INTRODUCCION

El comportamiento reológico de postres lácteos comerciales (Batista et al, 2002;.. Tárrega et al, 2004 y 2005a) o de sus sistemas de modelos correspondientes (Wischmann et al, 2002;.Depypere et al, 2003;. Vélez-Ruiz et al ., 2005), en general, mostrar, comportamiento de flujo shearthinning dependiente del tiempo, con una resistencia medible inicial para el flujo, así como las propiedades viscoelásticas típica de geles estructurados. Este comportamiento está fuertemente influenciado por las características particulares de sus ingredientes, incluyendo: leche descremada contenido, tipo y concentración de almidón y hidrocoloide, y sus interacciones cruzadas. Un aspecto importante de este comportamiento es la resistencia inicial a fluir de estos productos. Espesor Oral de los postres lácteos comerciales mostró una buena correlación con los valores de límite elástico (Tárrega y Costell, 2006) de acuerdo con los comentarios de van Vliet (2002) sobre la evaluación del espesor de los productos con una alta viscosidad o con un límite elástico que puede estar relacionado con la presión (tensión) que se requieren para producir un flujo significativo.

El concepto de la tensión de fluencia como una verdadera propiedad del material ha sido cuestionada (Barnes y Walters, 1985), sin embargo su utilidad práctica en el diseño y proceso de modelado, y en la calidad está generalmente aceptado de control de los alimentos (Nguyen y Boger, 1992). La existencia de una tensión de fluencia en el flujo de un material indica que hay una estructura interactiva reticulado o de otro tipo que debe ser rota hacia abajo antes de que ocurra el flujo a una velocidad apreciable. Por lo tanto, la tensión de fluencia de un alimento puede ser considerado como la tensión mínima necesaria para iniciar el flujo, y que es una medida de la fuerza de la red de material. Hay varias formas de evaluar la tensión de fluencia de los alimentos. Los métodos indirectos incluyen la extrapolación de los datos de la tasa de estrés de cizalla de corte a velocidad de cizallamiento cero, con o sin la ayuda de un modelo de flujo tales como Bingham, Casson o Herschel-Bulkley (Canet et al., 2005). Los valores de tensión de fluencia así obtenido dependen del modelo utilizado para ajustar los datos y en la gama de velocidades de cizallamiento aplicadas, pero que son relativamente fáciles de determinar. Rendimiento valores de tensión de dispersiones de almidón calentados en agua o leche se obtuvieron mediante la aplicación de los modelos de CassonHerschel-Bulkley y (Acquarone y Rao, 2003; Nayouf et al, 2003;. Vélez-Ruiz et al, 2005;.Tárrega et al,. 2005b).

Un método simple y directa para medir el límite elástico de los productos estructurados es por reometría paleta. Las ventajas particulares de la geometría de la paleta son su sencillez de fabricación, facilidad de limpieza y más que nada, la destrucción mínima de la estructura de la muestra durante la carga y la eliminación de los efectos de pared de deslizamiento (Barnes y Nguyen, 2001). Vane reometría se ha utilizado para medir directamente la tensión de fluencia de diferentes alimentos (Qiu y Rao, 1988; Briggs et al, 1996;.Rao y Steffe, 1997;.Truong et al, 2002), así como la de dispersiones acuosas de almidón. Genovese y Rao (2003) estudiaron las diferencias estructurales en reticulada, tapioca y amioca dispersiones de almidón, mediante la medición de la tensión de fluencia antes (? 0-S) y después de romper su estructura (? 0-D) con el método de paleta. Basado en estudios anteriores sobre dispersiones (Michaels y Bolger, 1962;. Metz et al, 1979), los autores sugirieron que la 0-S era debido a las contribuciones de los componentes de unión, de red y viscoso?. Más recientemente, Genovese et al. (2004) estudiaron el efecto de la sacarosa o fructosa en la tensión de fluencia de dispersiones de almidón gelatinizados amioca utilizando tanto el método de paleta y el método indirecto mediante la extrapolación de los datos de la tasa de cizallamiento de estrés de cizalla montados en el modelo de Herschel-Bulkley.

El almidón se utiliza con frecuencia en combinación con carragenina en la formulación de productos lácteos. Cuando el almidón se calienta en agua, gránulos de almidón se hinchan y después de enfriar una pasta viscosa se forma, una estructura bifásica compuesta de gránulos de almidón hinchados en una fase continua. En almidón nativo, la fase continua es esencialmente una solución acuosa de la amilosa lixiviada durante hinchazón gránulo (Nguyen et al, 1998;.. Thebaudin et al, 1998). Almidones nativos y modificados muestran diferentes comportamientos durante el calentamiento y enfriamiento de procesos. El almidón modificado muestra mayor resistencia termomecánica y si los gránulos permanecen todo después de pegar, el sistema resultante es una dispersión acuosa cuyo comportamiento reológico depende principalmente de la fracción volumétrica gránulos y en su rigidez o deformabilidad (Tattiyakul y Rao, 2000;.Nayouf et al, 2003).

Los cambios cuantitativos en la respuesta reológica de estos sistemas pueden ser originados por la sustitución de la leche para el agua (Matser y Steeneken, 1997;.Tárrega et al, 2005b) o mediante la adición de diferentes tipos de hidrocoloides (Umadevi y Raghavendra, 1987; Alloncle y Doublier, 1991 ;Liu y Eskin, 1998). Para los productos lácteos comerciales, carragenanos, sobre todo - y??-Carragenina, se considera que son los hidrocoloides más adecuados debido a su capacidad de combinar en dobles hélices y a sus interacciones con caseína, con la que forman estructuras de red. moléculas?-carragenano tienen una carga fuertemente aniónica debido a la presencia de tres grupos sulfato, y que no forman geles en soluciones acuosas, causando sólo un aumento de la viscosidad. Sin embargo se ha demostrado que-carragenina? Es capaz de formar geles en presencia de leche (Langendorff et al, 2000;.Shchipunov y Chesnokov, 2003). De acuerdo con los anteriores autores,?-Carragenano no es capaz de combinar en hélices dobles, sin embargo, muestra interacciones atractivas con micelas de caseína, que pueden inducir la unión de las micelas y la formación de una red de carragenina / caseína en el enfriamiento.

The objectives of this work were to study the effects of starch and of -carrageenan concentrations on the vane yield stress values of both native and cross-linked waxy maize starch-skimmed milk dispersions.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

Hay dos tipos de almidón de maíz ceroso: almidón reticulado (Pureza ®-W), el almidón nativo (amioca) de NationalStarch and Chemical Co., NJ, EE.UU. y carragenina? (Satiagum ™ ADC 25) de DegussaTexturantSystems, NE, EE.UU. se utilizaron en este estudio. La leche desnatada se preparó por disolución de 12% (w / w) leche desnatada en polvo comercial en agua destilada 24 horas de antelación.

Métodos

Preparación de la muestra

El primer lote de muestras, que contiene una cantidad fija de leche desnatada (80%) y la variación en la concentración de almidón (4,0, 4,5, 5,0 y 5,5%) y en el tipo de almidón (almidón nativo y reticulado) se prepararon para estudiar el efecto de la concentración de almidón. Un segundo lote de muestras, que contienen cantidades fijas de cada tipo de almidón (4,0%) y leche desnatada (80%) se preparó para la evaluación del efecto de la concentración de?-Carragenina (0, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05 y 0,06 %). Las muestras (500 g) se prepararon como sigue: una suspensión concentrada de almidón en agua se calentó a 50 ° C, que estaba por debajo de la

temperatura de gelatinización. La suspensión de almidón se añadió a la caliente (87 ° C) la leche-carragenano mezcla, bajo agitación magnética, hasta que la mezcla alcanzó la temperatura final de 80 ° C. La muestra se mantuvo a esta temperatura durante 10 min por calentamiento en un matraz de fondo redondo de rotación sumergido en un baño termostático (rotavapor, Büchi, Suiza; Genovese y Rao, 2003). Por último, la muestra se enfrió por inmersiónel matraz giratorio en un baño de hielo-agua hasta que la muestra alcanzó una temperatura de 20 ° C (aproximadamente 10 min).

Las mediciones reológicas

Las muestras se colocaron en un recipiente de acero inoxidable con camisa (diámetro? 7,2 cm, altura? 11.7cm) conectado a una bomba de circulación de temperatura constante (Haake DC30-K20, Paramus, Nueva Jersey, EE.UU.) a 5 ± 1 º C durante 2 h para obtener la formación de la estructura . Las medidas reológicas se llevaron a cabo usando un viscosímetro Haake RV30 Rotovisco equipado con un impulsor de álabes 6-hoja (diámetro? 4 cm, altura? 6cm) y controlado por un software de rotación Haake 3,0 v. El? 0-S de la muestra ininterrumpido se midió mediante el registro de la magnitud del par de torsión con la paleta girando a una velocidad constante de 0,05 rpm. Los valores del par registrados se convirtieron a valores de tensión de paletas utilizando las siguientes ecuaciones:

donde? (Pa) es la tensión de paletas, T es el par de torsión y K es el parámetro de álabe que depende de la D (diámetro) y H (altura) del impulsor de álabes. Después de interrumpir la estructura de la muestra por cizallamiento que 1-258,6 rpm en hasta 10min 10min y hacia abajo, se midió de nuevo la tensión de fluencia. Este valor fue considerado como el? 0-D de la muestra interrumpida. Cada medición se realizó por duplicado.

Análisis estadístico

ANOVA, incluyendo dos factores con interacciones, se utilizó para estudiar el efecto combinado de tipo de almidón y la concentración de almidón en σ0-S y σ0-D Los valores 0-D de las dispersiones de la leche de almidón y para estudiar el efecto combinado de tipo de almidón y la concentración de carragenano en la valores σ0-S y σ0-D de las dispersiones de almidón de leche?-carragenina.

RESULTADOS

Shear curvas de tensión-tiempo

Se registraron las curvas de tensión de cizallamiento en tiempo para muestras ininterrumpido y perturbado y algunos de ellos están representados como un ejemplo en la Figura 1. Las curvas muestran un aumento inicial de la tensión que representa la respuesta elástica del material, seguido de una disminución de los valores de tensión, asociada con la estructura de ruptura gradual (Truong et al., 2002). Disminución de la tensión en las muestras rotas era muy pequeña, debido a la ruptura de los enlaces estructurales durante el cizallamiento (Genovese y Rao, 2003). Los valores de? 0-S y? 0-D se obtuvieron a partir del pico (o los valores máximos) de las

curvas correspondientes a las muestras ininterrumpido y perturbado, respectivamente, y la deformación angular de la muestra en este punto (? F) se calculó usando la siguiente ecuación:

Figura 1. Curvas de tensión frente al tiempo Vane obtuvieron a 0,05 rpm durante (b) muestras de almidón nativo (a) y reticulado con diferentes composiciones: 4% de almidón, 5% de almidón y 4% de almidón 0,03%-carragenina? ((?) (?) ?). Muestra ininterrumpido (símbolos vacíos) y muestras interrumpidas (símbolos rellenos).

donde t (s) es el tiempo requerido para alcanzar la tensión máxima y N corresponde a la velocidad de rotación (rpm). Los valores de la deformación angular en el fracaso dependía principalmente del tipo de almidón, siendo mayor en el caso de dispersiones nativas de la leche de almidón que en dispersiones reticuladas de la leche de almidón, lo que indica que este último alcanzó el punto de fallo a deformaciones angulares inferiores y mostraron una más comportamiento 'frágil' (Tabla 1).

Esta observación está de acuerdo con los datos obtenidos por Genovese y Rao (2003) en las dispersiones acuosas de maíz céreo reticulado, tapioca y almidones amioca. Observaron que la dispersión de almidón de maíz ceroso reticulado produjo en la deformación angular inferior tapioca y amioca dispersiones de almidón. Los valores de deformación a la rotura no se vieron afectados significativamente por la concentración de almidón (Tabla 1) o mediante la adición de?-Carragenina (Tabla 2).

Tabla 1. Los valores de la deformación angular en el fracaso (? F) para las muestras de almidón ininterrumpido y perturbado por diferentes tipos de almidón y concentraciones

Starch Concentration (almidón concentración)Undisrupted Sample (Muestra ininterrumpido)Disrupted Sample (Muestra Interrumpió)Starch Type (Tipo de almidón

Cross-linked (Reticulada)Native (nativo)

Tabla 2. Los valores de la deformación angular en el fracaso (? F) de 4% de las muestras de almidón ininterrumpido y perturbado por diferentes tipos de almidón y las concentraciones de?-Carragenina.

carrageenan concentration (ʎ-carragenina concentraciónundisrupted sample (muestra ininterrumpido)disrupted sample (muestra interrumpió)starch type (tipo de almidón)cross-linked (reticulada)

Figura 2. Variación de 0-S los valores de concentración de almidón en las muestras de almidón reticulados y nativas y los accesorios correspondientes a las ecuaciones exponenciales? (?) (?) (-).

Efecto de la concentración de almidón en σ 0-S y σ 0 D-valoresEfecto de la concentración de almidón en? 0-S y? 0-D valora los efectos de la concentración de almidón y tipo de almidón, de? 0-S y? Los valores 0-D se estudian en las dispersiones de la leche de almidón. Para ambos parámetros, el efecto de la interacción, la concentración de tipo almidón de almidón fue significativa (Fint? 47,41, p 0,001, para? 0-S y Fint? 34,94, p 0,001, para? 0-D) lo que significa que el efecto de los concentración de almidón en ambos parámetros era diferente dependiendo del tipo de almidón. Los valores de? 0-S aumentaron con la concentración de almidón para dispersiones de almidón nativos y reticulado (Figura 2). Los incrementos fueron mayores para dispersiones de almidón reticulados, que a las 4 y concentración de almidón 4,5% mostraron valores más bajos? 0-S que las dispersiones de almidón natural, mientras que a 5 y concentración de almidón 5,5% que eran más altos.

La variación de? 0-S con valores de tensión de la concentración de almidón de almidón nativo y reticulado seguido una función exponencial (ecuaciones (4) y (5), respectivamente).

Como era de esperar, los valores de límite elástico después de esquila (? 0-D, Figura 3) fueron inferiores? Valores 0-S. Los valores? 0-D para muestras de almidón nativo eran muy bajos y que no varían con la concentración de almidón, lo que indica que en estas dispersiones de la estructura responsable de la tensión de fluencia era muy sensible a la corte y que la mayoría de los enlaces estructurales estaban rotas. Para el almidón

reticulado, la variación de los valores? 0-D con la concentración de almidón siguió la misma tendencia que la de valores? 0-S, es decir, se incrementó después de una función exponencial (ecuación (6)).

Figura 3. Variación de los valores 0-D con la concentración de almidón para las muestras de almidón reticulado () y nativas (). (-) Ajustar a la ecuación exponencial de almidón reticulado

Según Genovese y Rao (2003), cuando la tensión de fluencia se calcula a partir de datos mezclador de paletas, la? 0-S puede ser considerado para ser el estrés fracaso total de la dispersión de almidón no perturbado y la magnitud de la diferencia entre? 0-S y ? 0-D podría estar asociada con la tensión requerida para romper los enlaces,? 0-B, que contribuyeron a la resistencia inicial al flujo del material.

La relación de esta diferencia a la tensión total del rendimiento, (0 -?? B / 0-S), en las dispersiones de almidón estudiados representa la contribución relativa de la tensión requerida para romper la unión a la tensión total necesaria para iniciar el flujo (figura 4). La contribución de la unión fue mayor en las dispersiones de almidón nativo (70-80%) que en los reticulados (10-20%), probablemente debido al papel de la amilosa lixiviada en el primero con la formación de enlaces.

La Figura 4. Efecto de la concentración de almidón en la contribución de la tensión requerida para romper la unión (0 -?? S 0-D) (? 0-S) (?) Con respecto a la tensión total necesaria para iniciar el flujo de reticulado () y nativa dispersiones de almidón.

Efecto de?-Carragenina Concentración en? 0-S y? 0-D valores para ambos? 0-S y los valores? 0-D, los resultados del ANOVA mostraron una interacción significativa entre la concentración?-Car-rageenan y almidón tipo (Fint? 26.43 , p 0,001 para? 0-S y Fint? 17,01, p 0,001 para? 0-D). Los valores de? 0-S aumentaron con la concentración de?-Carragenina, pero la magnitud del incremento dependía del tipo de almidón. Muestras de almidón reticulado, que conteníangránulos intactos, mostraron un mayor aumento de? 0-S con la concentración de?-carragenano que las dispersiones de almidón nativo (Figura 5). ? La variación de 0-S con la concentración de?-Carragenina seguido una función sigmoide (Ecuación (7) para el almidón nativo y la ecuación (8) para el almidón reticulado) lo que indica que los valores 0-S aumentaron con la adición de?? - carragenina, hasta un límite.

Este comportamiento se explica por la capacidad de -?Carragenina puente micelas de caseína. De acuerdo con las observaciones de Shchipunov y Chesnokov (2003), la estructura de red del modelo se compone de moléculas de polisacárido y las micelas de caseína que actúan como sus nodos, explica así el efecto de la carragenina en los sistemas de la leche. Para -?-Carragenina y?, La estabilización de la red de gel se consigue por reticulación de fragmentos de cadena entre las micelas de dobles hélices. Para?-Carragenina, gelificante se garantiza sólo mediante la unión con las micelas de caseína. A medida que la cantidad de aumento?-Carragenina, las moléculas de caseína se saturan y ninguna asociación con moléculas más?-Carragenano pueden ocurrir, que aumentaría la

fuerza de la red de gel y por lo tanto los valores de? 0-S. Por otro lado, el hecho de que el efecto de la concentración de?-Carragenina en valores de? 0-S mostró una tendencia similar para el almidón nativo y tanto reticulado puede indicar que el aumento de? 0-S con la concentración de?-Carragenina podría ser atribuido en parte al aumento en la concentración de almidón eficaz, debido a la capacidad de?-carragenina para la fijación de agua.

Figura 5. Variación de los valores 0-S con la concentración de carragenano-? De 4% reticulada y 4% dispersiones de almidón nativo, y los accesorios correspondientes a las ecuaciones sigmoideas? (?) (?) (-).

El efecto de la adición?-Carragenina en los valores? 0-D fue menor que en? Valores 0-S y sólo en el caso de muestras de almidón reticulados? 0-D valores aumentó significativamente con la concentración de?-Carragenina (Figura 6) , siguiendo una función exponencial (Ecuación (9)):

La Figura 6. Variación de los valores? 0-D con concentración de?-Carragenina para 4% reticulado (?) Y 4% nativa (?) Dispersiones de almidón en la leche. (-) Ajustar a la ecuación exponencial de almidón reticulado.

La presencia de?-Carragenina puede haber aumentado la concentración efectiva de los gránulos de almidón reticulados intactas y esto podría explicar el aumento en los valores de? 0-D mediante el aumento de la concentración de?-Carragenina.

La relación de? 0-B (? 0-B?? 0-S? 0-D) para la tensión de fluencia total de (? 0-S) para las dispersiones con diferente concentración de?-Carragenina (Figura 7) indicó que la contribución de los unión aumentó debido a la presencia de la red de?-carragenina-caseína para dispersiones de almidón tanto nativas y reticulado. Para las dispersiones de almidón reticulados, en comparación con la muestra de control (0% de carragenano), el aumento relativo de la unión era alta en 0.02% de concentración?-Carragenina y no cambia mucho con el intervalo de concentración 0,03 a 0,05%. Además, la comparación con la Figura 4 muestra que la red?-Carragenina-caseína desempeñó un papel importante en la contribución de la unión de las dispersiones de almidón reticulados.

Textura Map

Tradicionalmente, la caracterización de la textura de los alimentos viscoelástico se ha llevado a cabo utilizando ensayos de compresión o torsión. Truong et al. (2002) observaron que la agrupación de las muestras en el mapa de textura generada a partir de un ensayo de compresión era similar a la generada a partir de una prueba de paletas. Un gráfico de la tensión de fluencia de paletas (tensión de rotura) contra la deformación angular (o tensión) nos puede proporcionar con un "mapa de textura 'de las muestras y se ha utilizado para describir algunas diferencias de textura entre dispersiones de diferentes tipos de almidón (Genovese y Rao, 2003). La trama obtenida en este estudio (Figura 8) indicó que las muestras que contienen almidón amioca mostraron más características de los gomosos 'que las muestras que contienen almidón reticulado. Para ambos tipos de

almidón, lo que aumenta el contenido de almidón o el contenido de carragenano de las muestras resultó en una disminución de la capacidad de extensión y estos efectos fueron más altas para las muestras reticuladas. En el caso de las muestras de almidón reticulados, los que contienen carragenina mostró más características "duro" que las muestras sin carragenina.

Figura 8. Mapa de textura para las muestras que contienen diferente concentración de almidón (triángulos) y la concentración de carragenano diferente (cuadrados). Almidón reticulado (símbolos negros) y amioca almidón (símbolos blancos).

CONCLUSIONES

Las diferencias en la plasticidad encontrados entre el almidón nativo y reticulado revelaron diferencias importantes en la estructura de los sistemas de la leche de almidón. Para los sistemas reticulados, el aumento de la resistencia de la estructura con la concentración de almidón era más alta que para los sistemas de almidón nativo. La presencia de pequeñas cantidades de?-Carragenina dio como resultado un gran aumento de la resistencia de la estructura. Las diferencias en la magnitud de este efecto se encuentra entre las muestras que contienen diferentes tipos de almidón, indican que el almidón todavía juega un papel importante en la estructura de este tipo de sistema. El efecto de la adición?-Carragenina en los valores de tensión de fluencia se puede explicar por la suma de dos efectos: la capacidad de carragenano-? Para inmovilizar el agua, aumentando así la concentración de almidón eficaz, y la formación de una red-carragenano-caseína? , debido a la presencia simultánea de?-carragenina y la caseína en la fase continua.