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Suas comidas e bebidas favoritas logo terão um sabor ainda melhor, graças aos novos cálculos desenvolvidos na A * STAR. Uma fonte significativa de perda de sabor para alimentos e bebidas são as moléculas de aroma que são absorvidas pelos materiais de embalagem poliméricos usados para armazenar os produtos. Os pesquisadores desenvolveram agora um método para prever rapidamente a absorção de moléculas de aroma por polímeros de embalagem.
Medir experimentalmente a perda de moléculas de sabor e outros compostos orgânicos em suas embalagens de polímero é difícil e lento, explica Jianwei Zheng, do A * STAR Institute of High Performance Computing. "A concentração de compostos orgânicos, como moléculas de sabor em uma bebida, é muito diluída, ", diz ele. E o processo de absorção da bebida no polímero pode levar alguns meses para atingir o equilíbrio, ele adiciona.
Zheng e seus colegas se juntaram a pesquisadores da Coca-Cola Company em Atlanta, EUA, para desenvolver um método mais rápido. A equipe desenvolveu um cálculo matemático para prever rapidamente até que ponto a embalagem absorveria moléculas orgânicas das bebidas que contêm.
A equipe adaptou um modelo bem conhecido de propriedades do polímero, desenvolvido pela primeira vez na década de 1940, chamada de teoria de Flory-Higgins. Este modelo matemático foi originalmente desenvolvido para descrever o comportamento de mistura de um polímero com um solvente.
Para adaptar o modelo de forma que ele possa descrever o comportamento de mistura de polímeros com compostos orgânicos, como moléculas de aroma, a equipe combinou a teoria de Flory-Higgins com métodos de contribuição de grupo (GCM). "Os métodos de contribuição de grupo pressupõem que as propriedades de uma substância são a soma das contribuições de todos os grupos químicos constituintes, "Zheng explica. Então, as propriedades da molécula CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH, por exemplo, pode ser calculado somando as propriedades de um CH 3 grupo, dois CH 2 grupos e um grupo COOH. "Os dados de cada grupo são geralmente estimados a partir de dados experimentais, "Zheng diz.
No caso de embalagens de alimentos, o cálculo prediz essencialmente até que ponto uma determinada molécula de aroma se dissolverá em um determinado polímero pela soma da mistura de cada componente químico do polímero com cada componente químico da molécula de aroma.
A equipe testou sua abordagem usando moléculas de aroma, como limoneno e eugenol, e polímeros como PET e PVC. “O cálculo é muito rápido, e os resultados foram consistentes com os dados experimentais disponíveis, "Zheng diz.
Os pesquisadores agora estão refinando e expandindo sua abordagem, "ajustando os parâmetros de contribuição do grupo e construindo o banco de dados para mais grupos, " ele adiciona.
