Estabilidad de complejos coacervados aislado de proteína de suero de leche – goma Arábiga

Abstract

Las emulsiones aceite/agua (o/w) son de gran aplicación en el desarrollo de alimentos. Dada su inestabilidad termodinámica se pueden incluir en la formulación estabilizantes macromoleculares (biopolímeros) para mejorar las propiedades reológicas que repercuten en mejorar los procesos de fabricación, brindan nuevas propiedades favorables a las formulaciones o mejoran la experiencia sensorial de los consumidores. La amplia diversidad de biopolímeros permite lograr desarrollos innovadores en el campo de alimentos emulsionados a través de modificaciones de sus características reológicas. Por ende, el objetivo de este trabajo fue conformar complejos coacervados empleando aislado de proteína de suero de leche (WPI) y goma arábiga (GA) a diferentes relaciones (1:5, 1.4:1, 5:1) y posteriormente utilizarlos como agentes emulsionantes y estabilizantes en la formulación de emulsiones aceite en agua. Se evaluaron las condiciones en las que ocurre la mínima diferencia entre los valores de potencial zeta de los biopolímeros goma Arábiga y aislado de proteína de suero de leche para formar los coacervados, esto fue a valores de pH entre 3.6 para la proteína y pH de hidratación para la goma Arábiga. Se realizó una titulación protolítica para determinar las relaciones estequiométricas del coacervado y se encontró que en el intervalo WPI-GA de 5:1 y 1:5 se mantiene el carácter catiónico del complejo. Adicionalmente, el complejo logró la máxima interacción cuando el pH = 3.47 y la relación estequiométrica entre ambos biopolímeros fue de 1.4: 1. Se formularon tres emulsiones con relaciones másicas entre ambos biopolímeros de 1.5, 5:1 y 1.4:1. Posteriormente se determinaron sus propiedades fisicoquímicas, reológicas y de estabilidad de las emulsiones. Se observaron las emulsiones por microscopía, se midió el tamaño de gota de las diferentes emulsiones preparadas. El cambio en tamaño de gota de la emulsión de 1.4:1 fue de 0.66 µm en comparación con las emulsiones 1:5 (8.0 µm) y la emulsión 5:1 (10 µm). Se determinó la velocidad de coalescencia en las emulsiones, las cuales siguieron una cinética de primer orden, donde el valor de la constante cinética obtenido de la emulsión de 1.4:1 fue de 1.87x10-5 s-1 por lo que cinéticamente fue más estable debido a la disminución de tamaño de gotas de las diferentes emulsiones. Por otra parte, la velocidad de cremado de las emulsiones se encontró en el intervalo de 6.45x10-7 cm/s y 6.28x10-7 cm/s. Estos valores son típicos de sistemas donde la goma forma parte del material emulsionante, incrementando la viscosidad de las emulsiones y por ende, la velocidad de cremado se reduce. A partir de las curvas módulos elástico (G’) y viscoso (G’’) versus la deformación, se predijeron los correspondientes comportamientos viscoso o elástico, para los tres sistemas predomino el comportamiento viscoso. Lo anterior, permite concluir que WPI-GA pueden interaccionar electrostáticamente para conformar complejos coacervados que pueden ser utilizados como agentes emulsionantes capaces de brindar alta estabilidad a emulsiones del tipo o/w con propiedades de flujo de fluidos newtonianos que inciden en una mejor capacidad de transporte en tuberías para el sector industrial.