Calculation of viscoelastic properties of edible films: application of three models

Abstract

The viscoelastic properties of edible films can provide information at the structural level of the biopolymers used. The objective of this work was to test three simple models of linear viscoelastic theory (Maxwell, Generalized Maxwell with two units in parallel, and Burgers) using the results of stress relaxation tests in edible films of myofibrillar proteins of Nile Tilapia. The films were elaborated according to a casting technique and pre-conditioned at 58% relative humidity and 22ºC for 4 days. The testing sample (15mm x 118mm) was submitted to tests of stress relaxation in an equipment of physical measurements, TA.XT2i. The deformation, imposed to the sample, was 1%, guaranteeing the permanency in the domain of the linear viscoelasticity. The models were fitted to experimental data (stress x time) by nonlinear regression. The Generalized Maxwell model with two units in parallel and the Burgers model represented the relaxation curves of stress satisfactorily. The viscoelastic properties varied in a way that they were less dependent on the thickness of the films. As propriedades viscoelásticas de biofilmes podem fornecer informações à nível de estrutura dos biopolímeros usados. O objetivo deste trabalho foi testar três modelos simples, da teoria da viscoelasticidade linear (Maxwell, Maxwell generalizado com duas unidades em paralelo, e Burgers) em resultados de testes de relaxamento de tensão em biofilmes de proteínas miofibrilares de Tilápia do nilo. Os filmes foram elaborados segundo uma técnica tipo casting e condicionados em 58% de umidade relativa e 22°C por 4 dias, antes dos testes. Os corpos de prova (15mm x 118mm) foram submetidos aos testes de relaxamento em um equipamento de medidas físicas TA.XT2i. A deformação imposta na amostra foi de 1%, garantindo-se a permanência no domínio da viscoelasticidade linear. Os modelos foram ajustados aos dados experimentais (tensão x tempo) por regressão não linear. Os modelos de Maxwell generalizado com duas unidades em paralelo e o de Burgers representaram satisfatoriamente, as curvas de relaxamento de tensão. As propriedades viscoelásticas foram pouco dependentes da espessura dos filmes