,7 Pa.s na faixa de taxa de cisalhamento estudada. Amostra de chocolate 100% apresentou uma variação menor na sua viscosidade variando de 5,25 a 1,2 Pa.s, na mesma faixa, enquanto que o chocolate com polissacarídeo a viscosidade variou de 5,9 a 5,1 Pa.s, portanto, apresentou maior viscosidade que as outras amostras.

O modelo que apresentou melhor ajuste dos pontos foi o de Casson com coeficiente de correlação, R2

= 0,9761 para a amostra de chocolate 75% e R2=0,9951 para amostra de chocolate 100% e R2 ₌

0,9470 para chocolate com polissacarídeo. Os valores de tensão inicial de escoamento para as amostras foi de 31 Pa, 13 Pa e 290 Pa para as amostras de chocolate 75% e chocolate de 100% e com polissacarídeo, respectivamente. Os valores de viscosidade para a amostra com polissacarídeo podem estar relacionados à adição de lecitina de soja, segundo Richter e Lannes (2007) lecitina tem influência na viscosidade dos produtos.

Figura 1. Sobreposição de curvas de reologia para amostras de chocolates amargos 75 e 100% de cacau e chocolate com polissacarídeo, a) curvas de fluxo; b) curvas de viscosidade.

A sobreposição de curvas de TG e DTA das amostras de chocolates são mostradas na Figura 2, mostrada abaixo. As amostras apresentaram 3 estágios de decomposição de massa, o primeiro referente à perda de água de 1,4, 2 e 1,5% para as amostras de chocolate 75%, 100% de cacau e com polissacarídeo, respectivamente. O segundo estágio ocorreu na faixa de 180 a 230°C com perda de massa de cerca de 15% para amostra de chocolate com 75% de cacau, 8,6% de perda para chocolate com 100% e 18% para amostra de chocolate com polissacarídeo. O terceiro estágio de decomposição

ocorreu na faixa de temperatura de 215 a 430°C, sugerindo a decomposição de triglicerídeos e outros, foi o estágio onde houve a maior perda de massa, 62, 65 e 52% para as amostras de chocolate com 75% e 100% de cacau e chocolate com polissacarídeo, respectivamente. As amostras apresentaram entre 15 e 20% de resíduo na temperatura de 800°C. Em relação as transições térmicas, a curva DTA mostrou 4 eventos endotérmicos. O primeiro na temperatura de 33ºC para amostra de chocolate com polissacarídeo. 38°C para as demais amostras e pode ser referente à fusão da manteiga de cacau. O segundo aconteceu na temperatura de 190°C que pode ser referente à fusão da sacarose presente nas amostras. O terceiro evento ocorreu na temperatura de 215°C e pode ser referente à presença de compostos orgânicos presentes no chocolate. O quarto evento aconteceu na temperatura de 400°C para amostra com polissacarídeo e 411°C para as demais, este evento é referente a decomposição de lipídeos.

Figura 2.Sobreposição de curvas TG (a) e DTA (b) para amostras de chocolates amargos 75 (curva verde) e 100% (curva vermelha) de cacau e chocolate com polissacarídeo (curva azul).

3. CONCLUSÕES

Os ensaios reológicos realizados nas amostras de chocolate amargo orgânico apresentaram comportamento pseudoplástico com limite de escoamento, de acordo com as curvas de fluxo na temperatura de 40°C. As amostras apresentaram perfil térmico semelhante, apresentando informações sobre a estabilidade, composição e transições térmicas.

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Botelho, M. L (1999). Propriedades físico-químicas do exsudato de Anacardium occidentale L. para a indústria de alimentos (Dissertação de mestrado, orientação: Mothé, C.G. e Lopes, L.). Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

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Brasília.

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