Estudio del comportamiento reológico de caseínas micelares reconstituidas

Abstract

Las caseínas micelares son ingredientes de gran valor debido a sus propiedades nutricionales y tecnológicas (emulsificante, espumante, estabilizante). El estudio del comportamiento reológico de concentrados de caseínas en polvo es útil para su empleo en cálculos de ingeniería de procesos alimentarios en los que este ingrediente interviene (alimentos funcionales). En este trabajo se identifican dos tipos de comportamiento reológico según la concentración de disolución de caseína micelar reconstituida (CMR). Soluciones en régimen diluido (4%, 8% y 10%) presentan comportamiento newtoniano. La solución estudiada de mayor concentración (15%) presenta un comportamiento pseudoplástico. Por otro lado, la dilución de CMR al 12% marca un punto de inflexión en el comportamiento reológico de estas soluciones ya que, a bajas temperaturas (4ºC y 10ºC), es pseudoplástica; mientras que a mayores temperaturas (22,5ºC, 33ºC y 55ºC) es newtoniana. El efecto de la temperatura sobre la viscosidad aparente de CMR se estudia con ecuaciones tipo Arrhenius, observando que los cambios en la viscosidad aparente están más influenciados por la variación de la temperatura a medida que se eleva la concentración de la solución. La repercusión de la temperatura y la concentración sobre CMR se modeliza matemáticamente y de forma conjunta mediante una única ecuación. Adicionalmente, se estudia el efecto de tratamientos de conservación sobre soluciones de CMR al 8%, de tal forma que los tratamientos de conservación no térmicos (altas presiones hidrostáticas a 450 y 600MPa) son los que más repercuten sobre la viscosidad relativa. Así mismo, se observa que con el tiempo de almacenamiento las muestras de CMR al 8%, que no han tenido tratamientos de conservación, experimentan un cambio de comportamiento reológico; mientras que las muestras que han sido pasteurizadas térmicamente (HTST o LTLT) o estabilizadas por altas presiones (300MP a , 450MP a o 600MP a durante 5 min) no se ven alteradas.

Micellar caseins are valuable ingredients due to their nutritional and technological properties (emulsifying, foaming agent, stabilizer). The study of the rheological behavior of powdered casein concentrates is useful for its use in engineering calculations of food processes in which this ingredient is involved (functional foods). In this work, two types of rheological behavior are identified according to the dissolution's concentration of micellar casein concentrates (MCC). Solutions in a diluted regime (4%, 8% and 10%) present Newtonian behavior. The solution studied with the highest concentration (15%) shows shear-thinning behavior. On the other hand, the dilution of MCC at 12% marks a turning point in the rheological behavior of these solutions since, at low temperatures (4ºC and 10ºC), it is shear-thinning; while at higher temperatures (22.5ºC, 33ºC and 55ºC) it is Newtonian. The effect of temperature on the apparent viscosity of MCC is studied with Arrhenius equations, observing that changes in apparent viscosity are more influenced by temperature variation as the concentration of the solution increases. The impact of temperature and concentration on MCC is mathematically modeled together using a single equation. In addition, the effect of conservation treatments on 8% MCC solutions is studied, so that non-thermal conservation treatments (high hydrostatic pressures at 450 and 600MPa) have the greate st impact on relative viscosity. Likewise, it is observed that with storage time the samples of MCC at 8%, which have not had conservation treatments, undergo a change in rheological behavior; while the samples that have been thermally pasteurized (HTST or LTLT) or stabilized by high pressures (300MPa, 450MPa or 600MPa during 5 min) are not altered.