Efectos de las propiedades de los productos: ComposicinLa composicin natural e industrial de los productos alimenticios afectan altamente sus propiedades reolgicas. La pared celular y la composicin material intracelular definen la forma y las propiedades de las partculas suspendidas, as como el pH y la carga del producto. Adems, la adicin de ingredientes durante el procesamiento puede cambiar las propiedades del producto. Por ejemplo, la adicin de hidrocoloides en productos de frutas es muy comn para minimizar la sedimentacin de la pulpa y aumentar la aceptacin sensorial del producto. Por lo tanto, las caractersticas intrnsecas de la composicin del material y aquel cambio debido a los ingredientes aadidos durante el procesamiento define el comportamiento del producto final. Las caractersticas de composicin y morfolgicas de los tejidos celulares, que son relacionada con la composicin intrnseca o cambios durante el procesamiento, dictar las interacciones entre partculas, entre las partculas suspendidas, as como la alineacin comportamiento bajo flujo (figura 6.4). Los productos con una distribucin de tamao de partcula ms amplio (PSD), Por ejemplo, mostrar menos consistencia que aquellos con una distribucin ms estrecha. Esto est relacionado con el efecto lubricante de pequeas partculas sobre las partculas ms grandes, con una pequea resistencia consecuente para fluir (Servais et al., 2002). Adems, las partculas con superficies lisas y formas ms regulares fluyen ms fcilmente que aquellos con superficies rugosas y formas irregulares. Sin embargo, la reologa del producto final no puede describirse simplemente por las fuerzas hidrodinmicas y la PSD del producto.Una reduccin en el tamao de las partculas en suspensin puede mejorar la interaccin entre partculas, ya que el rea de superficie de la partcula es mucho mayor. La interaccin de las partculas pequeas puede ser debido a las fuerzas de van der Waals (Genovese et al., 2007; Tsai y Zammouri, 1988) y las fuerzas electrostticas debido a la interaccin entre las pectinas cargadas negativamente y las protenas con carga positiva (Takada y Nelson, 1983 ; Figura 6.28). As, por partculas pequeas, el nmero de Peclet (Ecuacin 6.6) del producto es pequeo y el sistema se aproxima al dominio browniano. En el dominio browniano, las fuerzas tanto de la electrosttica y de van der Waals pueden dictar las interacciones entre partculas, mientras que slo las fuerzas hidrodinmicas dictan esas interacciones en los nmeros de Peclet altos. Por lo tanto, es posible observar los valores ms altos de consistencia en tamaos de partculas intermedias, con un producto menos consistente con tamaos de partcula mayores y ms pequeos.

FIGURA 6.28 Efecto del pH sobre la viscosidad aparente (medido utilizando un viscosmetro de Ostwald) de las pectinas y soluciones de protenas. (A partir de Takada, N. y Nelson, PE, Journal of Food Science, 48 (5), 1408-1411, 1983. Con el permiso.)

Por ejemplo, el efecto de la partcula de tamao medio en el comportamiento reolgico de la pulpa jabuticaba se muestra en la figura 6.29, que muestra claramente un ndice de consistencia mxima (k) en tamaos de partculas intermediarias. Adems, el efecto de la maduracin en la viscosidad aparente de la pia se muestra en la Figura 6.30. Debido a la actividad enzimtica durante la maduracin, con la consiguiente rotura de las clulas, rompiendo de clusters y cadenas de polisacridos, y los cambios en las cargas de pectina, la consistencia del jugo se reduce. Esto refuerza las diferencias en la reologa de productos de frutas debido a sus caractersticas intrnsecas. Por lo tanto, la adicin de acidulantes a productos de frutas, una tcnica ampliamente utilizada para reducir el pH, el crecimiento microbiano, y la actividad enzimtica del producto,

FIGURA 6.29 Efecto de la partcula significa el tamao (PS) en el comportamiento reolgico de la pulpa jabuticaba (14% de slidos, 25 C). (Los datos de Sato, ACK y Cunha, RL, Journal of Food Engineering, 91, 566-570, 2009.)

Figura 6.30 Efecto de la maduracin y la temperatura sobre la viscosidad aparente de la pia (4,3 Brix;. Los datos de Shamsudin, R., Daud, WRW, Takrif, MS, Hassan, O., y Ilicali, C., Revista Internacional de Ciencias de la Alimentacin y Tecnologa, 44, 757-762, 2009.)

FIGURA 6.31 Efecto de la adicin de sal (1% de NaCl, KCl, CaCl2, y MgCl2) en la viscosidad aparente de la solucin de goma de semilla de perfoliatum Lepidium (46,16 s-1 y 25 C; datos de Koocheki, A., Taherian, AR, y Bostan, A., Food Research International, 50, 446-456, 2013).

Tambin puede afectar a la reologa final debido a las interacciones electrostticas de la partcula. Figura 6.28 muestra el efecto del pH sobre la viscosidad aparente de pectinas y soluciones protenas, simulando las interacciones en zumos de frutas. Se puede observar que, aunque el pH no tiene ningn efecto en cualquiera de la pectina o las soluciones de protena cuando se aslan, cambia significativamente la viscosidad de la solucin que contiene ambas molculas.Del mismo modo, la adicin de sal, as como la adicin de ingredientes con carga elctrica, pueden cambiar significativamente la reologa de los productos de fruta. Por ejemplo, la Figura 6.31 muestra el efecto de diversas adiciones de sal en la viscosidad aparente de una solucin de goma de la semilla.Un comportamiento similar se puede ver por los presentes naturalmente polisacridos de la fruta o los aadidos como hidrocoloides. Los hidrocoloides son gomas solubles en agua que se utilizan ampliamente como agentes espesantes y gelificantes en productos alimenticios.Figura 6.32 muestra el efecto de la adicin de almidn a la cizalladura de estado estacionario y propiedades viscoelsticas de concentrados de zumo de uva. La adicin de almidn aumenta en gran medida la consistencia del jugo (k, k ', y k "), con un mayor efecto en el comportamiento elstico (k') del producto debido a la gelatinizacin del almidn.Las figuras 6.33 y 6.34 muestran los efectos de la adicin de goma de xantano, goma guar, goma de algarroba (LBG), carboximetilcelulosa (CMC), y la pectina sobre la reologa de zumos de frutas. Aunque el efecto de aumentar la consistencia y el comportamiento pseudoplstico de zumos de frutas es claro, es interesante observar el comportamiento complejo, que es diferente para cada producto de fruta, y no se puede predecir sin una evaluacin completa. Adems, debido a posibles interacciones con otros componentes (como en las figuras 6.28 y 6.31) y diferentes pHs (como en la Figura 6.28), la adicin de hidrocoloides a los productos de fruta debe ser evaluado para cada situacin. Por lo tanto, todava hay una necesidad de estudios ms reolgicas respecto a los efectos de composicin en la reologa de productos de frutas.

FIGURE 6.32 Effect of starch addition (Cstarch) on the steady-state shear and viscoelastic properties of grape juice concentrates (60C; data from Goksel, M., Dogan, M., Toker, O.S., Ozgen, S., Sarioglu, K., and Oral, R.A., Food and Bioprocess Technology, 6, 259271, 2013.)