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Desarrollo de una bebida de maíz dulce (Zea mays var. Saccharata) con adición de hidrocoloides y aloe vera

(Aloe barbadensis Miller).

Karen Paola Contreras Lozano

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agrarias

Maestría en Ingeniería Agroindustrial Medellín, Colombia

2015

Desarrollo de una bebida de maíz dulce (Zea mays var. Saccharata) con adición de hidrocoloides y aloe vera

(Aloe barbadensis Miller)

Karen Paola Contreras Lozano

Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de: Magíster en Ingeniería Agroindustrial

Director (a): Ph.D. Héctor José Ciro Velásquez

Codirector (a): Ph.D. Carlos Julio Márquez Cardozo

Línea de Investigación: Agroindustria y poscosecha

Grupo de Investigación: Ingeniería Agrícola

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agrarias

Maestría en Ingeniería Agroindustrial Medellín, Colombia

2015

Nota de aceptación:

__________________________ Firma del presidente del jurado

__________________________ Firma del jurado

__________________________ Firma del jurado

Medellín, 02 de Mayo de 2016

A Dios por permitirme vivir cada instante de aprendizaje y darme la motivación, la perseverancia, la fortaleza y la paciencia para crecer personal y profesionalmente.

A mi madre y a mi padre por darme la vida, ser mi motivación y enseñarme el valor de la disciplina, la responsabilidad y el sacrificio.

Agradecimientos

Gracias a Dios, por brindarme la oportunidad de cumplir este propósito. A mi familia, por su apoyo incondicional. Al profesor Héctor José Ciro Velásquez, por su colaboración, su paciencia y por transmitirme sus conocimientos para concluir satisfactoriamente esta investigación. Al profesor Carlos Julio Márquez Cardozo, por su contribución, su disposición y su apoyo en la consecución de recursos para desarrollar este trabajo. A la Dirección de Investigación de la Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín (DIME), por la financiación parcial de esta investigación. Al profesor Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza, por brindarme la oportunidad de incursionar y formarme en el campo de la investigación, por impulsarme al logro de este objetivo, por sus enseñanzas y su apoyo incondicional. Al grupo de investigación en Procesos agroindustriales y desarrollo sostenible – PADES- de la Universidad de Sucre, por la disposición de sus equipos para la ejecución de análisis. A las amistades que de alguna manera me apoyaron en este camino, principalmente a Jorge Figueroa por su colaboración y compañerismo. A todos los docentes que durante el desarrollo del posgrado me aportaron nuevos conocimientos.

Resumen y Abstract VII

Resumen

Las propiedades reológicas de suspensiones alimentarias pueden ser modificadas adicionando hidrocoloides para mejorar su estabilidad y evitar la separación de fases que generalmente se asocia a una calidad deficiente. En el presente trabajo se evaluó el efecto de la concentración de goma xantana (GX) y carboximetilcelulosa sódica (CMC) (0,025-0,075%), y gel de aloe vera (AV) (0,5-1,5%), en las propiedades reológicas, fisicoquímicas, sensoriales y estabilidad a la separación de fases en bebidas formuladas a partir de maíz dulce, aplicando un diseño central compuesto con la metodología de superficie de respuesta. Se realizaron ensayos rotacionales y oscilatorios a temperaturas entre 10-50°C para determinar las características reológicas de las bebidas. Los productos formulados con los hidrocoloides y AV mostraron un flujo pseudoplástico y la viscosidad guarda una relación lineal con la temperatura. El comportamiento viscoelástico de las bebidas fue característico de un gel débil en un amplio rango de frecuencias, donde el módulo de almacenamiento (G’) predominó sobre el módulo de pérdida (G”). La adición de hidrocoloides a altas concentraciones (≥0,05%) y bajas concentraciones de AV (≤1%)

resultaron adecuadas para mantener la estabilidad en condiciones de baja deformación. Las propiedades fisicoquímicas, potencial zeta, tamaño de partícula y parámetros de color no resultaron afectadas por los factores estudiados y se encontró que la adición de los hidrocoloides en concentraciones mínimas de 0,075% de GX y 0,05% de CMC disminuyó la sedimentación pero no evitó la floculación, lo que se refleja en el potencial zeta que indica una estabilidad ligera. La percepción de la apariencia fue mejor con el incremento en las concentraciones de hidrocoloides, mientras que las propiedades sensoriales color, sabor y aroma fueron más características en las bebidas sin estabilizantes. Palabras clave: hidrocoloides, suspensión, viscoelasticidad, sedimentación, potencial zeta.

Resumen y Abstract VIII

Abstract

The rheological properties of food suspensions may be modified by adding hydrocolloids to improve stability and prevent phase separation is generally associated with poor quality. In this thesis the effect of the concentration of xanthan gum (GX) and sodium carboxymethylcellulose (CMC) (0.025-0.075%), and aloe vera gel (AV) (0.5-1.5%) was evaluated in properties rheological, physical-chemical, sensory and stability to phase separation in beverages made from sweet corn, using a central composite design with response surface methodology. Rotational and oscillatory tests were performed at temperatures between 10-50°C to determine the rheological characteristics of the beverages. Drinks made with rubber and AV showed pseudoplastic viscosity and flow is linearly related to temperature. The viscoelastic behavior of the drinks was characteristic of a weak gel over a wide frequency range, where the storage modulus (G') predominated over the loss modulus (G"). Adding gum at high concentrations (≥0.05%) and low concentrations of AV (≤1%) were adequate to maintain stability under low strain. The physicochemical properties, zeta potential, particle size and color parameters were not affected by the factors studied and found that the addition of gums in concentrations at least 0.075% and 0.05% GX CMC decreases sedimentation but does not prevent flocculation, which is reflected by the zeta potential indicates a light stability. The perception of the appearance was better with increasing concentrations hydrocolloids, while the color, flavor and aroma characteristic sensory properties were best in the drink without stabilizers. Keywords: hydrocolloids, suspension, viscoelasticity, sedimentation, zeta potential.

IX Contenido

Contenido

Pág.

Resumen…………………………………………………………………………………………VII

Lista de figuras ............................................................................................................. XII

Lista de tablas… .......................................................................................................... XIII

Lista de Símbolos y abreviaturas ............................................................................... XIV

Introducción 1

1. Capítulo 1. Objetivos .................................................................................................. 3 1.1 Objetivo general............................................................................................... 3 1.2 Objetivos específicos ....................................................................................... 3

2. Capítulo 2. Marco Teórico .......................................................................................... 4 2.1 Maíz ................................................................................................................. 4

2.1.1 Clasificación taxonómica ....................................................................... 4 2.1.2 Estructura del grano de maíz ................................................................ 5 2.1.3 Tipos de maíz ....................................................................................... 5 2.1.4 Maíz Dulce ............................................................................................ 6 2.1.5 Industrialización del maíz dulce ............................................................. 6 2.1.6 Producción y consumo de maíz ............................................................ 7

2.2 Aloe vera ......................................................................................................... 8 2.2.1 Composición y propiedades bioactivas ................................................. 8

2.3 Hidrocoloides ................................................................................................... 9 2.3.1 Hidrocoloides de uso alimentario .......................................................... 9 2.3.2 Funcionalidad y aplicación de los hidrocoloides .................................. 11 2.3.3 Goma Xantana (GX) ........................................................................... 11 2.3.4 Carboximetilcelulosa (CMC) ................................................................ 13

2.4 Reología y estabilidad de suspensiones ........................................................ 13 2.4.1 Reología de suspensiones y su importancia en la estabilidad y calidad de bebidas ........................................................................................................ 13 2.4.2 Ensayos reológicos en suspensiones de alimentos ............................. 15 2.4.3 Dispersiones coloidales ....................................................................... 22 2.4.4 Estabilidad de dispersiones coloidales ................................................ 22

3. Capítulo 3. Efecto de la adición de hidrocoloides y gel de Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) en las propiedades reológicas de una bebida de maíz dulce (Zea mays var. saccharata) ...................................................................................... 27

3.1 Resumen ....................................................................................................... 27

X Contenido

3.2 Introducción ................................................................................................... 27 3.3 Materiales y métodos ..................................................................................... 28

3.3.1 Formulación y elaboración de las bebidas ........................................... 28 3.3.2 Ensayos rotacionales .......................................................................... 29 3.3.3 Ensayos oscilatorios ........................................................................... 30 3.3.4 Análisis estadístico .............................................................................. 30

3.4 Resultados y discusión .................................................................................. 32 3.4.1 Ensayos rotacionales .......................................................................... 32 3.4.2 Ensayos oscilatorios ........................................................................... 37

3.5 Conclusiones ................................................................................................. 41

4. Capítulo 4. Efecto de la adición de hidrocoloides y gel de Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) en las propiedades fisicoquímicas y estabilidad de una bebida de maiz dulce (Zea mays var. saccharata) .............................................................. 43

4.1 Resumen ....................................................................................................... 43 4.2 Introducción ................................................................................................... 43 4.3 Materiales y métodos ..................................................................................... 45

4.3.1 Formulación y elaboración de las bebidas ........................................... 45 4.3.2 Caracterización fisicoquímica .............................................................. 45 4.3.3 Distribución del tamaño de partícula (PSD) ......................................... 45 4.3.4 Potencial ζ ........................................................................................... 45 4.3.5 Estudio de separación de fases .......................................................... 46 4.3.6 Color ................................................................................................... 46 4.3.7 Análisis sensorial ................................................................................ 47 4.3.8 Análisis estadístico .............................................................................. 47

4.4 Resultados y discusión .................................................................................. 48 4.4.1 SST, pH, densidad y acidez titulable ................................................... 48 4.4.2 Potencial ζ ........................................................................................... 49 4.4.3 Distribución del tamaño de partícula (PSD) ......................................... 51 4.4.4 Estudio de separación de fases .......................................................... 52 4.4.5 Color ................................................................................................... 59 4.4.6 Análisis sensorial ................................................................................ 60

4.5 Conclusiones ................................................................................................. 63

5. Conclusiones y recomendaciones .......................................................................... 64 5.1 Conclusiones ................................................................................................. 64 5.2 Recomendaciones ......................................................................................... 65

A. Anexo: Análisis de varianza del coeficiente de consistencia K (10°C) ................. 67

B. Anexo: Análisis de varianza del factor de frecuencia (K0) ..................................... 68

C. Anexo: Análisis de varianza del índice de flujo n (40°C) ........................................ 69

D. Anexo: Análisis de varianza de la Tangente de pérdida (10°C) ............................. 72

E. Anexo: Análisis de varianza del potencial zeta ...................................................... 73

F. Anexo: Análisis de varianza de la velocidad de sedimentación ............................ 74

G. Anexo: Análisis de varianza del índice de sedimentación en el equilibrio (ISeq) 75

H. Anexo: Análisis de varianza de la viscosidad de la fase 2 .................................... 76

XI Contenido

I. Anexo: Análisis de varianza de la apariencia ......................................................... 77

J. Anexo: Formato de evaluación sensorial de bebidas formuladas a partir de maíz dulce 78

Bibliografía………………………………………………………………………………………79

XII Contenido

Lista de figuras

Pág. Figura 2-1: Estructura del grano de maíz (Hoseney y Faubion, 1992) .............................. 5

Figura 2-2: Industrialización del maíz (Adaptado de Ustarroz et al., 2010) ....................... 7

Figura 2-3: Estructura de la goma xantana (López, 2011) .............................................. 12

Figura 2-4: Estructura de la CMC (Chaplin, 2014) .......................................................... 13

Figura 2-5: Comportamientos de flujo (adaptada de Steffe, 1996) .................................. 17

Figura 2-6: Tensión oscilatoria entre platos paralelos (Adaptada de Steffe, 1996). ........ 20

Figura 2-7: Estructuras de partículas en una suspensión (Ochowiak et al., 2012). ......... 25

Figura 2-9: Distribución del tamaño de partículas en una suspensión ............................ 26

Figura 3-1: Curvas de flujo ajustadas al modelo de Ley de potencia .............................. 33

Figura 3-2: Superficies de respuesta para K y K0 ........................................................... 35

Figura 3-3: Superficie de respuesta para índice de flujo (n) a 40°C ................................ 36

Figura 3-4: Módulos de almacenamiento (G’) y pérdida (G”) .......................................... 37

Figura 3-5: Tangente de pérdida (tan(δ)). ....................................................................... 38

Figura 4-1: Distribución del tamaño de partícula ............................................................. 51

Figura 4-2: Ajuste del Indice de sedimentación al modelo cinético ................................. 53

Figura 4-3: Superficie de respuesta para el ISeq ............................................................ 53

Figura 4-4: Superficie de respuesta para la viscosidad de la fase 2 ............................... 57

Figura 4-5: Superficie de respuesta para la apariencia ................................................... 61

XIII Contenido

Lista de tablas

Pág.

Tabla 2-1: Clasificación taxonómica del maíz (Tovar, 2008) ............................................. 4

Tabla 2-2: Composición nutricional del grano de maíz dulce (USDA, 2015). .................... 6

Tabla 2-3: Componentes y propiedades del Aloe vera (Adaptado de Pachanon, 2005) ... 9

Tabla 2-4: Hidrocoloides de uso alimentario (Chocano, n.d.) .......................................... 10

Tabla 2-5: Estudios sobre propiedades reológicas en bebidas ....................................... 14

Tabla 2-6: Modelos reológicos para describir el comportamiento de fluidos (Norton et al.,

2011; Steffe, 1996) ......................................................................................................... 17

Tabla 2-7: Comportamiento de flujo en materiales viscoelásticos (Mezger, 2006). ........ 21

Tabla 2-8: Criterios de estabilidad con base al potencial zeta (Schramm, 2005). ........... 24

Tabla 3-1: Diseño experimental ...................................................................................... 31

Tabla 3-2: Parámetros de ajuste del coeficiente de consistencia (K) e índice de flujo (n) al

modelo de Arrhenius ...................................................................................................... 34

Tabla 3-3: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para los parámetros reológicos 36

Tabla 3-4: Ajuste de los parámetros viscoelásticos en función de la frecuencia oscilatoria

....................................................................................................................................... 39

Tabla 3-5: Tangente de pérdida (Tan (δ)) ....................................................................... 40

Tabla 4-1: Diseño experimental ...................................................................................... 48

Tabla 4-2: Propiedades fisicoquímicas ........................................................................... 49

Tabla 4-3: Parámetros de ajuste al modelo cinético de sedimentación ........................... 54

Tabla 4-4: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para el IS .................................. 54

Tabla 4-5: Absorbancia de la fase 2 (sobrenadante) ...................................................... 56

Tabla 4-6: Caracterización de la fase 1 (sedimento) ....................................................... 57

Tabla 4-7: Caracterización de la fase 2 (sobrenadante) ................................................. 57

Tabla 4-8: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para la viscosidad de la fase 2 . 58

Tabla 4-9: Parámetros de color ...................................................................................... 60

Tabla 4-10: Parámetros sensoriales ............................................................................... 61

Tabla 4-11: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para la apariencia ................... 61

XIV Contenido

Lista de Símbolos y abreviaturas

Símbolos con letras latinas Símbolo Término Unidad SI Definición

a* Parámetro de color Sección 4.3.6 b* Parámetro de color Sección 4.3.6

D Diámetro medio μm Sección 4.3.3

Ea Energía de activación J/mol Ec. (2.18) G’ Módulo de almacenamiento Ec. (2.23) G” Módulo de pérdida Ec. (2.23) IS índice de sedimentación % Ec. (4.3) ISeq índice de sedimentación en el equilibrio % Ec. (4.3) K Coeficiente de consistencia (Pa.sn) Ec. (3.1) K0 Factor de frecuencia (Pa.sn) K’ Parámetro de ajuste Ec. (3.6) K” Parámetro de ajuste Ec. (3.7) L* Luminosidad Sección 4.3.6 n índice de flujo Ec. (3.1) n0 Parámetro de ajuste Ec. (3.5) n’ Parámetro de ajuste Ec. (3.6) n” Parámetro de ajuste Ec. (3.7) R Constante universal de los gases J/mol.K Ec. (2.18) R2 Coeficiente de determinación Sección 3.3.4 t Tiempo h Ec. (2.19) T Temperatura absoluta K Ec. (2.18) V Velocidad de sedimentación h-1 Ec. (4.3)

Símbolos con letras griegas

Símbolo Término Unidad SI Definición δ Ángulo de desfasamiento o pérdida ° Ec. (2.21)

ΔE Diferencia total de color Ec. (4.5)

𝛾 Amplitud de deformación Ec. (2.19)

�̇� Tasa de corte s-1 Sección 2.4.2 η Viscosidad aparente Pa.s Ec. (2.1) η0 Coeficiente de ajuste Pa.s Ec. (2.18) σ Esfuerzo de corte Pa Sección 2.4.2

XV Contenido

Símbolo Término Unidad SI Definición

σ “Yield stress” Pa.s Sección 2.4.2

σ Amplitud del esfuerzo de corte Pa.s Ec. (2.21)

𝜔 Frecuencia angular rad/s

ζ Potencial zeta mV Sección 2.4.4

Abreviaturas Abreviatura Término

GX Goma xantana CMC Carboximetilcelulosa AV Aloe vera

Introducción

El maíz es el cereal cuyo cultivo ocupa las segundas mayores extensiones en Colombia (SIC, 2012). Se encuentra ampliamente difundido en todas las regiones naturales del país, dada su especial adaptación a diversas condiciones agroclimáticas y socioeconómicas (FENALCE, 2010). El cultivo de maíz es de fundamental importancia para la generación de empleo rural y la ocupación del área agrícola en Colombia, principalmente el maíz amarillo que ocupa el 66,8% de la superficie nacional (DANE, 2011). La producción de maíz y su agroindustria generan en promedio 500.000 empleos al año (MADR, 2012).

El maíz dulce (Zea mays L. var. Saccharata) es una variedad de maíz con elevado contenido de azúcar. Su composición nutricional consiste principalmente en un elevado contenido de agua (75,96%) y carbohidratos (19,02%), además de proteínas (3,22%), grasa (1,18%), fibra dietaria (2,7%), y en menor cantidad algunas vitaminas como A y C, y minerales como hierro magnesio y potasio (Luchsinger y Camilo, 2008b; USDA, 2015). La producción de maíz dulce puede destinarse al consumo fresco o a la agroindustria. En el segundo caso existen limitaciones en cuanto a la diversificación de productos debido a que es comercializado principalmente como grano entero en forma congelada o en conserva (Luchsinger y Camilo, 2008a; Luchsinger y Camilo, 2008b).

El género Aloe pertenece a la familia Aloaceae, ex miembro de las liliáceas (Lad y Murthy, 2013). Las hojas de Aloe vera hojas contienen un gel mucilaginoso, incoloro e insípido de olor vegetal característico que contiene alrededor de 98,5% de agua, ácidos galacturónicos, glucorónicos unidos a azúcares como glucosa, galactosa y rabinosa (Bozzi et al., 2006; He et al., 2005), y otros compuestos nutritivos como vitaminas, enzimas, aminoácidos, minerales y oligoelementos. Los compuestos no nutritivos incluyen ácidos orgánicos, compuestos fenólicos, fitoesteroles, y otros compuestos (Javed y Rahman, 2014). Debido a este gran número de componentes bioactivos se ha estudiado su potencial funcional y aplicación en productos alimenticios comerciales, entre estos las bebidas listas para consumo, refrescos, bebidas laxantes, bebidas para la salud y bebidas deportivas (Eshun y He, 2004).

Diversos sistemas alimentarios se comportan como dispersiones, entre estos las bebidas, dado que se componen de dos fases, una fase dispersa de pequeñas partículas y un medio de dispersión alrededor de estas generalmente acuoso. Estas no son termodinámicamente estables y el grado de estabilidad cinética es muy importante ya que considera diferentes procesos a través de los cuales las especies dispersas pueden interactuar entre ellas, como es el caso de la sedimentación (Schramm, 2005). La separación de fases en bebidas está asociada a este tipo de inestabilidad y es percibida como por el consumidor como un indicativo de calidad deficiente. Esta se puede prevenir mediante la aplicación de hidrocoloides alimentarios que permitan mantener la estabilidad durante el almacenamiento (Genovese et al., 2007; Hamzah, 2008; Shakeel et al., 2013). Los hidrocoloides son polímeros que se caracterizan por tener una amplia gama de

2 Introducción

propiedades funcionales para ser aplicados en sistemas alimentarios, principalmente cambios en las propiedades reológicas. Los cambios reológicos en la fase continua pueden llevar a una mayor estabilidad de la suspensión por períodos de tiempo prolongados debido a la retención de las partículas en suspensión, debido a que los hidrocoloides aumentan la viscosidad induciendo a la estabilidad de partículas insolubles e influyendo en la percepción sensorial del producto (Dickinson, 2009; Genovese y Lozano, 2006; Li y Nie, 2015; Milani y Maleki, 2012; Phillips, 2010; Rao, 1999; Valdez, 2012; Williams y Phillips, 2002) Recientemente se han realizado varios estudios sobre la aplicación de hidrocoloides, entre estos la goma xantana (GX) y la carboximetilcelulosa (CMC), para mantener la estabilidad física en bebidas de frutas y hortalizas, mejorando la turbidez, evitando la sedimentación y controlando su vida útil (Akkarachaneeyakorn y Tinrat, 2015; Genovese y Lozano, 2001; Ghafoor et al., 2008; Gharibzahedi et al., 2012; Mirhosseini et al., 2008a; Kiani et al., 2010; Koksoy y Kilic, 2004; Koyama y Kitamura, 2014; Liang et al., 2006; Nwaokoro y Akanbi, 2015; Paraskevopoulou et al. 2005; Udomsup et al., 2011).

Considerando que el maíz es un producto agroalimentario de gran importancia e impacto socioeconómico en el país, y que posee un alto valor energético y nutricional, se busca una alternativa para contribuir a la diversificación de productos con valor agregado a partir de la agroindustria de esta materia prima. Además el desarrollo de un producto novedoso con adición de los componentes fisiológicamente activos presentes en el gel de Aloe vera que le otorguen propiedades nutracéuticas, lo hacen atractivo para el consumo en el mercado de bebidas saludables.

Dado el alto contenido de almidón en el grano de maíz dulce, y cierto contenido de aceite en el germen principalmente, una bebida elaborada a partir de este producto en medio acuoso se puede comportar como una dispersión coloidal, con propiedades de suspensión y emulsión, que puede presentar inestabilidad cinética y separación fases, afectando notablemente la calidad sensorial del producto.

En consecuencia, se establece como objetivo central de la investigación desarrollar una bebida lista para el consumo a partir de maíz dulce y evaluar el efecto de la adición de hidrocoloides y gel de Aloe vera en sus características, fisicoquímicas, reológicas, estabilidad física y propiedades sensoriales. Para esto se aplicará un diseño experimental central compuesto mediante la metodología de superficie de respuesta, teniendo como factores la concentración de GX, CMC y gel de Aloe vera, y evaluar su efecto en las propiedades finales de las bebidas.

El estudio comprende la caracterización fisicoquímica a partir de la determinación de sólidos solubles totales, densidad, pH, acidez titulable y color instrumental; el análisis de las propiedades reológicas mediante ensayos rotacionales y oscilatorios a diferentes temperaturas, para determinar el comportamiento de flujo y el comportamiento viscoelástico respectivamente; un estudio de estabilidad, calculando el potencial zeta, el tamaño de partícula y evaluando la separación de fases durante el almacenamiento y en forma acelerada; y finalmente un análisis sensorial para establecer la preferencia durante el consumo de las bebidas desarrolladas.

1. Capítulo 1. Objetivos

1.1 Objetivo general

Desarrollar una bebida de maíz dulce evaluando el efecto de la adición de hidrocoloides y gel de aloe vera.

1.2 Objetivos específicos

Evaluar el efecto de la adición de hidrocoloides (goma xantana y carboximetilcelulosa sódica) y gel de aloe vera en las propiedades reológicas de bebidas formuladas a partir de maíz dulce.

Evaluar el efecto de la concentración de hidrocoloides (goma xantana y carboximetilcelulosa sódica) y gel de aloe vera en las propiedades fisicoquímicas, estabilidad coloidal, separación de fases, y propiedades sensoriales de bebidas formuladas a partir de maíz dulce.

4 Desarrollo de una bebida de maíz dulce (Zea mays var. Saccharata) con

adición de hidrocoloides y aloe vera (Aloe barbadensis Miller)

2. Capítulo 2. Marco Teórico

2.1 Maíz

2.1.1 Clasificación taxonómica

El maíz (Zea mays L), pertenece a la familia de las Gramíneae (Tabla 2-1), subfamilia Panicoideae, y tribu Andropogoneae; la cual incluye siete distintos géneros: Zea, Tripsacum, Coix, Chionachne, Sclerchne, Polytoca y Trilobachne (Paliwal et al., 2001; Pandey, 1998).

Tabla 2-1: Clasificación taxonómica del maíz (Tovar, 2008)

Clasificación taxonómica del maíz

Reino: Plantae

División: Magnoliophita

Clase: Liliopsida

Subclase: Commelinidae

Orden: Poales

Familia: Poaceae (Gramíneae)

Subfamilia: Panicoideae

Tribu: Andropogoneae

Género: Zea

Especie: Z. mays

Nombre científico: Zea mays L.



Desarrollo de una bebida funcional de maíz dulce (Zea mays var.

Saccharata) enriquecida con aloe vera (Aloe barbadensis Miller)

2.1.2 Estructura del grano de maíz

El grano de maíz es un fruto (cariópside) compuesto por cuatro partes principales (Figura 2-1): el pedicelo es la estructura celular mediante la cual el grano se encuentra unido al olote; el pericarpio (cáscara o salvado) es capa exterior dura y fibrosa que encierra al grano; el endospermo es la reserva energética del grano y constituye la mayor proporción con aproximadamente un 80-84% del peso total; y germen o embrión aporta un 9.5-12% del peso total del grano, se localiza en la parte inferior del mismo y está compuesto por aproximadamente un 35-40% del contenido total de lípidos en el grano (Wolf et al., 1952).

Figura 2-1: Estructura del grano de maíz (Hoseney y Faubion, 1992)

2.1.3 Tipos de maíz

El maíz puede dividirse en subespecies según las características y estructura del grano, más específicamente a su dureza, determinando el uso comercial de este (Pearsons et al., 1991; Ramirez, 2006). En base a ello se clasifica en:

- Maíz dentado o también llamado “Dent corn” (Zea mays L. subsp. mays Indentata Group) - Maíz colorado duro o también llamado “Flint” (Zea mays L. subsp. mays Indurata Group). - Maíz reventador o también llamado “Pisingallo” o “Popcorn” (Zea mays L. subsp. mays Everta Group). - Maíz harinoso o “Fluor corn” (Zea mays L. subsp. mays Amylacea Group). - Maíz dulce o “Sweet corn” (Zea mays L. subsp. mays Saccharata Group).





2.1.4 Maíz Dulce

El maíz dulce (Zea mays L. var. Saccharata) es una variedad de maíz con elevado contenido de azúcar. Es el resultado de una mutación en los genes que controlan la conversión del azúcar en almidón en el endospermo (tejido de reserva). (Luchsinger y Camilo, 2008).

El maíz desde el punto de vista nutricional brinda mejores propiedades que otros cereales excepto en su contenido de proteínas (Paliwal et al., 2001). El grano de maíz en general está compuesto (b.s) por almidón (70-75%), proteína (8-10%) y aceite (4-5%), contenidos en el germen, el endospermo y el pericarpio (Ustarroz et al., 2010). La composición nutricional del maíz dulce se muestra en la tabla 2-2.

Tabla 2-2: Composición nutricional del grano de maíz dulce (Adaptado de USDA, 2015).

Valor nutricional por cada 100 g (ms)

Carbohidratos 79,11 g

Azúcares 13,39 g

Fibra dietaria 11,23 g

Grasas 4,90 g

Proteínas 13,39 g

Vitamina A 37,44 μg

Vitamina C 28,28 mg

Hierro 2,16 mg

Magnesio 153,91 mg

Potasio 1,12 g

2.1.5 Industrialización del maíz dulce

La industrialización del maíz es una actividad que genera un gran número de productos que se consumen en forma directa o son insumos de otras industrias (Figura 2-2). Comprende dos procesos tecnológicamente diferentes: la molienda húmeda y la molienda seca. Cada uno de ellos permite obtener distintos productos (Ustarroz et al., 2010).

La producción de maíz dulce puede destinarse al consumo fresco o a la agroindustria. En el segundo caso es comercializado principalmente el grano entero en forma congelada o en conserva (Luchsinger y Camilo, 2008a; Luchsinger y Camilo, 2008b).

http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BAcido

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_alimentaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Grasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna

http://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_A

http://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_C

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnesio

http://es.wikipedia.org/wiki/Potasio





Figura 2-2: Industrialización del maíz (Adaptado de Ustarroz et al., 2010)

2.1.6 Producción y consumo de maíz

Contexto mundial

La producción mundial de maíz en el ciclo 2012/13 está liderada por Estados unidos con una producción de 353,72 millones de toneladas, seguido por China, Brasil, la Unión Europea, Argentina, México y Ucrania. Los mayores exportadores para el mismo periodo fueron Argentina, Brasil y Suráfrica, y los mayores importadores corresponden a Japón y la Unión Europea (USDA, 2014).

Contexto Colombiano

El maíz concentra el 13% del área agrícola en Colombia. Las zonas productoras dependen en un 60% de esta actividad agrícola. La producción y su agroindustria generan en promedio 500.000 empleos al año (MADR, 2012). El área de siembra se encuentra distribuida entre dos tipos: maíz blanco que ocupa el 33,2% de la superficie y maíz amarillo con el 66,8%, el primero dedicado preferentemente al consumo humano y el segundo al consumo animal, ya sea en forma directa o como insumo para la fabricación de alimentos balanceados (DANE, 2011).

La producción nacional de maíz en el año 2013 fue 1.683.858 Ton que representa aproximadamente el 22% del consumo nacional, lo que muestra la dependencia de las importaciones que sin embargo disminuyeron en el último año. Para el primer semestre del 2014 la producción alcanzó 911.474 Ton, de las cuales el 62,2% corresponden a maíz amarillo. Entre los departamentos con mayor producción se destacan Tolima, Meta, Córdoba, Valle del Cauca, Huila, Santander, Boyacá, Antioquia y Bolívar, con más del 80% de la producción nacional (FENALCE, 2014).

Industria extractiva

Molienda seca

Obtención de "grits"

Coproductos (Germen,

aceite)

Polenta, harina, grañones,

sémola,cereales para desayuno, snacks

Obtención de etanol

Etanol

Coproductos (Anhidrido carbónico,

DDGS, DDG

Molienda húmeda

Coproductos (gluten meal, gluten feed, gérmen, aceite)

Almidón

Etanol

Jarabes de alta fructosa, glucosa, jarabe de maltosa, colorante caramelo,

maltodextrinas, almidones modificados, fécula, bioplásticos

Pellets

Bioenergía





2.2 Aloe vera

Diversos estudios han permitido la identificación de componentes fisiológicamente activos o bioactivos en los alimentos, soportados en evidencias científicas sobre los efectos fisiológicos o los beneficios para la salud (Cortés et al., 2005). La funcionalidad de un alimento está relacionada con el contenido de alguno de estos componentes; así, a pesar de no tener una función nutricional clásicamente definida, o no considerarse esenciales para la salud humana, los compuestos bioactivos poseen cierta actividad biológica dentro del organismo, que se traduce en bienestar para el individuo y menor riesgo de padecer determinadas enfermedades (Gómez, 2010). Una amplia variedad de vegetales son altamente apreciados por su potencial terapéutico atribuido al contenido de este tipo de componentes conocidos como fitoquímicos bioactivos, entre estos vegetales se destaca el Aloe vera que ha sido objeto de estudios recientes por su potencial nutracéutico en aplicaciones alimentarias y farmacéuticas (Foster et al., 2005; Drago et al., 2006; Javed y Rahman, 2014).

El género Aloe pertenece a la familia Aloaceae, ex miembro de las liliáceas (Lad y Murthy, 2013). De acuerdo a las Normas Internacionales de Nomenclatura Botánica se considera que el verdadero nombre de la especie es Aloe vera (L.) Burm f. sin embargo en la literatura se encuentra la denominación de Aloe barbadensis Miller (Bradley, 1992; Javed y Rahman, 2014).

2.2.1 Composición y propiedades bioactivas

Del centro de las hojas de Aloe se encuentra un gel mucilaginoso, incoloro e insípido de olor vegetal característico que contiene alrededor de 98,5% de agua, ácidos galacturónicos, glucorónicos unidos a azúcares como glucosa, galactosa y rabinosa (Bozzi et al., 2006; He et al., 2005), y otros compuestos nutritivos como vitaminas, enzimas, aminoácidos, minerales y oligoelementos. Los compuestos no nutritivos incluyen ácidos orgánicos, compuestos fenólicos, fitoesteroles, y otros compuestos (Javed y Rahman, 2014).

Estos componentes del Aloe vera han sido objeto de investigaciones recientes. Autores como Calzada y Pedroza (2005) reportan que la hoja tiene más de 200 constituyentes diferentes producidos en la corteza exterior, de los cuales 75 tienen actividad biológica. Algunos estudios concluyen que las propiedades benéficas del gel se atribuyen a la acción sinérgica de todos los componentes y no a componentes activos individuales (Javed y Rahman, 2014). Pachanon (2005) ha presentado información sobre la composición y las propiedades del aloe vera las cuales se describen en la tabla 2-3.

El potencial funcional del Aloe vera queda demostrado en diversos estudios, con una importante evidencia científica de sus propiedades benéficas (Eshun y He, 2004; Sanzana et al., 2011). Recientemente se ha aplicado el Aloe en productos alimenticios comerciales, entre los que se destacan bebidas listas para consumo, refrescos, bebidas laxantes, bebidas para la salud y bebidas deportivas (Eshun y He, 2004). También es usado en otros productos alimenticios como leche, helados y confitería (Ramachandra y Srinivasa, 2008). Además, el jugo de Aloe vera también está siendo comercializado en la actualidad como una fuente de suplemento de nutrientes e incluso como un medicamento (Lad y Murthy, 2013).





Tabla 2-3: Componentes y propiedades del Aloe vera (Adaptado de Pachanon, 2005)

Constituyentes

Principio activo

Propiedad y actividad

Azúcares Glucosa, fructuosa, manosa, sacarosa, galactosa.

Anti-inflamatorios y acción antiviral.

Aminoácidos Alanina, arginina, cisteína, acido glutámico, glicina, histidina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, prolina.

Proporción los bloques básicos de las proteínas en la producción del tejido muscular.

Antraquinonas Aloeemodina, ácido aloectico, antracina, antranol, barbaloína, éster cinámico, ácido isobarbaloína.

Actividad analgésica, antibacteriana, antifúngica y antiviral. Son laxantes.

Enzimas Alinasa, amilasa, catalasa, lipasa, oxidasa fosfatasa alcalina, carboxipeptidasa, celulasa y peroxidasa.

Desdoblamiento de alimentos, azucares y grasas ayudando a la digestión y absorción de nutrientes.

Vitaminas A, C, E, B1 (Tiamina), B2 (Riboflavina), B3 (Niacina), B6 (priridoxina), acido fólico.

Antioxidantes (A, C y E).

Minerales Calcio, sodio, potasio, magnesio, cromo, cobre, manganeso, zinc y selenio.

Esenciales en el funcionamiento apropiado de varios sistemas enzimáticos y metabólicos.

Esteroles Campesterol, lupeol, sitosterol. Agentes antinflamatorios.

2.3 Hidrocoloides

2.3.1 Hidrocoloides de uso alimentario

La separación de fases en bebidas está asociada a la inestabilidad física y es percibida como por el consumidor como un indicativo de calidad deficiente, y se puede prevenir mediante la aplicación de hidrocoloides alimentarios que permitan mantener la estabilidad por períodos más prolongados (Genovese et al., 2007; Hamzah, 2008; Shakeel et al., 2013).

Los hidrocoloides son un grupo diverso de polímeros de cadena larga que se caracterizan por formar dispersiones y/o geles viscosos cuando se dispersan en agua, lo que les otorga una amplia gama de propiedades funcionales para ser aplicados en sistemas alimentarios, como capacidad de retención de agua, cambios en las propiedades reológicas y ionización en soluciones liquidas, induciendo a la estabilidad de partículas insolubles y modificando las propiedades sensoriales del producto (Dickinson, 2009; Genovese y Lozano, 2006; Li





y Nie, 2015; Milani y Maleki, 2012; Valdez, 2012; Williams y Phillips, 2002). Reciben su nombre debido a que la presencia de muchos grupos hidroxilo los hace hidrofilicos y sus dispersiones exhiben las propiedades de un coloide (Saha y Bhattacharya, 2010). Por lo general no se aplican individualmente sino en sistemas de hidrocoloides mixtos, cuya funcionalidad depende de la estructura individual del polímero y las propiedades de sus interacciones (Norton et al., 2011).

En general los hidrocoloides de uso alimentario son gomas, almidones modificados, celulosas modificadas, sustancias pécticas, gelatinas u otras proteínas (Tabla 2-4).

Tabla 2-4: Hidrocoloides de uso alimentario (Chocano, n.d.)

Origen

Naturales

Modificados

Exudados de plantas Goma Arábiga Goma Tragacanto Goma Karaya

Semillas Goma Guar Goma Garrofín Goma Tara

Carboximetil-guar Carboximetil-garrofín

Algas marinas Agar- agar Alginatos Carragenatos

Alginato de propilenglicol

Frutos (cáscara de limón, manzanas, etc.)

Péctinas HM (alto metoxilo)

Pectinas ML (bajo metoxilo)

Tubérculos Konjac, patata (almidones) Almidones modificados

Celulosa Celulosa microcristalina Carboximetilcelulosa Metilcelulosa Hidroxipropilcelulosa

Fermentación (cultivo de ciertos microorganismos)

Goma Xantana Goma Gellan Goma Curdan

Animal (Gelatina) Caseinatos Proteína del suero

Gelatina modificada

Cereales (maíz, trigo, tapioca)

Almidón Almidones modificados

Exoesqueleto de crustáceos

Quitina Quitosano





2.3.2 Funcionalidad y aplicación de los hidrocoloides La razón principal detrás del amplio uso de hidrocoloides en los alimentos es su capacidad para modificar la reología de estos, lo que incluye dos propiedades básicas de los sistemas alimentarios, esto es, el comportamiento de flujo (viscosidad) y las propiedades mecánicas de los sólidos (textura) (Milani y Maleki, 2012).

Los hidrocoloides son algunos de los ingredientes más comúnmente utilizados en la industria alimentaria. Funcionan como espesantes, gelificantes, emulsionantes, estabilizantes, sustitutos de grasa, agentes clarificantes, agentes floculantes, agentes para mantener la nubosidad y agentes de batido (Li y Nie, 2015).

Es importante la comprensión del comportamiento estructural de los hidrocoloides en soluciones, lo que permite su funcionalidad. El espesamiento implica el entrelazamiento no específico de las cadenas estructuralmente desordenadas. La gelificación se da por la asociación entre cadenas específicas formando regiones estructuralmente ordenadas (Philips et al., 1986).

El desarrollo de la viscosidad en las dispersiones de hidrocoloides surge predominantemente de arreglos físicos formados por estructuras desordenadas enrolladas al azar. En dispersiones diluidas, las moléculas individuales de hidrocoloides pueden moverse libremente y no producen espesamiento. En un sistema concentrado, estas moléculas comienzan a entrar en contacto entre ellas, restringiéndose su movimiento. La transición que se da entre el movimiento libre de las moléculas a la formación de una red enmarañada es el proceso de espesamiento. Las propiedades espesantes también pueden estar asociadas con el peso molecular y la concentración del hidrocoloide (Sworn, 2004).

La aplicación de hidrocoloides en bebidas ha sido estudiada, para mejorar la estabilidad de la turbidez de jugos durante períodos prolongados (Da Silva et al., 1992; Da Silva y Rao, 1992; Genovese y Lozano, 2001; Koksoy y Kilic, 2004; Paraskevopoulou et al., 2005), para mantener la estabilidad física y evitar la sedimentación en jugos (Akkarachaneeyakorn y Tinrat, 2015; Ghafoor et al., 2008; Koyama y Kitamura, 2014; Liang et al., 2006; Nwaokoro y Akanbi, 2015; Udomsup et al., 2011) y para mantener vida útil de bebidas emulsionadas y bebidas lácteas (Buffo y Reineccius, 2000; Gharibzahedi et al., 2012; Kiani et al., 2010; Mirhosseini et al., 2008a).

Se destaca la aplicación de hidrocoloides para el control de la vida útil de emulsiones (Dickinson, 2009), previniendo la formación de nata (“creaming”) al modificar la reología de la fase continua, en conjunto con "agentes de carga” añadidos para que coincida con las densidades de las fases oleosa y acuosa. La goma xantana es especialmente eficaz en este tipo de aplicaciones (Milani y Maleki, 2012; Taherian et al., 2007).

2.3.3 Goma Xantana (GX)

La goma xantana es un heteropolisacárido con una estructura primaria que consiste en unidades repetidas de pentasacáridos formados por dos unidades de glucosa, dos unidades de manosa y una unidad de ácido glucurónico, en la relación molar 2,8: 2,0: 2,0 (Figura 2-3). Su cadena principal se compone de unidades β-D-glucosa unidas en las





posiciones 1 y 4. La estructura química de la cadena principal es idéntica a la de la celulosa. A esta se anexan cadenas laterales de trisacáridos que contienen una unidad de ácido D-glucurónico entre dos unidades de D-manosa con enlaces en la posición O-3 de cada uno de los otros residuos de glucosa de la cadena. Aproximadamente la mitad del terminal D-manosa contiene un residuo de ácido pirúvico unido a través de grupo ceto a las posiciones 4 y 6, con una distribución desconocida. La unidad de D-manosa ligada a la cadena principal contiene un grupo acetilo en la posición O-6. La presencia de ácidos acético y pirúvico la convierte en un tipo de polisacárido aniónico (Sandford y Baird, 1983).

Esta goma es producida por Xanthomonas campestris. Posee ventajas importantes que la hacen adecuada para su implementación en alimentos, incluyendo solubilidad en agua fría, estabilidad a la temperatura, compatibilidad con otros ingredientes alimentarios, su capacidad para interactuar sinérgicamente con galactomananos y sus propiedades reológicas que incluyen alta viscosidad a bajas velocidades de cizallamiento y un flujo pseudoplástico (García et al., 2000; Sworn, 2011). La goma xantana se aplica en una amplia gama de productos alimentarios incluyendo aderezos, salsas, productos horneados, postres lácteos, bebidas y productos congelados (Sworn, 2011).

Figura 2-3: Estructura de la goma xantana (López, 2011).

Debido a que la goma xantana es un polisacárido aniónico, algunos componentes presentes en alimentos, tales como sales y ácidos puedan influir en la fuerza iónica del sistema afectando la funcionalidad de la goma xantana través de cambios en el equilibrio de las cargas. Otras moléculas cargadas tales como proteínas también tienen el potencial de influir en la funcionalidad de la goma xantana. Se ha encontrado su incompatibilidad con proteínas de la leche y de acuerdo a su concentración se puede producir el fenómeno de depleción-floculación, lo que resulta en la separación de fases que componen las dispersiones (Sworn, 2011).





2.3.4 Carboximetilcelulosa (CMC)

La CMC es un polisacárido lineal aniónico derivado de la celulosa regenerada con ácido hidroacetico o monocloroacetato de sodio. Su cadena consiste en residuos de D-dlucosa unidos por enlaces β-1,4 y es producida como sal de sodio (Figura 2-4) (Zhivkov, 2013).

La CMC tiene numerosos grupos hidroxilo y carboxílicos que lo hacen hidrófilo y le otorgan una gran variedad de aplicaciones industriales debido a su alta viscosidad (Biswal y Singh, 2004). Se aplica como floculante, en la industria textil, papelera, alimentaria y farmacéutica (Tongdeesoontorn et al., 2011).

Se ha encontrado que la masa molar y la concentración del polímero son determinantes para las propiedades reológicas de sus soluciones. Dependiendo la concentración han mostrado diferentes comportamientos de flujo, las más bajas exhiben un comportamiento pseudoplastico mientras que a mayor concentración se ha observado un comportamiento dilatante (Benchabane y Bekkour, 2008).

Figura 2-4: Estructura de la CMC (Chaplin, 2014)

2.4 Reología y estabilidad de suspensiones

2.4.1 Reología de suspensiones y su importancia en la estabilidad y calidad de bebidas

La reología es el estudio de la deformación y el flujo de la materia y es una técnica instrumental usada ampliamente en la caracterización de materias primas y en los procesos de transformación y conservación (Dark et al., 2006; Stading, 2011). Las propiedades reológicas son importantes para el diseño de procesos de flujo, control de calidad, medida de la estabilidad al procesamiento y almacenamiento, predicción de la textura y cambios moleculares y conformacionales en materiales alimentarios (Dogan y Kokini, 2007).

Una suspensión es una dispersión coloidal de un sólido en una fase líquida continua. La fase sólida dispersa a veces se conoce como fase interna (dispersa) y la fase continua como la fase externa (Schramm, 2005). La reología de suspensiones es de amplia importancia para la industria y la investigación, y está determinada por la reología de la





matriz continua y la microestructura de la fase dispersa. Esta última es una función compleja de sus propiedades físicas y de los procesos que ocurren a escala de las partículas en suspensión (Mueller et al., 2010).

Las propiedades reológicas son muy importantes al estudiar el comportamiento de la estabilidad en suspensiones. La inestabilidad estructural por sedimentación se ha observado en sistemas que involucran partículas sólidas y fluidos no newtonianos. Los cambios reológicos en la fase continua pueden llevar a una mayor estabilidad de la suspensión por períodos de tiempo prolongados debido a la retención de las partículas en suspensión. La adición de hidrocoloides puede dar lugar a esos cambios debido a que aumentan la viscosidad del medio continuo, y además las propiedades reológicas que confieren tienen influencia en la percepción sensorial del alimento (Phillips, 2010; Rao, 1999).

Las propiedades reológicas en bebidas ha sido objeto de estudios recientes, con el fin de conocer y predecir el comportamiento del flujo en diferentes condiciones (Tabla 2-5).

Tabla 2-5: Estudios sobre propiedades reológicas en bebidas

Producto

Resultados

Jugo de guanábana (Quek et al., 2013)

El modelado reológico mostró que tanto la viscosidad y pseudoplasticidad de jugo de guanábana aumenta con la concentración y el comportamiento del flujo se describe a través del modelo de Ley de potencia.

Jumo de tomate (Augusto et al., 2013)

La viscosidad, consistencia, viscoelasticidad y tixotropía del producto incrementan con la alta presión de homogenización (HPH).

Zumo de sandía (Sogi et al., 2010)

La temperatura del jugo, el tamaño de partícula y el contenido de solidos solubles tienen un efecto considerable en sus propiedades reológicas. El coeficiente de consistencia aumentó con el incremento de sólidos y tamaño de partícula pero disminuyo con el incremento de la temperatura.

Jugo de zanahoria (Moelants et al., 2012)

Las propiedades de partículas tienen un gran efecto en las propiedades reológicas del producto, las cuales son complejas porque exhibe un comportamiento no-newtoniano y un esfuerzo de fluencia (“yield stress”).

Jugo de manzana (Benítez et al., 2007; Genovese y Lozano, 2006).

La viscosidad de las dispersiones depende de las interacciones coloidales entre partículas.





Tabla 2-5: (Continuación)

Producto

Resultados

Bebidas acidificadas formuladas a partir de jugo de frutas y leche (Abbasi y Mohammadi, 2013; Azarikia y Abbasi, 2010; Janhøj, Frøst, y Ipsen, 2008).

La presencia de hidrocoloides puede afectar significativamente el comportamiento reológico y la estabilidad física.

Bebidas emulsionadas (Buffo y Reineccius, 2000; Homayoonfal y Mousavi, 2015; Taherian et al., 2007).

La reología de bebidas emulsionadas puede ser modelada de acuerdo a la presencia de interacciones coloidales. Se han encontrado comportamientos de flujo newtoniano. La inestabilidad por cremado o sedimentación afecta la viscosidad del producto. El aumento en la viscosidad fue más pronunciado con el incremento de la fase grasa.

Jugo de caña de azúcar (Astolfi et al., 2011)

La dependencia de la viscosidad con la temperatura del jugo fue descrita satisfactoriamente mediante el modelo de Arrhenius.

2.4.2 Ensayos reológicos en suspensiones de alimentos

Las propiedades estudiadas por la reología se pueden medir mediante reómetros, aparatos que permiten someter al material a diferentes tipos de deformaciones controladas y medir los esfuerzos o viceversa. Para estudiar la reología de suspensiones, se pueden realizar dos pruebas, las de corte constante y oscilatorio. El primer tipo de pruebas se usa para obtener una visión en el comportamiento del flujo de materiales y entre estas encontramos los ensayos rotacionales. El segundo tipo de ensayos se investiga el comportamiento viscoelástico de sistemas alimentarios complejos, entre estos las suspensiones (Day et al., 2010; Karaman et al., 2012; Steffe, 1996).

Ensayos rotacionales

La reometría rotacional es una técnica que puede medir las propiedades reológicas de los fluidos y materiales semi-sólidos. Los reómetros rotacionales se basan en el arrastre de flujo y son los dispositivos más populares para las suspensiones. Varias geometrías se pueden utilizar en este tipo de instrumento, entre ellas la geometría de cono y placa, placas paralelas y la de cilindros concéntricos operados en condiciones de cizallamiento estacionario (Steffe, 1996; Mewis y Wagner, 2012). En la geometría de cilindros concéntricos se utilizan dos piezas cilíndricas. La parte sólida más pequeña se une generalmente a un dispositivo de detección que está conectado a un transductor para obtener un torque durante la deformación. La otra se utiliza para contener la muestra. La primera parte, concéntrica a la segunda, se sumerge en la muestra (Zhong y Daubert, 2013).





En los ensayos rotacionales se realiza la medición de las fuerzas y torques que actúan sobre la geometría lo que produce las deformaciones (Mewis y Wagner, 2012). Un fluido viscoso puro obedece a la ley de la viscosidad de Newton, es decir, el esfuerzo de corte (“shear stress”) es proporcional a la velocidad de corte (“shear rate”) y la constante de proporcionalidad es la viscosidad newtoniana (fluidos newtonianos), sin embargo, muchos alimentos y materiales no alimentarios no obedecen a este comportamiento. Un fenómeno típico es que algunos materiales demuestran diferentes viscosidades bajo diferentes velocidades de cizallamiento. Para distinguir estos fluidos se aplica el término viscosidad

aparente (𝜂) (ecuación (2.1)), donde σ es el esfuerzo de corte y �̇� la velocidad de corte (Zhong y Daubert, 2013).

)(f (2.1)

Otra situación es que algunos materiales no fluirán a menos que se someten a una cantidad suficiente de la fuerza (estrés). La tensión mínima necesaria para iniciar este flujo

se llama el "límite elástico" (“yield stress”) representada como σ0. Este es un parámetro

importante para determinar la calidad de los productos alimenticios. Los fluidos newtonianos no tienen este parámetro, es decir, se deforman inmediatamente, bajo una pequeña tensión (Zhong y Daubert, 2013).

En general, la mayoría de los fluidos alimenticios no tiene un comportamiento newtoniano (Quek et al., 2013). Existen dos tipos de fluidos no newtonianos de acuerdo a la aplicación de esfuerzos cortantes. En primer lugar los fluidos independientes del tiempo que tienen las denominaciones de dilatante, plástico y pseudoplástico (Figura 2-5a), en los cuales la tasa de deformación es una función mono-valuada no lineal del esfuerzo cortante aplicado y no poseen memoria (Quintáns, 2008). El segundo grupo corresponde a los fluidos dependientes del tiempo (Figura 2-5b), tixotrópicos y reopécticos. En este tipo de fluidos, la tasa de deformación no es una función monovaluada del esfuerzo y varía según el historial de los estados previos. Poseen memoria de corto plazo que se traduce en una medida de la viscosidad aparente. Si la viscosidad disminuye con el paso del tiempo a determinada velocidad de cizalla se trata de un fluido tixotrópico, si por el contrario aumenta, el fluido se denomina reopéctico. El comportamiento de modelos tixotrópicos y reopécticos son inusuales o muy poco encontrados en productos alimenticios debido a que los fenómenos no gobiernan en el tiempo o no son predominantes (Borda, 2011).

En general, la mayoría de los fluidos alimenticios no tienen un comportamiento newtoniano, como es el caso de las suspensiones cuyo comportamiento de flujo depende de las interacciones entre los componentes dispersos y el medio de suspensión, lo que causa la desviación de la linealidad observada en este tipo de fluidos (Peker et al., 2008; Quek et al., 2013). En la tabla 2-6, se detallan los modelos más usuales utilizados para describir el comportamiento reológico de fluidos alimentarios.





Figura 2-5: Comportamientos de flujo (adaptada de Steffe, 1996)

Tabla 2-6: Modelos reológicos para describir el comportamiento de fluidos (Norton et al., 2011; Steffe, 1996)

Modelo

Ecuación*

Parámetros

Newtoniano (2.2)

Bingham (plástico) 0 (2.3) 0

Power law k (2.4) k

Herschel–Bulkely

n

Hk 0 (2.5) nkH ,,0

Casson 5.0

1

5.0

0

5.0 )( K (2.6) 10 , k

Casson modificado )( 1

1

5.0

0

5.0 nK (2.7) 110 ,, nk

Ellis 1)(21

nKK (2.8) 121 ,, nKK

Herschel-Bulkley generalizado

)()( 211

10

nnnK (2.9) 2110 ,,, nnK

Vocadlo 11 )()(( 1

1

0

nnK (2.10) 110 ,, nK





Tabla 2-6: (Continuación)

Modelo

Ecuación*

Parámetros

Power Series ...)()( 5

3

3

21 KKK (2.11)

...)()( 5

3

3

21 KKK

(2.12)

321 ,,,, KKK

Carreau 2

)1(

2

10 ])(1)[(

n

K (2.13) 10 ,,, K

Cross

nK )(1

)(

1

0

(2.14) 10 ,,, K

Van Wazer

1)(1

)(

21

0

nKK

(2.15) 101 ,,, K

Powell-Eyring )(sinh

13

1

2

1 KK

K

(2.16) 321 ,,, KKK

Reiner-Philippoff

)(11

2

0

K

(2.17)

10 ,,, K

*K1, K2, K3 y η1, η2 son constantes arbitrarias e índices de potencia, respectivamente, determinados a partir de los datos experimentales.

Para comprender y controlar los procesos aplicados en fluidos alimenticios es necesario conocer sus propiedades termodinámicas y de transporte, en particular la viscosidad que se estudia en función de variables físicas que son cambiantes a lo largo de su procesamiento (Magerramov et al., 2007).

La viscosidad de alimentos fluidos puede sufrir cambios substanciales con la temperatura durante el procesamiento, por ello las propiedades reológicas de bebidas se han estudiado en función de esta variable (Chin et al., 2009; Ibrahim et al., 2011; Magerramov, Abdulagatov, Azizov, y Abdulagato, 2007; Quek et al., 2013; Shamsudin, Ling, Adzahan, y Daud, 2013; Vandresen, Quadri, Souza, y Hotza, 2009).

La relación lineal de la temperatura con la viscosidad ha sido estudiado mediante la ecuación de Arrhenius (ecuación (2.18)) (Chin et al., 2009; Magerramov et al., 2007; Zuritz et al., 2005). Este modelo ha sido estudiado en alimentos líquidos ricos en azúcares y jugos de frutas (Kaya y Sözer, 2005). Se ha encontrado una disminución significativa de la viscosidad al aumentar la temperatura en bebidas como se reporta en jugos de guayaba (Shamsudin et al., 2013), pera (Magerramov et al., 2007), pomelo (Chin et al., 2009), zanahoria (Vandresen et al., 2009), manzana (Ibrahim et al., 2011), guanábana (Quek et al., 2013) y piña (Shamsudin et al., 2013).





RT

Eq

e0 (2.18)

Donde, η es una constante; 𝜂𝑜 es la viscosidad aparente a una determinada velocidad de deformación, 𝐸𝑎es la energía de activación, R es la constante de los gases y T la temperatura absoluta.

Ensayos oscilatorios

Aunque la curva de flujo obtenida por los experimentos de cizallamiento constante es la forma más simple para caracterizar reológicamente un alimento fluido, existen muchos fenómenos que no pueden ser descritos únicamente en la función de la viscosidad, por lo que el comportamiento elástico debe ser tomado en consideración, en tal caso pueden ser explicados mediante el concepto de viscoelasticidad (Norton et al., 2011). Los materiales viscoelásticos combinan propiedades de los sólidos elásticos con las de los fluidos viscosos y se caracterizan por la presencia de una estructura tridimensional incompleta que se destruye por la aplicación de un esfuerzo y solo se recupera parcialmente cuando el esfuerzo es removido. Mientras la estructura es más completa y resistente a la ruptura, más pronunciada es su elasticidad, y mientras más fácil se rompa su estructura, mayor es su comportamiento viscoso (Mewis y Wagner, 2012; Steffe, 1996). Las propiedades viscoelásticas en alimentos son ampliamente afectadas por la composición química, las condiciones de procesamiento y por algunos de los ingredientes añadidos (Karaman et al., 2012).

Existen dos regímenes de comportamiento en fluidos viscoelásticos, el lineal donde las propiedades son una función del tiempo y no de la magnitud o velocidad de deformación, y el no lineal cuyas propiedades mecánicas son función del tiempo y de la magnitud del esfuerzo aplicado (Méndez et al., 2010).

La viscoelasticidad se estudia comúnmente mediante pruebas dinámicas oscilatorias, principalmente a través de ensayos de corte oscilatorio de baja amplitud (SAOS), que se han convertido en una técnica usual en una gran cantidad de alimentos que son sensibles al cizallamiento y no son adecuados para mediciones de corte constante. Estos incluyen soluciones de hidrocoloides, pastas, batidos, soluciones de almidón, purés y jugos de frutas y hortalizas entre otros (Heldman y Lund, 2007). Estos ensayos aportan resultados rápidos con mínimos cambios físicos y químicos. Se describen en las investigaciones alimentarias como herramientas particularmente valiosas para el desarrollo de productos (Méndez et al., 2010; Steffe, 1996). Recientemente han sido aplicados para estudiar el comportamiento reológico en diferentes tipos de bebidas (Ahmed et al., 2007; Ahmed, 2014; Augusto et al., 2011; Augusto et al., 2013; Chaikham y Apichartsrangkoon, 2012; Mc Cann et al., 2011; Moelants et al., 2013; Tiziani y Vodovotz, 2005).

En un ensayo SAOS las muestras se someten a un movimiento que varía armónicamente con el tiempo (movimiento oscilatorio) utilizando geometrías específicas, y solo se pueden aplicar deformaciones (o esfuerzos) considerados bajos para no exceder el intervalo de viscoelasticidad lineal que hace imposible la recuperación completa (Steffe, 1996).

Para ilustrar un ensayo oscilatorio considere dos placas rectangulares paralelas entre sí (Figura 2-7). La placa inferior es fija y la placa superior se mueve hacia atrás y adelante en una dirección horizontal. La muestra que se ensaya se encuentra entre las placas de un





dispositivo de velocidad controlada. La tensión en el material (ecuación (2.19) entre las placas es una función de tiempo (Steffe, 1996).

)(0 tsen (2.19)

Donde 𝛾0 es la amplitud de la deformación igual a L/h, cuando la distancia recorrida por la placa superior móvil es L(ω,t), ω es la frecuencia (rad/s) equivalente a ω/2π Hz. El periodo

requerido para completar un ciclo es igual a 2π/ω. Figura 2-6: Tensión oscilatoria entre platos paralelos (Adaptada de Steffe, 1996).

La velocidad de deformación de la muestra está dada por la primera derivada de γ (ecuación (2.20)):

)(cos)(' 0 tt (2.20)

Cuando la amplitud de deformación es pequeña de tal forma que el material se comporta como viscoelástico lineal, el esfuerzo de corte producido al deformar la muestra σ está dado por la ecuación (2.21).

)(0 tsen (2.21)

Donde σ0 es la amplitud del esfuerzo de corte (no debe confundirse con el “yield stress”), δ es el ángulo de desfasamiento (o ángulo de pérdida mecánico) respecto a la deformación

que está entre 0°>δ>90°. La ecuación anterior se puede reescribir en la ecuación (2.22).

"'

GG (2.22)

Donde G’ es denominado módulo de almacenamiento (es una medida de la energía almacenada y recuperada por el material en un ciclo y es un indicador del componente

elástico del material) y G’’ es el módulo de pérdida (es una medida de la energía disipada como calor por el material en un ciclo y es un indicador del componente viscoso del material). Ambos son funciones de la frecuencia y pueden expresarse en términos de la relación de amplitudes (σ0/γ0) y el ángulo de desfasamiento (ecuación (2.23) y Ecuación (2.24)).





)cos('0

0

G (2.23)

)("0

0

senG

(2.24)

En el régimen lineal de viscoelasticidad la amplitud de la deformación es suficientemente pequeña tal que ambos módulos viscoelásticos (G’ y G”) son independientes de esta y la respuesta al estrés oscilatorio es sinusoidal. El módulo de almacenamiento (G’) y el módulo de pérdida (G”) a grandes amplitudes de deformación pierden su significado físico preciso cuando el estrés no es perfectamente sinusoidal. Para algunos sistemas dispersos (emulsiones y suspensiones) el régimen lineal se encuentra a amplitudes de deformación (𝛾) inferiores a 10-2 (Hyun et al., 2011; Klein et al., 2007).

Otra función usada para describir el comportamiento viscoelástico de materiales es la tangente del ángulo de desfasamiento denominada tangente delta (ecuación (2.25)) que es también una función de la frecuencia, e indica la cantidad de energía disipada y la energía almacenada, es decir, la relación entre la fracción viscosa y elástica de la muestra, y varía de cero a infinito:

'

")(tan

G

G (2.25)

El comportamiento de flujo de un material se puede definir a partir de la tan (δ) derivada

del ensayo oscilatorio, como se observa en la tabla 2-7.

Tabla 2-7: Comportamiento de flujo en materiales viscoelásticos (Mezger, 2006).

Comportamiento viscoso ideal

Comportamiento de líquido

viscoelástico

Comportamiento viscoelástico

(relación 50/50 de porción

viscosa y porción elástica)

Comportamiento de gel o sólido viscoelástico

Comportamiento elástico ideal

δ=90° Tan (δ) → ∞

(G’→0)

90°> δ>45° Tan (δ) >1

(G”>G’)

δ=45° Tan (δ) =1

(G’=G”)

45°> δ>0° Tan (δ) <1

(G’>G”)

δ=0° Tan (δ) → 0

(G”→0)

La tangente de pérdida (tan(δ)) ha sido considerada como una medida relevante de la

estabilidad física en dispersiones (Gasperlin et al., 1998; Kuentz y Röthlisberger, 2003). Cuando existe dominio del componente elástico sobre el viscoso (G’>G”) el material presentó el comportamiento típico de una estructura de gel débil que indica cierta forma de estabilidad (Mezger, 2006).





2.4.3 Dispersiones coloidales

Las dispersiones coloidales son sistemas de dos fases, que comprenden una fase dispersa de pequeñas partículas, gotas o burbujas y un medio de dispersión o fase dispersión alrededor de estas. Una de las fases o ambas pueden estar en estado líquido, sólido, gaseoso o supercrítico. Aunque la definición clásica de especies coloidales especifica tamaños entre 1nm y 1μm, en aplicaciones prácticas el límite superior de ese rango se

extiende hasta decenas o miles de micrómetros. Entre las dispersiones coloidales más comunes se encuentran las suspensiones y las emulsiones (Schramm, 2005).

Suspensiones: Una suspensión es una dispersión coloidal en la cual un sólido se encuentra disperso en una fase liquida continua. Estas pueden ser acuosas o no acuosas dependiendo de la naturaleza de la fase dispersante. Las suspensiones prácticas usualmente tienen diámetros de partículas que exceden el rango clásico, en algunos casos de 50 a 100μm.

Emulsiones: Una emulsión es una dispersión coloidal es la cual un líquido se dispersa es una fase liquida continua o de diferente composición. La fase dispersa es conocida como fase interna y la fase dispersante como fase externa. En la mayoría de las emulsiones una de las fases es aceite, y dependiendo a cual corresponde se distinguen dos tipos, emulsión aceite en agua (O/W) cuando hay gotas de aceite dispersadas en agua, y emulsión agua en aceite (W/O) cuando hay gotas de agua dispersadas en aceite.

2.4.4 Estabilidad de dispersiones coloidales

Para dispersiones liofóbicas, las cuales no son termodinámicamente estables, el grado de estabilidad cinética es muy importante. Para determinar la estabilidad coloidal se requiere considerar diferentes procesos a través de los cuales las especies dispersas pueden interactuar entre sí: sedimentación (o cremado), agregación y coalescencia (Schramm, 2005).

Sedimentación: es el resultado de la diferencia de densidad de las fases que componen la dispersión, dando lugar a dos capas separadas en la dispersión que tienen diferentes concentraciones de la fase dispersa, una de ellas tendrá mayor concentración lo que promueve la agregación.

Agregación: Ocurre cuando cualquier movimiento Browniano, sedimentación o agitación, cause que dos o más especies dispersas se aglutinen, posiblemente con contacto en algunos puntos sin cambio en el área total de superficie. Las especies mantienen su identidad pero pierden independencia cinética debido a que los agregados se mueven como una sola unidad.

Coalescencia: Se da cuando dos o más partículas, gotas o burbujas se fusionan para formar unidades de tamaños tan grandes que las fases se separan, reduciéndose el área superficial total. En este caso las especies originales pierden su identidad y se convierten en parte de una nueva especie.

La estabilidad cinética puede pues tener diferentes significados. Una dispersión coloidal puede ser cinéticamente estable con respecto a la coalescencia, pero inestable con respecto a la agregación. O bien, un sistema podría ser cinéticamente estable con respecto a la agregación, pero inestable con respecto a la sedimentación. En resumen, aunque los





coloides liófobos son termodinámicamente inestables, pueden ser relativamente estables en un sentido cinético (Schramm, 2005).

Para determinar la estabilidad de suspensiones existen métodos sencillos comúnmente usados como el de tubos o centrifugación. Las muestras de la suspensión en combinación con un estabilizante o desestabilizante son colocados en los tubos y se someten a centrifugación a un nivel de gravedad especifico. Después de cierto periodo de tiempo la suspensión es examinada. Para examinar la estabilidad de la suspensión se busca que no haya agregación de partículas que formen un volumen de sedimento. Si se tiene en cuenta una escala de tiempo determinada se puede hallar la velocidad de sedimentación. La estabilidad de emulsiones se estudia de forma similar aplicando la prueba de tubos o jarras. Las muestras de emulsión más un emulsificante o desemulsificante son ensayados. Después de un periodo de tiempo se examina la separación de fases o rompimiento de la emulsión (Schramm, 2005). Recientemente estos métodos han sido aplicados para determinar la estabilidad en bebidas, ya sea con o sin adición de estabilizantes (Akkarachaneeyakorn y Tinrat, 2015; Fasolin y Cunha, 2012; Ghafoor et al., 2008; Koyama y Kitamura, 2014; Liang et al., 2006; Kubo et al., 2013; Nwaokoro y Akanbi, 2015; Silva et al., 2010; Udomsup et al., 2011).

La interacción entre las partículas de una dispersión puede ocurrir frecuentemente debido a movimientos Brownianos, sedimentación o agitación. La estabilidad de la dispersión depende de cómo las especies interactúen y cómo esto ocurre. Se pueden encontrar en una dispersión coloidal, fuerzas repulsivas debido a repulsión electrostática entre partículas cargadas y fuerzas atractivas debido a las fuerzas de van de Waals presentes entre las unidades. Estas fuerzas determinan la estabilidad de las dispersiones coloidales (Adamson, 1990; Hiemenz y Rajagopalan, 1997; Israelachvili, 1992; Shaw, 1980).

Las fuerzas repulsivas son creadas cuando dos superficies cargadas se acercan entre sí y sus capas dobles eléctricas se superponen. Esto causa una fuerza repulsiva coulombica actuando en contra de cada superficie, las cuales actuarán en oposición a cualquier intento por disminuir la distancia de separación entre estas. Estas fuerzas se pueden expresar como energía potencial de repulsión. El punto máximo de energía repulsiva es conocido como energía de barrera y para aglomerar dos partículas estas deben tener suficiente energía cinética para superarla. También existen las fuerzas de dispersión o de London-van de Waals que las moléculas ejercen una hacia la otra. Estas fuerzas usualmente son atractivas y resultan de la orientación de dipolos y pueden ser dipolo-dipolo (fuerzas de dispersión de Kessom), dipolo-dipolo inducido (fuerzas de dispersión de Debye) o dipolo inducido-dipolo (fuerzas de dispersión de London) (Schramm, 2005).

Según la teoría classica Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek (DLVO), la estabilidad de partículas coloidales depende del balance entre las fuerzas repulsivas electrostaticas y las fuerzas atractivas de van del Waals (Overbeek, 1977). Sin embargo otras influencias adicionales a las planteadas en la teoría DLVO han sido consideradas en la estabilización de dispersiones, tales como las fuerzas de hidratación y efectos estéricos (Israelachvili, 1992).

Las fuerzas de hidratación han sido encontradas en suspensiones acuosas de partículas muy hidrofílicas o hidrofóbicas, y se dan por la formación de puentes de hidrogeno entre las partículas y el agua (Benítez et al., 2007; Genovese y Lozano, 2006; Molina-Bolívar y Ortega-Vinuesa, 1999).





La estabilización estérica se da cuando, a altas cantidades de partículas dispersadas de polímero, surfactantes de cadena larga y polímeros de alto peso molecular pueden llegar a ser absorbidos en la superficie de las especies dispersas tal que una cantidad significativa de polímero se extiende afuera de las superficies, entonces se da una disminución de la entropía que puede estar acompañado de un acercamiento entre partículas proporcionando un corto alcance, una restricción de volumen (Schramm, 2005). El factor más importante que influye en el grado de estabilización estérica es el espesor de la capa adsorbida en comparación con el tamaño de las partículas (Gregory, 1993).

El potencial ζ es una medida de las fuerzas electrostáticas repulsivas, que da una indicación de la estabilidad potencial de un sistema coloidal, la cual aumenta a medida que se alcanzan valores más altos positivos o negativos (Genovese y Lozano, 2001; Mirhosseini et al., 2008b). Las mediciones del potencial zeta (ζ) se utilizan para evaluar la estabilidad de los sistemas coloidales, ya que es un muy buen índice de la magnitud de la interacción entre partículas coloidales, entre estos las suspensiones. La magnitud del potencial ζ da una indicación de la estabilidad potencial del sistema coloidal. En general, cuando todas las partículas tienen un gran potencial ζ negativo o positivo, se repelen entre sí, y la dispersión alcanza una buena estabilidad. Por otro lado, cuando las partículas tienen valores bajos de potencial ζ entonces no hay fuerza para impedir que las partículas se unan (Genovese y Lozano, 2001).

En la tabla 2-8 se muestran los criterios de estabilidad en dispersiones de acuerdo al potencial zeta.

Tabla 2-8: Criterios de estabilidad con base al potencial zeta (Schramm, 2005).

Características de estabilidad

Potencial Z (mV)

Máxima aglomeración y precipitación +3 a cero

Excelente aglomeración y precipitación -1 a -4

Favorable aglomeración y precipitación -5 a -10

Umbral de aglomeración (aglomeración de 2-10 partículas) -11 a -20

Meseta de estabilidad ligera (Poca aglomeración) -21 a -30

Estabilidad moderada (Sin aglomeración) -31 a -40

Buena estabilidad -41 a -50

Muy buena estabilidad -51 a -60

Excelente estabilidad -61 a -80

Máxima estabilidad Para sólidos -81 a -100

Para emulsiones -81 a -125





Diversos estudios han sido realizados con relación al potencial ζ en dispersiones coloidales. Giupponi y Pagonabarraga (2011) realizaron la determinación del potencial ζ para las suspensiones coloidales altamente cargadas, y se mostró que la concentración de iones de carga opuesta en la suspensión tiene un efecto significativo en el potencial zeta. En la investigación realizada por Genovese y Lozano (2001) se realizaron mediciones de potencial ζ para evaluar la estabilidad de alimentos líquidos (jugos), encontrándose que la estabilidad aumenta con hidrocoloides, alcanzando estabilidad completa con un contenido de 0,4% de goma xantana. Genovese et al., (2008) encontraron que la reducción del pH y el aumento de la fuerza iónica del medio líquido por adición de ácidos y sales respectivamente en un jugo, reduce la barrera de energía entre las partículas sólidas y por ende la turbidez de este que es indicativa de la estabilidad de la suspensión, debido a la reducción tanto de su hidratación constante y su potencial ζ.

El comportamiento reológico de las suspensiones está determinado por las estructuras que forman las partículas dispersas, estas pueden ser: sistemas diluidos sin fuerzas entre partículas (Figura 2-7 a), sistemas estables (Figura 2-7 b), sistemas floculados con formación de estructuras (Figura 2-7 c), sistemas parcialmente estables con formación de una estructura en forma de red (Figura 2-8 d), y sistemas con sedimentación (Figura 2-7 e) (Ferguson y Kemblowski, 1991; Navarrete et al., 1996; Ochowiak et al., 2012).

Figura 2-7: Estructuras de partículas en una suspensión (Ochowiak et al., 2012).

La evidencia experimental revela que las suspensiones se comportan macroscópicamente como fluidos no newtonianos, cuyas propiedades reológicas están influenciadas por un gran número de factores, tales como la concentración, la forma, y la distribución del tamaño de las partículas, la fracción de volumen, la deformabilidad, la presencia de cargas eléctricas, interacciona entre partículas y la naturaleza del flujo (Fischer et al., 2009; Gallegos et al., 2004; Genovese et al., 2007; Mueller et al., 2010).

La distribución de tamaño (PSD) de partículas dispersas en un líquido, es una lista de valores o una función matemática que define la cantidad relativa, típicamente en masa, de partículas presentes según el tamaño (Jillavenkatesa et al., 2001). La mayoría de las dispersiones son polidispersas. Incluso si son inicialmente monodispersas, casi todos los sistemas coloidales se someten a cierto grado de agregación que conduce a una distribución de tamaño de los agregados. La distribución por lo general está representada





por un histograma de tamaños, o, si hay suficientes datos, una función de distribución (Schramm, 2005).

En una distribución encontramos tres tipos de partículas como se observa en la Figura 2-9 (Lawrence, 1981).

- Partículas primarias: Son las partículas "fundamentales"; que no pueden separarse en partículas más pequeñas, excepto por la aplicación de ultra-alta energía. Por lo general están presentes en sólo una pequeña fracción del porcentaje.

- Agregados: Estos comprenden dos o más partículas primarias y constituyen la única fracción mayor de distribución de cualquier tamaño de partícula (PSD).

- Aglomerados: Se trata de colecciones de agregados, vagamente unidas por débiles fuerzas electromagnéticas.

Figura 2-8: Distribución del tamaño de partículas en una suspensión (adaptado de (Lawrence, 1981).

La estabilidad de una dispersión no es necesariamente una función del tamaño de las especies dispersas, aunque puede haber un tamaño óptimo para un tipo de dispersión. En algunas dispersiones que tienen una distribución de tamaños que se inclina fuertemente hacia los tamaños más pequeños representará a la dispersión más estable. La distribución del tamaño también tiene una influencia importante en la viscosidad. Por la interacción electrostática o estérica de especies, la viscosidad de dispersión será mayor para una concentración en masa o volumen dado, cuando las especies son más pequeñas. La viscosidad de todas las dispersiones tenderá a ser mayor cuando las especies tamaños dispersos son relativamente homogéneos, es decir, cuando la distribución del tamaño de partícula es estrecha en lugar de amplia (Becher, 2001; Schramm, 2005).

Recientemente algunos estudios han resaltado la importancia de la distribución del tamaño de partícula en el desarrollo de productos alimenticios que se comportan como dispersiones coloidales tales como bebidas, algunas adicionadas con gomas para estudiar su estabilidad física. Entre las que se han estudiado se encuentran bebidas emulsionadas, bebidas de frutas (Betoret et al., 2009; Carbonell et al., 2013; Kubo et al., 2013; Mirhosseini et al., 2008c) y bebidas a base de cereales y otros productos vegetales (Baccouche et al., 2013; Koyama y Kitamura, 2014; Torres et al., 2008).





3. Capítulo 3. Efecto de la adición de hidrocoloides y gel de Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) en las propiedades reológicas de una bebida de maíz dulce (Zea mays var. Saccharata)

3.1 Resumen

Las propiedades reológicas de suspensiones alimentarias pueden ser modificadas adicionando hidrocoloides para mejorar su estabilidad. En el presente trabajo se evaluó el efecto de la concentración (0,025-0,075%) de goma xantana (GX) y carboximetilcelulosa sódica (CMC), y gel de aloe vera (AV) (0,5-1,5%), las propiedades reológicas de bebidas formuladas a partir de maíz dulce. Se realizaron ensayos rotacionales y oscilatorios a temperaturas entre 10 y 50°C para determinar las características reológicas de las bebidas. Los productos formulados con hidrocoloides y AV mostraron un flujo pseudoplástico, con coeficiente de consistencia entre 0,0036 y 0,2070 Pa.sn y un índice de flujo de 0,5 a 0,9, donde la viscosidad disminuyó con la temperatura. El comportamiento viscoelástico de las bebidas fue característico de un gel débil en un amplio rango de frecuencias, donde el módulo de almacenamiento (G’) predominó sobre el módulo de pérdida (G”). La adición de gomas a altas concentraciones (≥0,05%) y bajas concentraciones de AV (≤1%) resultaron

adecuadas para mantener la estabilidad en condiciones de baja deformación.

Palabras clave: viscosidad, hidrocoloides, estabilidad, suspensión, viscoelasticidad.

3.2 Introducción

La industrialización del maíz mediante procesos tecnológicos de molienda genera productos alimentarios para consumo directo o insumos para otras industrias, destacándose las harinas, aceite, almidones, cereales y jarabes (Ustarroz et al., 2010). El maíz dulce (Zea mays L. var. saccharata) es una variedad que se caracteriza por su elevado contenido de azúcares, que lo hacen atractivo para la obtención de alimentos procesados, ya que se consume principalmente como hortaliza fresca o como producto industrializado en forma grano entero en conserva (Luchsinger y Camilo, 2008b).





Los hidrocoloides son polímeros hidrófilos ampliamente utilizados en sistemas alimentarios debido a su capacidad para modificar las propiedades reológicas, proporcionando una modificación de la viscosidad, formando estructuras de gel, o estabilizando partículas en suspensión, entre otras (Genovese et al., 2007; Hamzah, 2008; Milani y Maleki, 2012; Norton et al., 2011; Whistler y BeMiller, 1997). La adición de gomas, como CMC, goma xantana, goma pérsico, goma gelan y goma guar, se ha estudiado recientemente en la formulación de bebidas (Abbasi y Mohammadi, 2013; Ahmed et al., 2007; Astolfi et al., 2011; Genovese y Lozano, 2001; Ibrahim et al., 2011; Liang et al., 2006).

Las propiedades reológicas de los alimentos son importantes para el control de calidad, análisis de su estructura y aplicaciones en ingeniería de procesos (Rao et al., 2005). El comportamiento del flujo se puede determinar mediante ensayos rotacionales, y en la literatura existen numerosos modelos matemáticos para describirlos, destacándose los modelos de Ley de potencia, Herschel–Bulkley, Bingham y Casson (Norton et al., 2011; Peker et al., 2008; Quek et al., 2013; Steffe, 1996). Así mismo, el efecto de la temperatura en las propiedades reológicas de alimentos fluidos se ha estudiado mediante la aplicación del modelo de Arrhenius (Chin et al., 2009; Falguera y Ibarz, 2014; Ibrahim et al., 2011; Kaya y Sözer, 2005; Magerramov et al., 2007; Quek et al., 2013; Shamsudin et al., 2013; Vandresen et al., 2009; Zuritz et al., 2005).

De otro lado, las propiedades viscoelásticas en estructuras alimentarias están determinadas por la composición química, las condiciones de procesamiento y por la adición de algunos ingredientes tales como estabilizantes; y se estudia mediante pruebas dinámicas oscilatorias (Ibarz y Barbosa, 2003; Méndez, Núñez, y Solorza, 2010; Mewis y Wagner, 2012; Rao, 1999), que se han aplicado en el estudio de bebidas (Ahmed et al., 2007; Ahmed, 2014; Augusto et al., 2011, 2013; Chaikham y Apichartsrangkoon, 2012; McCann et al., 2011; Moelants et al., 2013; Tiziani y Vodovotz, 2005).

Teniendo presente la escasa información con relación al uso de maíz dulce como base de formulación de una bebida natural, en el presente trabajo se evaluó el efecto de la adición de GX, CMC y AV en las propiedades reológicas de bebidas formuladas a partir de maíz dulce, con el fin de estudiar su estabilidad a la sedimentación de partículas en suspensión.

3.3 Materiales y métodos

3.3.1 Formulación y elaboración de las bebidas

Para la elaboración de las bebidas se utilizó maíz dulce (Zea mays var. Saccharata). Se empleó leche condensada como edulcorante; gel de Aloe vera (AV) para enriquecer su valor nutracéutico mediante la adición de componentes fisiológicamente activos; dos tipos de hidrocoloides como estabilizantes, goma xantana (GX) y carboximetilcelulosa sódica (CMC); y como conservantes benzoato de sodio y sorbato de potasio. La formulación de la bebida se realizó con base a la Norma Técnica Colombiana - NTC 3549/1999 y la Res. 7992/1991, que establecen el porcentaje mínimo de pulpa, y la concentración permitida de estabilizantes y conservantes.

La elaboración de las bebidas se inició con la extracción de la pulpa, obtenida de la molienda y filtrado de los granos. El porcentaje de pulpa adicionado fue del 20%, usando





agua como medio de dispersión y leche condensada (12,4%) para obtener una concentración de sólidos solubles totales de 10°Brix. La mezcla se sometió a un tratamiento térmico a 72°C por 30 min y se enfrió a temperatura ambiente. A continuación se realizó una homogenización con un Ultraturrax IKA T25 a 12.000 rpm por 5 min, adicionando inicialmente el AV y la mezcla de hidrocoloides en las cantidades definidas para cada tratamiento del diseño experimental. Finalmente se agregaron los conservantes (0,125%) y las bebidas fueron envasadas.

3.3.2 Ensayos rotacionales

Las curvas de flujo de las bebidas de maíz dulce fueron obtenidas utilizando un Viscosímetro (Brookfield DV-III Ultra, USA) con una geometría de cilindros coaxiales, a temperaturas de 10, 20, 30 40 y 50°C, la cual fue controlada mediante un baño termostato

acoplado al equipo de medición. Se realizaron tres barridos de tasa de corte (γ) en el rango de 0 a 100 s-1; primero en forma ascendente, luego descendente y finalmente ascendente, con el fin de eliminar la posible tixotropía en la muestra. Se tomaron los datos de la última curva obtenida para el estudio y se llevó a cabo cada procedimiento por triplicado (Ibrahim et al., 2011; Meng y Rao, 2005; Vandresen et al., 2009) Los valores experimentales de las diferentes curvas de flujo obtenidas, se ajustaron a los modelos de Ley de potencia (ecuación (3.1)), Herschel-Bulkley (ecuación (3.2)) y Casson (ecuación (3.3)).

nK )( (3.1)

0)( nK (3.2)

5,00

5,0)(

5,0 K (3.3)

Donde, n es el índice de viscosidad; si 0<n<1 el fluido es pseudoplástico y si n>1 es un fluido dilatante. K es el coeficiente de consistencia (Pa.sn), y representa el valor del

esfuerzo de corte cuando γ =1. 𝜎0 es el “yield stress” definido como el esfuerzo de corte mínimo para iniciar el flujo.

El efecto de la temperatura sobre la viscosidad se estudió mediante el coeficiente de consistencia (K), y el índice de flujo (n), aplicando la ecuación de Arrhenius (ecuación (3.4) y (3.5)).

RT

aE

KK exp0

(3.4)

RT

aE

nn exp0

(3.5)

Donde 𝐾0 es el factor de frecuencia (Pa.sn), 𝑛0 es el parámetro del ajuste asociado al índice

de flujo, 𝐸𝑎 es la energía de activación (J/mol), R es la constante de los gases (8,31434





J/mol K) y T es la temperatura absoluta (K). Las constantes, 𝐾0, 𝑛0 y 𝐸𝑎 se obtuvieron de un ajuste exponencial (Chin et al., 2009; Rao, 1999).

3.3.3 Ensayos oscilatorios

Para analizar el comportamiento viscoelástico de las bebidas de maíz dulce se realizaron pruebas dinámicas oscilatorias, en un Reómetro Anton Paar MCR 302 (Anton Paar GmbH, Austria), con un sistema de platos paralelos (25 mm de diámetro) y control de temperatura Peltier. Los ensayos se efectuaron con una distancia entre los platos de 1mm, basados en la metodología definida por Mezger (2006) y Augusto et al. (2013). Inicialmente se llevó a cabo un barrido de amplitud entre 0,01 y 100% para establecer el rango de viscoelasticidad lineal (LVR), dentro del cual se escogió una amplitud constante para continuar con el barrido de frecuencia de 0,01 a 100 Hz. Cada procedimiento fue conducido por triplicado, a temperaturas de 10, 20, 30 40 y 50°C.

Para cada valor de frecuencia oscilatoria (ω) se obtuvo un valor para el módulo elástico o

de almacenamiento (G’), módulo viscoso o de pérdida (G”), y la tangente de pérdida (tan(δ)). Este último parámetro fue evaluado a una frecuencia oscilatoria de 0,1 Hz para

estudiar el efecto de la adición de hidrocoloides en el comportamiento viscoelástico y estabilidad de las bebidas (Kuentz y Röthlisberger, 2003). Los módulos fueron estudiados como una función de la frecuencia, ajustando los datos experimentales a modelos (ecuación (3.6) y (3.7)) comúnmente usados en alimentos y dispersiones (Rao, 1999).

n'K''G )( (3.6)

n"K"G" )( (3.7)

K’, K”, n’ y n” son los coeficientes de las regresiones que relacionan los módulos elástico y viscoso, donde el valor de K’ y K” se estudiaron en función de la temperatura mediante la ecuación de Arrhenius.

3.3.4 Análisis estadístico

El comportamiento reológico de las diferentes formulaciones se estudió a través de análisis de regresión, y la calidad del ajuste fue establecida en base al coeficiente de determinación (R2) y el cuadrado medio del error (CME). Además se observó la significancia del modelo y de los parámetros calculados a un nivel de significancia α=0.05.

Para el análisis estadístico de los datos se empleó un diseño experimental central compuesto rotacional, aplicando la metodología de superficie de respuesta para evaluar las propiedades reológicas de las bebidas que otorguen la estabilidad, en función de tres factores estudiados: la concentración de GX, CMC y AV (tabla 1). En total se realizaron 18 tratamientos, con 4 puntos centrales y la muestra control corresponde a la bebida formulada sin adición de hidrocoloides ni AV.





Tabla 3-1: Diseño experimental

No. AV (%) GX (%) CMC (%)

1 1 0,05 0,092

2 1 0,008 0,05

3 0,159 0,05 0,05

4 0,5 0,075 0,075

5 1,5 0,025 0,075

6 1 0,05 0,05

7 1,5 0,075 0,025

8 1 0,05 0,05

9 1,5 0,025 0,025

10 1 0,05 0.008

11 1 0.092 0,05

12 1,840 0,05 0,05

13 1 0,05 0,05

14 1 0,05 0,05

15 0,5 0,025 0,075

16 1,5 0,075 0,075

17 0,5 0,025 0,025

18 0,5 0,075 0,025

Control 0,0 0,0 0,0

El diseño se evaluó mediante una ANOVA multifactorial a un nivel de significancia α=0,05.

Las superficies de respuesta fueron calculadas mediante el siguiente modelo de segundo orden (ecuación (3.8)).

ji

ji

iji

i

iii

i

i XXXXY

3

1

23

1

3

1

0 (3.8)

Donde Y es la respuesta calculada por el modelo, β0, βi, βii y βij son los coeficientes de regresión para el intercepto, términos de interacción lineales y cuadráticos, respectivamente y X es la variable independiente. La pertinencia de los modelos se determinó mediante un análisis de regresión, una prueba de falta de ajuste y el coeficiente de determinación (R2).





3.4 Resultados y discusión

3.4.1 Ensayos rotacionales

El ajuste de los datos experimentales mostró que los modelos de Ley de Potencia y Herschel-Bulkley resultaron los más adecuados para explicar el comportamiento reológico de las bebidas de maíz, ya que se lograron mayores valores del coeficiente de determinación (R2>0,99) en relación al modelo de Casson (R2 entre 0,94 y 0,99), y en todos los casos los modelos resultaron estadísticamente significativos (p<0,05).

Los coeficientes de determinación (R2) del modelo de Ley de Potencia estuvieron entre 0,9936-0,9998 y los de Herschel- Bulkley entre 0,9951-0,9998. Sin embargo, analizado los valores de los cuadrados medios del error (CME), el modelo de ley de potencia presenta menor desviación con relación al modelo de Herschel- Bulkley. En cuanto a la significancia de los parámetros reológicos obtenidos del ajuste, se encontró que el “yield stress” (σ0), presente en los modelos de Herschel-Bulkley y Casson no fue significativo en ningún tratamiento (p>0,05). Estos resultados conllevan a seleccionar el modelo de Ley de Potencia como el más indicado para explicar el comportamiento del flujo en las bebidas formuladas.

En la figura 3-1 se puede observar el ajuste de los datos experimentales de algunos tratamientos y la muestra control. Es evidente que el comportamiento del flujo de las bebidas de maíz se desvía del carácter newtoniano. La muestra control presentó valores del índice de flujo (n) entre 1,07 y 1,65, típico de un comportamiento dilatante, que puede ser atribuido a la presencia de almidón de maíz en la suspensión (Rao, 1999; Steffe, 1996). Por el contrario, en las bebidas formuladas con estabilizantes (CMC y Xantana) y AV se encontraron valores de n entre 0,5 y 0,9, que señalan un comportamiento pseudoplástico. Esto demuestra que la adición de hidrocoloides afecta significativamente el comportamiento reológico de las bebidas, como se ha demostrado en estudios previos (Abbasi y Mohammadi, 2013; Cho y Yoo, 2015; Genovese y Lozano, 2001; Ibrahim et al., 2011; Janhøj et al., 2008). Así mismo, se ha encontrado que la GX, CMC, y AV desarrollan un flujo pseudoplastico, y la primera confiere altas viscosidades a bajas tasas de deformación, características que contribuyen a la estabilidad de partículas en suspensión (Benchabane y Bekkour, 2008; Dark et al., 2006; García et al., 2000; Norton et al., 2011; Opazo et al., 2012).

El coeficiente de consistencia (K) en bebidas de maíz formuladas con hidrocoloides presentó valores entre 0,0036 y 0,2070 Pa.sn, los cuales se encuentran dentro de los rangos reportados en la literatura (Rao, 1999). La dependencia del valor de K con la temperatura fue descrita satisfactoriamente mediante la ecuación de Arrhenius y los parámetros del ajuste se muestran en la tabla 3-2. Se observó que K disminuye con la temperatura, lo que indica un igual comportamiento para la viscosidad. Estos resultados son acordes a los encontrados por otros autores (Bezerra et al., 2013; Braga et al., 2013; Magerramov et al., 2007; Quek et al., 2013; Shamsudin et al., 2013; Vandresen et al., 2009). Lo anterior podría ser explicado a que la temperatura es una medida indirecta de la energía interna, que al incrementar se reducen las fuerzas intermoleculares, ocasionando su distanciamiento y facilitando el movimiento y la vibración, lo que induce a una menor consistencia y/o resistencia (Falguera y Ibarz, 2014).





Figura 3-1: Curvas de flujo ajustadas al modelo de Ley de potencia

a) Control; b) Punto central; c) Punto axial superior; d) Punto axial inferior, O 10°C, 20°C, Δ 30°C, 40°C,

50°C.

Debido a la importancia de estudiar el comportamiento de las bebidas durante el almacenamiento en refrigeración, se analizó el comportamiento de los parámetros reológicos a una temperatura de 10°C. A esas condiciones se encontró un efecto significativo de la GX sobre el valor de K (valor P<0,05), pero no de los demás factores (Anexo A), observándose que una mayor concentración de la goma confiere mayor coeficiente de consistencia (figura 3-2a). Esto se explica porque la goma posee una estructura isotrópica rígida en forma de varas alargadas con una orientación relativa al azar que cambia cuando se aumenta la concentración en la dispersión dando lugar a interacciones moleculares con formación de agregados de alto peso molecular y provocando un aumento de la viscosidad aparente (García et al., 2000; Lee y Brant, 2002a, 2002b; Yaseen et al., 2005; Xu et al., 2013; Whistler y BeMiller, 1997). Los tratamientos No. 8, No.11, No.18, No.16 mostraron un mayor coeficiente de consistencia a 10°C, lo que favorece la estabilidad de la suspensión.

0 50 100 150 200 2500.0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 50 100 150 200 2500

1

2

3

4

0 50 100 150 200 2500

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200 2500

1

2

3

P

a.s

)

(s-1)

a

(P

a.s

)

(s-1)

b

(P

a.s

)

(s-1)

c

(P

a.s

)

(s-1)

d





Tabla 3-2: Parámetros de ajuste del coeficiente de consistencia (K) e índice de flujo (n) al modelo de Arrhenius

N° Constantes del ajuste R²

Ea (KJ/mol) K0 n0 Parámetro K Parámetro n

1 5,90E-04 0,5190 0,9410 0,8876 11,4009

2 3,84E-07 1,6027 0,9905 0,7457 24,7166

3 4,12E-03 0,3853 0,9824 0,7793 7,1368

4 6,63E-03 0,3497 0,8412 0,5488 6,9723

5 2,69E-07 1,1592 0,9995 0,7740 28,4626

6 7,02E-04 0,5548 0,9907 0,4109 10,9654

7 1,52E-05 0,8846 0,9496 0,1959 21,5055

8 1,23E-07 0,0373 0,9627 0,6021 32,5717

9 1,87E-07 1,2782 0,9977 0,8955 27,7705

10 3,57E-06 0,9888 0,9896 0,4227 22,8265

11 2,18E-03 0,1828 0,8831 0,8058 10,6369

12 4,80E-06 0,8843 0,9985 0,2594 23,1282

13 1,49E-05 0,8415 0,9823 0,2649 20,6616

14 6,02E-06 0,8097 0,9984 0,1950 22,6898

15 1,34E-07 1,5518 0,9822 0,6503 30,6409

16 3,19E-04 0,8728 0,8764 0,1542 14,2953

17 7,17E-07 1,4094 0,9862 0,3791 25,3889

18 2,61E-03 0,4459 0,7793 0,4671 9,3439

Control 2,80E-16 52,7168 0,9015 0,8804 70,0709

Para el factor de frecuencia K0 se encontró un efecto significativo de la concentración de GX y AV sobre esta variable (valor P<0,05), pero no de CMC (Anexo B). Se obtienen más altos valores de K0 a mayor concentración de GX y menor concentración de AV (figura 3-2b). Se percibe entonces que la concentración de AV tiene incidencia en el efecto de la goma, lo que indica una posible interacción entre los componentes. Se ha demostrado que la funcionalidad de un hidrocoloide está determinada por la forma en que se mezcla con otros ingredientes no gelificantes (Norton et al., 2011). La GX es un polisacárido aniónico y la presencia de algunos componentes en el gel de AV como sales y ácidos afectan la fuerza iónica del sistema afectando el balance de cargas y con ello su funcionalidad (Lad y Murthy, 2013).

El comportamiento del índice de flujo (n) de las bebidas no se ajustó adecuadamente al modelo de Arrhenius en la mayoría de los tratamientos (Tabla 3-2). Resultados similares se indican en otros estudios (Dark et al., 2006; Rao, 1999).





Figura 3-2: Superficies de respuesta para K y K0

a) Coeficiente de consistencia (K) a 10°C. b) Factor de frecuencia (K0)

El comportamiento del índice de flujo de las bebidas de maíz a 10°C no fue afectado significativamente por los factores estudiados (valor P>0,05), por lo tanto se puede asumir que a esta temperatura de almacenamiento el índice de flujo (n) no varía con la concentración de gomas y AV.

Por el contrario, para el índice de flujo a temperaturas de 20 a 50°C se encontró un efecto significativo de la concentración de GX, y AV pero no de CMC (Anexo C). En ese rango de temperaturas se observó la misma tendencia del índice de flujo (n), el cual disminuyó a mayor concentración de GX, independientemente de la concentración de AV, como se ilustra en la superficie de respuesta a 40°C (Figura 3-3). Esto puede ser atribuido a que la goma desarrolla un flujo pseudoplástico, cuyo comportamiento es afectado por los arreglos estructurales de alto peso molecular formados en función de la concentración cuando se disuelve, y por los cambios conformacionales que sufre durante el calentamiento, ya que con el aumento de la temperatura pasa de un estado molecular rígido ordenado (“rod-like”) a un estado más flexible y desordenado (sigmoide) (García et al., 2000; Norton et al., 2011; Tako y Nakamura, 1989). El gel de AV en suspensiones también desarrolla un flujo pseudoplástico debido principalmente a la presencia de polisacáridos compuestos de una mezcla de glucomananos acetilados (Gowda et al., 1979; Opazo et al., 2012). Por otro lado, el CMC no tuvo incidencia debido a que el carácter pseudoplástico que otorga la GX es más pronunciado en relación a esta goma y otros polisacáridos, dada su conformación lineal ordenada de dobles hélices, que es más susceptible a la cizalla que las conformaciones en forma de hélices aleatorias (Song et al., 2006).

Los parámetros de ajuste al modelo cuadrático del coeficiente de consistencia, el factor de frecuencia y el índice de flujo se observan en la Tabla 3-3. Se obtuvieron altos coeficientes de determinación y una falta de ajuste no significativa, lo que indica que el modelo es adecuado para explicar el comportamiento de estas variables a las condiciones estudiadas.

Design-Expert® SoftwareFactor Coding: ActualK(10°C) (Pa.s n̂)

0.207

0.0134

X1 = B: GXX2 = C: CMC

Actual FactorA: Aloe vera = 1.5

0.025 0.035

0.045 0.055

0.065 0.0750.025

0.035 0.045

0.055 0.065

0.075

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

K (P

a.s

^n

)

B: GX (%) C: CMC (%)

Design-Expert® SoftwareFactor Coding: ActualK0

0.0066

0.0000

X1 = A: Aloe veraX2 = B: GX

Actual FactorC: CMC = 0.075

0.025 0.035

0.045 0.055

0.065 0.075

0.5 0.7

0.9 1.1

1.3 1.5

-0.0020

0.0000

0.0020

0.0040

0.0060

0.0080

K0

A: Aloe vera (%)B: GX (%)

a b

a

a





Figura 3-3: Superficie de respuesta para índice de flujo (n) a 40°C

Tabla 3-3: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para los parámetros reológicos K, K0 y n

Coeficientes K [Pa.sn] (10°C) K0 [Pa.sn] n (40°C)

β0 -0,0624 -0,0003 1,0496

β1 0,0092* -0,0013 0,0735

β2 1,6791 0,0335 -9,8022

β3 2,2558* 0,0033* -1,1463*

β11 -0,0122* 0,0027 -0,0346*

β12 0,0820* -0,0891 1,3680*

β13 0,1760* -0,0372* -0,6300*

β22 -0,0122* 0,5104* 30,6403

β23 -12,6800* 0,8649* 6,3600*

β33 -16,1316* 0,0616* 12,3970*

R2 0,9617 0,9373 0,9620

Falta de ajuste (Valor p) 0,7427* 0,7199* 0,1355*

Modelo (Valor p) 0,0001 0,0007 0,0001

*No significativo

El rango encontrado para la energía de activación (Ea) de las bebidas formuladas con hidrocoloides y AV (Tabla 3-2) supera levemente los valores encontrados en algunos jugos de frutas (Dark et al., 2006; Grãtao, Silveira, y Telis, 2007; Grigelmo, Ibarz, y Martín, 1999), pero sus valores son similares con los encontrados por Quek et al. (2013) en jugos concentrados de guanábana. En la muestra control la Ea resultó más elevada, lo que indica un gran efecto significativo de la temperatura sobre su viscosidad (Bezerra et al., 2013; Da Silva et al., 1992; Haminuik et al., 2006; Steffe, 1996). Lo anterior, muestra que la adición de gomas y AV tiene un efecto en la Ea de bebidas de maíz, y por ello serían de gran utilidad para evitar cambios en la viscosidad del producto cuando sea sometido a

Design-Expert® SoftwareFactor Coding: Actualn(40°C)

0.9377

0.5488

X1 = A: Aloe veraX2 = B: GX

Actual FactorC: CMC = 0.05

0.025 0.035

0.045 0.055

0.065 0.0750.5

0.7 0.9

1.1 1.3

1.5

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.9000

1.0000

n

A: Aloe vera (%) B: GX (%)





variaciones de temperatura. De los tres componentes solo la concentración de GX tuvo efecto significativo sobre la Ea, lo que posiblemente es causado por los cambios conformacionales que sufre la goma durante el calentamiento afectando la viscosidad de las soluciones (Norton et al., 2011; Tako y Nakamura, 1989).

3.4.2 Ensayos oscilatorios

El barrido de amplitud permitió seleccionar un valor de 0,3% para realizar los barridos de frecuencia. Se graficó el comportamiento del módulo de almacenamiento (G’) y el módulo de pérdida (G”) en función de la frecuencia oscilatoria (ω) de 0,0628 a 628 rad/s (0,01-

100Hz) a diferentes temperaturas (Figura 3-4).

Figura 3-4: Módulos de almacenamiento (G’) y pérdida (G”)

a) Control; b) Punto central; c) Punto axial superior; d) Punto axial inferior. G’ (negro) y G” (gris).

O 10°C, 20°C, Δ 30°C, 40°C, X 50°C.

En general, se observa que los módulos G’ y G” tienden a incrementar con la frecuencia oscilatoria. El módulo de almacenamiento (G’) fue siempre más alto que el módulo de pérdida (G”) en un amplio rango de frecuencias, aproximadamente entre 2,5 a 628 rad/s (0,4-100 Hz).Para altas frecuencias de oscilación las propiedades elásticas predominan sobre las viscosas, lo que confiere un carácter de gel débil o viscoelástico en las bebidas

0.01 0.1 1 10 100 10000.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

0.01 0.1 1 10 100 10000.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

0.01 0.1 1 10 100 10000.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

0.01 0.1 1 10 100 10000.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

G' G

''

rad/s)

a

G' G

''

(rad/s)

b

G' G

''

(rad/s)

c

G' G

''

(rad/s)

d





de maíz (Mezger, 2006; Rao, 1999). A bajas frecuencias el comportamiento de algunas bebidas presenta puntos de inversión (“cross-over”) a partir de los cuales G” prevalece sobre G’. Este fenómeno es propio de soluciones concentradas, y se ha observado en bebidas estabilizadas con concentraciones similares de gomas (Abbasi y Mohammadi, 2013; Chaikham y Apichartsrangkoon, 2012; Zhong y Daubert, 2013). Este comportamiento se confirma mediante los valores de tan de pérdida (tan(δ)), los cuales

resultaron menores a la unidad (tan(δ)<1) en un gran intervalo de altas frecuencias (Figura

3-5). Pero a rangos inferiores de frecuencia, la tan(δ) cambia su comportamiento al de un

líquido viscoelástico (tan(δ)>1. En las bebidas formuladas con menor concentración

(≤0,05%) de hidrocoloides y AV (≤1%) se observa ese comportamiento a frecuencias más

bajas, es decir, que el comportamiento de gel se mantiene en un mayor rango de frecuencias (Figura 3-5d).

Figura 3-5: Tangente de pérdida (tan(δ)).

a) Control; b) Punto central; c) Punto axial superior; d) Punto axial inferior. O 10°C, 20°C, Δ 30°C,

40°C, X 50°C.

Mediante el ajuste a modelos de segundo orden se determinó que el comportamiento viscoelástico de las bebidas (G’ y G”) muestra ser dependiente de la frecuencia oscilatoria (Tabla 3-4).En general, los valores del coeficiente de consistencia K’ fueron más altos que los valores de K”, confirmándose que el componente elástico prevalece sobre el componente viscoso (G’>G”). Este fenómeno se ha observado en jugos de frutas y otros

1E-3 0.01 0.1 1 10 1000.01

0.1

1

10

1E-3 0.01 0.1 1 10 1000.01

0.1

1

10

1E-3 0.01 0.1 1 10 1000.01

0.1

1

10

1E-3 0.01 0.1 1 10 1000.01

0.1

1

10

Tan ()

f (Hz)

a

Tan ()

f (Hz)

b

Tan ()

f (Hz)

c

Tan ()

f (Hz)

d





productos derivados de vegetales (Ahmed et al., 2007; Augusto et al., 2013; Falguera y Ibarz, 2014; Sesmero et al., 2009). Los valores encontrados para n’ fueron más altos en relación a n”. Esto implica que G’ es más dependiente de la frecuencia oscilatoria que G” (Falguera y Ibarz, 2014). A bajas frecuencias (<2,5 rad/s) los módulos G’ y G” son casi independientes de la frecuencia oscilatoria, y alcanzaron valores similares.

Tabla 3-4: Ajuste de los parámetros viscoelásticos en función de la frecuencia oscilatoria

Parámetro K Parámetro n Coeficientes de determinación

No.* T (°C) K' K" n' n" R² (Módulo

elástico) R² (Módulo

viscoso)

C 10 1,2483 0,1570 1,3941 1,3697 0,9566 0,9915

20 1,2198 0,1271 1,3993 1,4205 0,9543 0,9904

30 1,0400 0,1148 1,4180 1,4215 0,9590 0,9947

40 0,0104 0,3081 2,1478 1,2507 0,9976 0,9828

50 0,0104 0,2581 2,1484 1,2867 0,9976 0,9783

6 10 0,0134 0,2947 2,1070 1,2582 0,9982 0,9792

20 0,0130 0,2559 2,1118 1,2870 0,9981 0,9805

30 0,9986 0,3144 1,4273 1,2503 0,9543 0,9763

40 1,1310 0,1965 1,4106 1,3264 0,9433 0,9875

50 1,2260 0,2379 1,3995 1,2890 0,9552 0,9881

8 10 0,9184 0,2367 1,4086 1,2991 0,9429 0,9834

20 0,9272 0,3918 1,3987 1,2091 0,9452 0,9683

30 0,9148 0,2838 1,4032 1,2711 0,9430 0,9826

40 0,9309 0,3338 1,4026 1,2429 0,9445 0,9792

50 0,9508 0,3064 1,4024 1,2617 0,9475 0,9802

13 10 1,0362 0,1351 1,4055 1,3853 0,9595 0,9909

20 1,0345 0,2171 1,4094 1,3064 0,9593 0,9857

30 1,0868 0,1978 1,3908 1,3280 0,9643 0,9865

40 1,1062 0,1562 1,3960 1,3613 0,9665 0,9871

50 1,0804 0,1189 1,4054 1,4051 0,9645 0,9857

14 10 0,9212 0,1160 1,3329 1,2917 0,9587 0,9869

20 0,9272 0,1174 1,3334 1,2923 0,9590 0,9845

30 1,0360 0,1521 1,4097 1,3660 0,9597 0,9838

40 1,0964 0,1749 1,3999 1,3400 0,9658 0,9826

50 1,0772 0,1699 1,4055 1,3404 0,9644 0,9778

16 10 1,2300 0,3071 1,4002 1,2530 0,9549 0,9787

20 0,0142 0,3631 2,0979 1,2260 0,9982 0,9749

30 0,0126 0,2514 2,1178 1,2907 0,9980 0,9813

40 1,2089 0,3211 1,4011 1,2434 0,9530 0,9794

50 1,2130 0,3986 1,4004 1,2092 0,9534 0,9755

17 10 0,9574 0,3499 1,3892 1,2300 0,9495 0,9749

20 0,9674 0,3002 1,3875 1,2560 0,9504 0,9760

30 0,9463 0,3991 1,3876 1,2115 0,9482 0,9725

40 0,9341 0,1704 1,3940 1,3482 0,9461 0,9921

50 0,9475 0,2034 1,3917 1,3182 0,9482 0,9910

* Control (C); puntos centrales (6,8,13,14); Punto axial superior (16); Punto axial inferior (17).





El comportamiento de los módulos viscoelásticos en función de la temperatura se ha estudiado previamente a través de K’ y K” aplicando el modelo de Arrhenius, encontrándose que el incremento de la temperatura conduce a una disminución en estos parámetros. (Sharoba, Senge, El-Mansy, Bahlol, y Blochwitz, 2006; Tiziani y Vodovotz, 2005). El análisis de K’ y K” en bebidas de maíz mediante un ajuste a la ecuación de Arrhenius mostró que el comportamiento viscoelástico no es descrito satisfactoriamente por este modelo, es decir que no hay dependencia lineal entre los parámetros estudiados y la temperatura.

La tangente de pérdida (tan(δ)) ha sido considerada como una medida relevante de la

estabilidad física, siendo una tan()<1 un comportamiento que indica cierta forma de

estabilidad en dispersiones (Mezger, 2006). También se ha demostrado que cuando tan() <0,5 las dispersiones estabilizadas con gomas son menos susceptibles a la separación de fases (Kuentz y Röthlisberger, 2003). En consecuencia, este parámetro se evaluó a una frecuencia de 0,1 Hz para estudiar el efecto de la concentración de hidrocoloides y AV sobre las propiedades viscoelásticas de las bebidas de maíz, a una temperatura de 10°C, teniendo en cuenta que el valor deseable de la tan (δ) es inferior a 1. El valor de frecuencia

fue seleccionado porque ese punto representa condiciones de baja deformación o reposo del producto, como sucede durante el almacenamiento y en la sedimentación de partículas en suspensión (Falguera y Ibarz, 2014).

Tabla 3-5: Tangente de pérdida (Tan (δ))

No. Tan (δ) (0.1Hz)

1 0,7247 ± 0,2377

2 1,1368 ± 0,5142

3 0,6850 ± 0,2488

4 0,6288 ± 0,1509

5 0,8068 ± 0,0826

6 0,6182 ± 0,2295

7 1,2406 ± 0,4497

8 0,6843 ± 0,3569

9 1,3484 ± 0,6087

10 1,3284 ± 0,2674

11 1,1655 ± 0,0582

12 1,0519 ± 0,7148

13 0,6963 ± 0,1186

14 0,5967 ± 0,5280

15 1,3036 ± 0,1084

16 1,0000 ± 0,1750

17 1,0058 ± 0,1329

18 1,0802 ± 0,1687

C 0,8524 ± 0,1913





El análisis estadístico (Anexo D) señala que la tan (δ) en las condiciones establecidas no es afectada significativamente por la concentración de gomas y AV (valor p>0,05). Los valores de la tan (δ) en las bebidas formuladas, incluyendo el control, estuvieron en el rango 0,5967 – 1,3484 observándose en algunos tratamientos cierta estabilidad por ser menor a la unidad, pero en otros casos los valores indican un comportamiento opuesto. (Tabla 3-5).

Los menores valores tan (δ), en las condiciones de frecuencia y temperatura establecidas, estuvieron en el rango 0,5-0,7 y se lograron con los tratamientos No. 3, 4, 6, 8, 13 y 14. Los tratamientos No. 6, 8, 13 y 14 corresponden al punto central del diseño experimental, es decir concentraciones de GX y CMC de 0,05% y 1% de AV. Los tratamientos 3 y 4 corresponden a concentraciones iguales de gomas de 0,05% y 0,075% respectivamente, y las concentraciones más bajas de AV (<0,5%). Se evidencia entonces que las

propiedades viscoelásticas deseables (tan ()<1) se logran a concentraciones de gomas ≥0,05% en igual proporción, y una concentración máxima de 1% de AV. Se ha encontrado que una concentración máxima de 0,15% de GX confiere optimas características viscoelásticas en un jugo de frutas, ya que confiere estabilidad con el dominio del componente elástico (G’) y una valor de tan(δ)<1 (Chaikham y Apichartsrangkoon, 2012).

3.5 Conclusiones

La adición de hidrocoloides y gel de aloe vera en bebidas formuladas con maíz dulce inducen a cambios notables en el comportamiento del flujo, pasando de ser un fluido dilatante a adquirir un carácter pseudoplastico. En general el comportamiento de las bebidas es descrito satisfactoriamente por el modelo de Ley de Potencia. Los parámetros asociados a la viscosidad muestran dependencia de la temperatura mediante un buen ajuste a la ecuación de Arrhenius. Los resultados de energía de activación indican que la adición de hidrocoloides y aloe vera confieren una mayor estabilidad de las bebidas cuando hay variación de la temperatura, ya que su viscosidad se ve menos afectada que en la bebida sin estabilizantes. El perfil viscoelástico de las bebidas formuladas con gomas y aloe vera demuestra ser de un gel débil con predominio del componente elástico sobre el componente viscoso a un amplio rango de frecuencias, lo que indica cierto grado de estabilidad en las bebidas. Sin embargo estas propiedades fueron más adecuadas cuando se adicionaron altas concentraciones de hidrocoloides (≥0,05%) y bajas concentraciones

de aloe vera (≤1%), ya que se mantuvo la estabilidad a condiciones de baja deformación.





4. Capítulo 4. Efecto de la adición de hidrocoloides y gel de Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) en las propiedades fisicoquímicas y estabilidad de una bebida de maíz dulce (Zea mays var. Saccharata)

4.1 Resumen

La separación de fases en bebidas se produce debido a la inestabilidad física, es asociada a una calidad deficiente, y se puede evitar con el uso de hidrocoloides. En el presente trabajo se evaluó el efecto de la concentración (0,025-0,075%) de goma xantana (GX) y carboximetilcelulosa sódica (CMC), y gel de aloe vera (AV) (0,5-1,5%), en las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y estabilidad a la separación de fases de bebidas formuladas a partir de maíz dulce. Los factores no mostraron efecto significativo en el contenido de sólidos solubles totales, pH, densidad, acidez titulable, potencial zeta, velocidad de sedimentación, absorbancia y parámetros de color, pero sí en el índice de sedimentación, el cual disminuyó con la concentración de GX y CMC. La adición de hidrocoloides en concentraciones mínimas 0,05% de GX y CMC disminuyó la sedimentación pero no evitó la floculación, lo que influye en los valores de potencial zeta que indicaron una estabilidad ligera. La concentración de AV no produjo variaciones significativas en la estabilidad. La apariencia de las bebidas mejoró con la concentración de gomas y AV, mientras que los factores no tuvieron efecto sobre el color, aroma y sabor.

Palabras clave: goma xantana, CMC, sedimentación, floculación, potencial zeta.

4.2 Introducción

La industrialización del maíz mediante procesos tecnológicos de molienda genera productos alimentarios para consumo directo o insumos para otras industrias, destacándose las harinas, aceite, almidones, cereales y jarabes (Ustarroz et al., 2010). El maíz dulce (Zea mays L. var. Saccharata) es una variedad que se caracteriza por su elevado contenido de azúcares, que lo hacen atractivo para la obtención de alimentos procesados, ya que se consume principalmente como hortaliza fresca o producto industrializado, en forma de grano entero en conserva (Luchsinger y Camilo, 2008).





Los hidrocoloides son polímeros hidrofílicos, con una amplia gama de propiedades funcionales favorables para su aplicación en dispersiones alimentarias con agua como fase continua, ya que pueden cambiar la reología y microestructura del medio para obtener productos estables con propiedades sensoriales aceptables. Se requieren pequeñas cantidades de estos componentes para impartir estas propiedades y por lo general no se aplican individualmente sino en sistemas de hidrocoloides mixtos, cuya funcionalidad depende de la estructura individual del polímero y las propiedades de sus interacciones (Norton et al., 2011). Estos son comúnmente aplicados para otorgar estabilidad física en bebidas y prevenir la separación de fases, la cual se asocia con una calidad deficiente (Genovese et al., 2007; Hamzah, 2008; Shakeel et al., 2013).

La goma xantana (GX) y carboximetilcelulosa de sodio (CMC) son hidrocoloides comúnmente empleados en la industria alimenticia (Liang et al., 2006). La GX es un polisacárido de cadena larga con un alto número de cadenas laterales de trisacáridos. Es producida por Xanthomonas campestris y se usa en una amplia gama de productos alimentarios debido a su hidratación rápida y solubilidad en agua, incluso a temperatura ambiente, además desarrolla altas viscosidades a bajas concentraciones, es compatible con todos los demás hidrocoloides alimenticios y posee una excelente estabilidad en un amplio intervalo de valores de pH y temperatura (García et al., 2000; Katzbauer, 1998; Wüstenberg, 2014). La CMC es un polisacárido lineal aniónico derivado de la celulosa con numerosos grupos hidroxilo y carboxílicos que lo hacen hidrofílico, y tiene e una gran variedad de aplicaciones industriales debido a su alta viscosidad (Biswal y Singh, 2004).

Una mezcla de GX y CMC podría ser una alternativa interesante para mantener la turbidez en jugos y prevenir la sedimentación (Udomsup et al., 2011). La aplicación de GX y CMC como estabilizantes en bebidas se ha estudiado recientemente en jugo de manzana (Genovese y Lozano, 2001; Ibrahim et al., 2011), jugo de zanahoria (Liang et al., 2006), y bebidas emulsionadas de naranja (Mirhosseini et al., 2008a; Mirhosseini et al., 2008b; Mirhosseini et al., 2008c).

El Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) es una planta perenne pertenece a la familia Aloaceae (Lad y Murthy, 2013). Esta contiene en sus hojas un gel mucilaginoso que contiene 99,5% de agua, y una fracción sólida (0,5-0,6%) con 80% de componentes nutritivos como polisacáridos, vitaminas, enzimas, aminoácidos, minerales y oligoelementos. Los compuestos no nutritivos restantes incluyen ácidos orgánicos, compuestos fenólicos, fitoesteroles, y otros compuestos. Las propiedades beneficiosas de gel de aloe vera se atribuyen a la acción combinada de estos compuestos que trabajan sinérgicamente y no de forma individual (Javed y Rahman, 2014). Estos componentes han sido objeto de investigaciones. Se ha reportado que la hoja tiene más de 200 constituyentes diferentes, de los cuales 75 tienen actividad biológica (Calzada y Pedroza, 2005). Recientemente se ha aplicado el gel de AV en productos alimenticios comerciales, entre los que se destacan refrescos, bebidas laxantes, bebidas para la salud y bebidas deportivas (Eshun y He, 2004). También es usado en otros productos alimenticios como leche, helados, confitería y como recubrimiento comestible de frutas (Ramachandra y Srinivasa, 2008; Quintero et al., 2010).

El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la concentración de GX, CMC y gel de AV en las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y estabilidad a la separación de fases en bebidas formuladas a partir de maíz dulce.





4.3 Materiales y métodos

4.3.1 Formulación y elaboración de las bebidas

Para la elaboración de las bebidas se utilizó la metodología descrita en la sección 3.3.1.

4.3.2 Caracterización fisicoquímica

La caracterización fisicoquímica se realizó por triplicado para cada muestra según los métodos de la AOAC (2005), determinando el porcentaje de sólidos solubles totales (SST) expresados en °Brix con un refractómetro digital HANNA HI 96801; pH mediante un potenciómetro HANNA 211, acidez titulable por titulación con NaOH 0,1 N expresado en porcentaje de ácido cítrico y densidad por el método gravimétrico en picnómetro, tomando agua destilada como referencia.

4.3.3 Distribución del tamaño de partícula (PSD)

La distribución del tamaño de partícula de las bebidas formuladas se efectuó por el método de dispersión de luz en un equipo Malvern Mastersizer 3000 con Hydro EV, mediante el software Mastersizer V.3.0 (Malvern Instruments Ltd., UK), por triplicado para cada tratamiento. Además se calculó el diámetro medio basado en el volumen D[4,3] (determinado por partículas de mayor tamaño) y el diámetro medio basado en el área D[3,2] (determinado por partículas de menor tamaño), de acuerdo a la ecuación (4.1) y (4.2) respectivamente, donde ni es el número de partículas con diámetro di (Kubo et al., 2013).

n

i

n

i

d ini

d iniD

1

1

3

4

]3,4[ (4.1)

n

i

n

i

d ini

d iniD

1

1

2

3

]2,3[ (4.2)

4.3.4 Potencial ζ

El potencial ζ fue medido mediante la movilidad electroforética, siguiendo el método descrito por Mirhosseini et al. (2008b) con algunas modificaciones. Se utilizó un equipo Zetasizer nano ZS90 (Malvern Instruments Ltd., UK). Las muestras fueron diluidas en agua destilada en una relación 1:50 y se introdujo en una celda de medición capilar, evitando la formación de burbujas de aire. La muestra fue equilibrada durante 25 s y se procedió con la medición. Para cada muestra se reportó el promedio de tres mediciones.





4.3.5 Estudio de separación de fases

La estabilidad de las bebidas de maíz a la separación de fases se estudió por dos métodos. Inicialmente, se evaluó la sedimentación de las bebidas adaptando los métodos descritos por Fasolin y Cunha (2012) y Silva et al. (2010). En tubos graduados de 100 ml se colocaron las muestras de bebidas por triplicado para cada tratamiento, y se almacenaron 10°C y durante 7 días durante los cuales se observó la separación de fases midiendo el cambio en la altura. El índice de sedimentación se calculó mediante la ecuación (4.3), donde h (t) es la altura (mm) del sedimento en el tiempo t (h) y h0 la altura inicial (mm).

100)(

0

xh

thIS (4.3)

La velocidad de sedimentación se calculó para cada una de las bebidas, ajustando los datos obtenidos del proceso de sedimentación a un modelo cinético de segundo orden (ecuación (4.4)).

)1( vteISeqIS (4.4)

Donde IS (%) es el índice de sedimentación, ISeq (%) el índice de sedimentación en el equilibrio, V (h-1) es la velocidad de sedimentación y t (horas) es el tiempo.

El índice de sedimentación está relacionado a la altura final de sedimento en las bebidas respecto a la altura inicial, es decir, mientras mayor sea el IS hay un mayor grado de separación de fases en la bebida. La velocidad de sedimentación establece la variación en la altura del sedimento respecto al tiempo durante el almacenamiento, entonces valores más altos indican que el proceso de separación es más rápido.

En segundo lugar, las muestras de bebidas se centrifugaron a 4200 g por 15 min (Hettich Universal 320R) en tubos graduados de 25 ml con fondo cónico. Se recolectó el sobrenadante y se midió la absorbancia a 660 nm en un espectrofotómetro UV-Visible (Thermo Scientific Evolution 60, USA) tomando como patrón agua destilada. El resultado se relacionó directamente con la turbidez o nubosidad (“cloudiness") de la fase superior, ya que las partículas suspendidas absorben la radiación, y se tiene en cuenta que es inversamente proporcional a la sedimentación (Ibrahim et al., 2011; Kubo et al., 2013; Silva et al., 2010). Adicionalmente, las fases obtenidas en el proceso anterior fueron caracterizadas determinando, densidad, pH, potencial ζ y distribución del tamaño de partícula, siguiendo los procedimientos anteriormente descritos; y la viscosidad mediante un viscosímetro Brookfield DV-III Ultra, con una geometría de cilindros coaxiales, a 25°C y una tasa de corte de 10s-1.

4.3.6 Color

Los parámetros de color en las bebidas se determinaron con un espectofotómetro de esfera X-Rite SP64 (X-Rite Inc., USA) posteriormente a su elaboración. Las muestras fueron colocadas en una celda óptica y se procedió a realizar la medición, con iluminante D65 y ángulo de 10°. Los resultados fueron reportados de un promedio de tres





repeticiones, en el sistema CIELAB, para los parámetros L* (brillo), a* (componente rojo-verde), b* (componente amarillo-azul), y se calculó la diferencia total de color (∆E) respecto a la bebida control. mediante la ecuación (4.5) (Betoret et al., 2009; Kubo et al., 2013).

222 *)(*)(*)( baLE (4.5)

4.3.7 Análisis sensorial

La evaluación sensorial de las bebidas de maíz dulce formuladas se realizó 15 h después de su elaboración a una temperatura aproximada de 10°C, con el fin de establecer la preferencia de acuerdo a la apariencia (separación de fases), y a los parámetros color, sabor, aroma, respecto a las características de la pulpa fresca de maíz dulce. La prueba se realizó con 15 jueces semi-entrenados, quienes fueron instruidos acerca de las características de la pulpa. Se utilizó una prueba descriptiva, paramétrica, con escala no estructurada (15 cm), empleando anclajes en los extremos para cada parámetro evaluado (Anexo J). Cada juez asignó una marca con una línea vertical en el punto asignado para cada atributo y luego se estudiaron estas longitudes, realizando el respectivo análisis estadístico (Márquez, 2009).

4.3.8 Análisis estadístico

Se empleó la metodología de superficie de respuesta, mediante un diseño experimental central compuesto rotacional, para estudiar las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y de estabilidad a las bebidas, en función de tres factores estudiados, la concentración de GX, CMC y AV (Tabla 4-1). En total se realizaron 18 tratamientos, con 4 puntos centrales y la muestra control corresponde a la bebida formulada sin adición de hidrocoloides ni AV.

El diseño se evaluó mediante una ANOVA multifactorial a un nivel de significancia α=0,05. Las superficies de respuesta fueron calculadas mediante el siguiente modelo de segundo orden (ecuación (4.6)).

ji

ji

iji

i

iii

i

i XXXXY

3

1

23

1

3

1

0 (4.6)

Donde Y es la respuesta calculada por el modelo, β0, βi, βii y βij son los coeficientes de regresión para el intercepto, términos de interacción lineales y cuadráticos, respectivamente, y X es la variable independiente. La pertinencia de los modelos se determinó mediante un análisis de regresión, una prueba de falta de ajuste y el coeficiente de determinación (R2).





Tabla 4-1: Diseño experimental

No. AV (%) GX (%) CMC (%)

1 1 0,05 0,092

2 1 0,008 0,05

3 0,159 0,05 0,05

4 0,5 0,075 0,075

5 1,5 0,025 0,075

6 1 0,05 0,05

7 1,5 0,075 0,025

8 1 0,05 0,05

9 1,5 0,025 0,025

10 1 0,05 0.008

11 1 0,092 0,05

12 1,840 0,05 0,05

13 1 0,05 0,05

14 1 0,05 0,05

15 0,5 0,025 0,075

16 1,5 0,075 0,075

17 0,5 0,025 0,025

18 0,5 0,075 0,025

Control 0,0 0,0 0,0

4.4 Resultados y discusión

4.4.1 SST, pH, densidad y acidez titulable

La caracterización fisicoquímica de las bebidas formuladas a partir de maíz dulce se observa en la tabla 4-2. El análisis de varianza mostró que no hay efecto significativo de la concentración de gomas y AV sobre las propiedades fisicoquímicas de las bebidas (p>0,05). La falta de ajuste al modelo de segundo orden fue no significativa en todos los casos (Tabla 4-3) y se obtuvieron bajos coeficientes de determinación (R2<0,6). Lo anterior indica que el modelo propuesto no explica adecuadamente el comportamiento de las propiedades fisicoquímicas a partir de la concentración de gomas y AV.





Tabla 4-2: Propiedades fisicoquímicas

No. SST

(°Brix) pH

Densidad (g/ml)

Acidez (%) Potencial Zeta (mV)

D [3,2] (µm)

D[4,3] (µm)

1 10,33 ± 0,29 6,70 ± 0,02 1,0449 ± 0,0003 0,1293 ± 0,0178 -25,25 ± 0,07 6,02 ± 0,10 9,65 ± 0,89

2 9,467 ± 0,21 6,83 ± 0,01 1,0439 ± 0,0009 0,1340 ± 0,0072 -27,35 ± 0,21 6,22 ± 0,04 11,30 ± 0,44

3 10,33 ± 0,15 6,82 ± 0,02 1,0454 ± 0,0010 0,1329 ± 0,0093 -25,65 ± 0,35 6,04 ± 0,02 9,22 ± 0,05

4 10,40 ± 0,66 6,68 ± 0,01 1,0454 ± 0,0002 0,1321 ± 0,0048 -23,55 ± 0,21 6,07 ± 0,04 10,50 ± 0,49

5 10,33 ± 0,12 6,88 ± 0,01 1,0448 ± 0,0009 0,1320 ± 0,0073 -25,70 ± 0,28 6,10 ± 0,04 10,80 ± 0,30

6 9,70 ± 0,40 6,61 ± 0,01 1,0437 ± 0,0004 0,1116 ± 0,0114 -23,75 ± 0,07 6,18 ± 0,28 12,90 ± 0,59

7 9,93 ± 0,06 6,86 ± 0,01 1,0450 ± 0,0006 0,1323 ± 0,0083 -26,13 ± 0,32 6,09 ± 0,03 8,99 ± 0,10

8 9,93 ± 0,06 6,88 ± 0,01 1,0449 ± 0,0009 0,1129 ± 0,0182 -27,00 ± 0,28 6,15 ± 0,02 9,48 ± 0,15

9 9,80 ± 0,26 6,86 ± 0,01 1,0445 ± 0,0008 0,1034 ± 0,0041 -21,60 ± 0,10 6,25 ± 0,02 11,30 ± 0,27

10 10,13 ± 0,06 6,86 ± 0,01 1,0442 ± 0,0006 0,1066 ± 0,0080 -24,75 ± 0,21 6,99 ± 0,27 14,90 ± 0,84

11 10,83 ± 0,21 6,80 ± 0,01 1,0453 ± 0,0007 0,1325 ± 0,0096 -24,20 ± 0,28 7,21 ± 0,04 18,30 ± 0,48

12 10,10 ± 0,10 6,90 ± 0,02 1,0465 ± 0,0009 0,1327 ± 0,0069 -24,20 ± 0,42 6,89 ± 0,02 14,40 ± 0,71

13 9,06 ± 0,23 6,87 ± 0,02 1,0456 ± 0,0007 0,1226 ± 0,0013 -25,80 ± 0,71 6,95 ± 0,01 15,00 ± 0,49

14 9,86 ± 0,25 6,90 ± 0,01 1,0460 ± 0,0011 0,1250 ± 0,0011 -25,65 ± 0,07 6,92 ± 0,02 15,20 ± 0,46

15 9,73 ± 0,06 6,95 ± 0,01 1,0473 ± 0,0008 0,1324 ± 0,0067 -23,85 ± 0,49 6,81 ± 0,01 13,80 ± 0,09

16 10,03 ± 0,51 6,70 ± 0,01 1,0440 ± 0,0004 0,1242 ± 0,0038 -23,30 ± 0,01 7,12 ± 0,03 20,00 ± 0,46

17 10,26 ± 0,25 6,92 ± 0,01 1,0473 ± 0,0010 0,1242 ± 0,0042 -25,35 ± 0,07 6,87 ± 0,01 14,30 ± 0,71

18 9,86 ± 0,25 6,77 ± 0,01 1,0479 ± 0,0005 0,1219 ± 0,0015 -22,10 ± 0,28 6,90 ± 0,01 14,40 ± 0,06

Control 10,50 ± 0,50 6,98 ± 0,01 1,0432 ± 0,0007 0,1244 ± 0,0044 -24,10 ±0,24 6,02 ± 0,10 9,65 ± 0,70

Se encontró que la adición de GX, CMC y AV en las bebidas de maíz formuladas no produce una variación importante en las propiedades fisicoquímicas respecto a la muestra control (Tabla 4-2). Resultados mostrados en estudios anteriores coinciden en que la adición y concentración de hidrocoloides en jugos, néctares y concentrados de frutas no produce cambios significativos en el contenido de SST, pH y acidez titulable (Chatterjee et al., 2004; Delmonte et al., 2006; Lins et al., 2014; Nwaokoro y Akanbi, 2015).

Por otro lado, estudios realizados por Shubhra et al. (2014) y Elbandy et al. (2014) manifiestan que la adición de AV puede afectar levemente o no influye en la variación del contenido de SST, lo que se puede ser consecuencia del contenido de sólidos presentes en el gel, que es insuficiente para producir cambios notables en las propiedades fisicoquímicas debido al alto contenido de agua (>98%).

4.4.2 Potencial ζ

El potencial ζ encontrado en las bebidas de maíz formuladas con hidrocoloides y AV varió entre -21 y -27 mV (Tabla 4-2), valores que se encuentran dentro del rango que indica una estabilidad ligera debido a la poca aglomeración de partículas en suspensión (Schramm, 2005).





El potencial ζ no presentó cambios significativos en función de la concentración de gomas y AV (Anexo E). Este resultado es acorde a lo encontrado por Mirhosseini et al. (2008b) en una bebida emulsionada de naranja estabilizada con GX y goma arábiga, donde el rango de concentraciones de gomas no fue suficientemente amplio para producir una variación significativa de este parámetro. En el mismo estudio se logró una buena estabilidad a concentraciones ≥0,3% de GX, al igual que lo consiguieron Abbasi y Mohammadi (2013) con goma pérsico y goma tragacanto en una bebida láctea de naranja. Similarmente, Genovese y Lozano (2001) lograron una buena estabilidad en jugo de manzana con concentraciones de 0,4% y 0,3% de GX y CMC respectivamente. Lo anterior puede ser un indicativo de que las concentraciones de GX y CMC aplicadas en las bebidas formuladas a partir de maíz no fueron suficientemente altas para conferir una buena estabilidad. No obstante los resultados más favorables de esta variable fueron encontrados en los tratamientos No. 1 y 8 (GX y CMC ≥0,05% y 1% AV).

El potencial ζ de la muestra control fue de -24,10 mV que se encuentra dentro del rango encontrado en las bebidas formuladas con GX, CMC y AV, lo que confirma que la adición de estos componentes no afectó en gran medida la estabilidad como se esperaría, ya que se ha demostrado que la adición de gomas en jugos, como xantana y CMC, conduce al incremento de las fuerzas repulsivas electrostáticas entre partículas gracias a su carga negativa, proporcionando un gran potencial ζ (Genovese y Lozano, 2001; Mirhosseini et al., 2008b; Mirhosseini y Tan, 2010).

Una posible explicación a la inestabilidad reflejada en los valores de potencial ζ encontrados, es la presencia de una fase oleosa en las bebidas, proveniente del grano de maíz y la leche aplicada en la formulación, confiriéndoles el carácter de una emulsión tipo aceite en agua que posiblemente no alcanzó a ser estabilizada con las concentraciones de gomas y AV aplicadas. Las emulsiones son sistemas inestables desde el punto de vista fisicoquímico (Borwankar et al., 1992). Un valor absoluto de potencial ζ menor de 25 mV, como se observó en las bebidas, representa una emulsión floculada, y esto puede ser un paso intermedio hacia la coalescencia o cremado (Dickinson y Woskett, 1989; Leiberman et al., 1989). La estabilidad de una emulsión es una medida de la velocidad a la cual ocurren estos fenómenos de separación de fases (Huang et al., 2001).

Adicional a lo anterior, se tiene que la GX, ha demostrado ser incompatible con las proteínas de la leche y a bajas concentraciones ha mostrado tener un efecto desestabilizador en emulsiones (Dickinson, 2009; Norton et al., 2011). Este hidrocoloide, como algunos polisacáridos, en mezcla con otras partículas de gran tamaño como gotas de aceite o micelas de caseína tienden a generar un mecanismo de segregación conocido como depleción-floculación (Dickinson et al., 1998; Dickinson, 1992; Hemar et al., 2001; Langendorff et al., 1997; Maroziene y DeKruif, 2000). El fenómeno tiene lugar en dispersiones y emulsiones cuando hay un exceso de polímero no absorbido en la fase acuosa. En ese caso cada especie dispersa se mueve una cerca de la otra y la capa de líquido que las rodea se agota en el polímero, reduciendo la presión osmótica en general, lo que proporciona una fuerza impulsora para la floculación (Hemar et al., 2001; Schramm, 2005).





4.4.3 Distribución del tamaño de partícula (PSD)

El tamaño de partículas mostró una distribución mono modal entre ~1 y 600 μm, similar para todas las bebidas (Figura 4-1). Esto se debe a que el proceso de homogenización fue estandarizado para todas las formulaciones.

Figura 4-1: Distribución del tamaño de partícula

a) Control, b) Punto central, c) Punto axial superior y d) Punto axial inferior.

De acuerdo al análisis de varianza no existe un efecto significativo (valor p>0,05) de la concentración de gomas y AV sobre los diámetros D[3,2] y D[4,3]. Esto tal vez se debe a que los componentes fueron adicionados previamente al proceso de homogenización, por lo que el tamaño de partículas se redujo en las mismas condiciones, lográndose tamaños análogos.

Se observa que la densidad de partículas de tamaño entre 1 y 30 μm disminuyó luego de la adición de gomas y AV a las bebidas, mientras que sucedió lo contrario con la densidad de partículas de mayor tamaño (>30 μm), como se observa en la figura 4-1.

El diámetro medio basado en el área D[3,2] varió entre 6,02 a 7,21 μm, inferior al rango

del diámetro medio basado en el volumen D[4,3] que se encuentra entre 8,99 y 20 μm,

dado que el primero está influenciado por pequeñas partículas, mientras que el segundo está determinado por partículas de mayor tamaño. Estos diámetros en la muestra control presentaron valores de 6,02 μm y 9,65 μm respectivamente, notándose que en algunas bebidas con GX, CMC y AV los diámetros fueron mayores. Lo anterior es un indicativo de que la adición de gomas y AV aumentó el tamaño de partícula de las bebidas. Como se ha reportado en la literatura, los polisacáridos como las gomas pueden otorgar grandes tamaños de partículas debido a sus fracciones insolubles, lo que resulta en el incremento de diámetro medio (Huang et al., 2001). Esto también puede ser una consecuencia de la formación de agregados de gran tamaño debido a la floculación que presentaron las

0.1 1 10 100 10000

4

8

D

en

sid

ad

en

volu

me

n (

%)

D (m)

a

b

c

d





bebidas, posiblemente por la absorción de las partículas de goma en las micelas de caseína de la leche, como ha sido descrito previamente por Kiani et al. (2010), Keshtkaran et al. (2013) y Tijssen et al. (2007) en bebidas lácteas formuladas con goma gelán, arábiga o carragenano. Igualmente la presencia de sustancias celulósicas y polisacáridos insolubles presentes en el gel de aloe pueden causar un incremento en el tamaño de partícula (Yaron et al., 1992).

Algunas dispersiones que tienen una distribución que se inclina fuertemente hacia los tamaños más pequeños representará mayor estabilidad (Schramm, 2005). Buffo y Reineccius (2000) señalan que una bebida emulsionada puede ser estable con un promedio de tamaño de partícula inferior a 1μm. Mientras que Koyama y Kitamura (2014)

lograron estabilizar bebidas de arroz adicionando GX, con diámetros de partícula que oscilaron entre 1 y 100 μm, siempre que la concentración de la goma fuera superior a 0,1%. Esto pone de manifiesto que los diámetros de partícula en la fase sólida de las bebidas formuladas a partir de maíz (6-20 μm) podrían ser adecuados para otorgar

estabilidad a la sedimentación aplicando altas concentraciones de GX, siempre que se logre una reducción en el tamaño de las gotas que componen la emulsión.

4.4.4 Estudio de separación de fases

Los datos de sedimentación de las bebidas de maíz fueron ajustados a un modelo cinético de primer orden (Figura 4-2). Todos los tratamientos que presentaron sedimentación mostraron un buen ajuste (R2>0,90) como se observa en la tabla 4-3. El análisis de varianza muestra un efecto significativo (valor p<0,05) de la concentración de gomas en el ISeq pero no de AV (Anexo G). El ISeq disminuye a mayor concentración de gomas como se observa en la superficie de respuesta (Figura 4-3). Los parámetros de regresión del modelo cuadrático se muestran en la tabla 4-4, con un R2 de 0,9408 y una falta de ajuste no significativa se deduce que el modelo es adecuado para describir la variación del ISeq a partir de la concentración de gomas. También presentó un decremento luego de la adición de gomas y AV respecto a la bebida control.

Estudios previos demuestran que la adición de gomas como GX y CMC mejoran la estabilidad física reduciendo la sedimentación de partículas en bebidas de zanahoria, mangostino, mora, uva, tomate y arroz (Akkarachaneeyakorn y Tinrat, 2015; Ghafoor et al., 2008; Koyama y Kitamura, 2014; Liang et al., 2006; Nwaokoro y Akanbi, 2015; Udomsup et al., 2011). Esto se puede explicar porque las gomas afectan el comportamiento reológico de las bebidas, lo que se manifiesta principalmente en el incremento de la viscosidad (Abbasi y Mohammadi, 2013; Cho y Yoo, 2015; Genovese y Lozano, 2001; Ibrahim et al., 2011; Janhøj et al., 2008). La Ley de Stokes establece que la tasa de sedimentación de partículas en una suspensión es inversamente proporcional a la viscosidad del medio continuo, por lo tanto una viscosidad alta puede otorgar mayor estabilidad a una dispersión (Genovese y Lozano, 2001; Ghafoor et al., 2008; Kiani et al., 2010).





Figura 4-2: Ajuste del Indice de sedimentación al modelo cinético

a) Control, b) Punto central, c) Punto axial superior, d) Punto axial inferior, e) modelo ajustado.

Figura 4-3: Superficie de respuesta para el ISeq

0 30 60 90 120 150 180 210

0

20

40

60

80

100

IS (

%)

Tiempo (h)

a

b

c

d

e

Design-Expert® SoftwareFactor Coding: ActualIS (%)

77.0

0.0


Actual FactorA: Aloe vera = 1

0.025 0.035

0.045 0.055

0.065 0.0750.025

0.035 0.045

0.055 0.065

0.075

0.0

16.0

32.0

48.0

64.0

80.0

IS

eq

(%

)

B: GX (%) C: CMC (%)

Warning! Surface truncated by selected response (Y) range





Tabla 4-3: Parámetros de ajuste al modelo cinético de sedimentación

No. V (h-1) ISeq (%) R²

1 0,0254 4,0 0,9663

2 0,0122 76,5 0,9183

3 0,0109 47,2 0,9159

4 0,0228 5,39 0,9620

5 0,0138 41,5 0,9464

6 0,0128 50,5 0,9060

7 0,0115 33,3 0,9059

8 0,0125 31,7 0,9352

9 0,0203 71,43 0,9401

10 0,0736 65,0 0,9680

11 0,0000 0,0 *

12 0,0121 62,3 0,9130

13 0,0124 45,3 0,9220

14 0,0118 55,9 0,9161

15 0,0198 46,0 0,9366

16 0,0000 0,0 *

17 0,3247 77,0 0,9773

18 0,0257 50,6 0,9651

Control 3,1352 86,5 0,9946 * No presentaron sedimentación

Tabla 4-4: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para el ISeq

Coeficientes IS (%)

β0 95.6738

β1 -23.5835*

β2 -17.4432

β3 36.1281

β11 11.1625*

β12 -126.2000*

β13 129.8000*

β22 -4868.8400*

β23 -3516.0000*

β33 -6990.1600*

R2 0.9408

Falta de ajuste (Valor p) 0.7019

Modelo (Valor p) 0,0005

*No Significativo.





No obstante, las concentraciones de GX, CM y AV no tuvieron efecto en la velocidad de sedimentación de las bebidas (valor p>0,05) y la falta de ajuste fue significativa (Anexo F), indicando que esta variable no puede ser explicada apropiadamente a partir del modelo de cinético. Esto posiblemente significa una gran influencia del diámetro medio de partícula que no presentó variación en las bebidas formuladas con gomas y AV, ya que la ley de Stokes establece que la velocidad de sedimentación es proporcional al tamaño de partícula (diámetro), a las diferencias de densidad entre estas y el medio dispersante, e inversamente proporcional a la viscosidad del medio (Kubo et al., 2013).

La velocidad de sedimentación de las bebidas formuladas con GX, CMC y AV presentó valores entre 0 – 0,3247 h-1, muy inferior a la velocidad de sedimentación de la bebida control que presentó 3,1352 h-1. Esto permite evidenciar la efectividad de la adición de componentes para retrasar la separación de fases por sedimentación durante el almacenamiento en refrigeración. Los tratamientos correspondientes al punto axial superior del diseño experimental (No. 16) y el punto axial extremo superior de GX (No. 11) no presentaron separación de fases (Tabla 4-3). Las concentraciones de gomas en estos tratamientos fueron de 0,075% para GX y 0,05%-0,075% para CMC. Además los tratamientos No. 1 y No. 4 presentaron los más bajos índices de sedimentación, aplicando concentraciones de GX de 0,05% y 0,075% y concentraciones de CMC de 0,075% y 0,092%. Lo que indica que estos tratamientos resultaron efectivos para obtener bajos índices de sedimentación o evitar este fenómeno en las bebidas durante 7 días. Mediante el proceso de separación de fases por centrifugación se observó en todas las bebidas formuladas la formación de tres fases, una fase inferior con mayor concentración de partículas (sedimento), una fase clarificada con menor concentración de sólidos (sobrenadante) y una fase oleosa en la parte superior del tubo. El análisis de varianza permitió establecer que la concentración de gomas y AV no produjo cambios significativos en la absorbancia de la fase clarificada (valor p>0,05). Una falta de ajuste significativa (valor p<0,05) al modelo de segundo orden demuestra que la variable no es explicada adecuadamente por el modelo derivado.

Se observó un aumento de la absorbancia de la fase clarificada (sobrenadante) luego de la adición de hidrocoloides y AV, con valores entre 1,345 y 2,729 respecto a 1,120 de la bebida control (Tabla 4-5). Lo que significa mayor turbidez de la fase superior y con esto menor formación de sedimento, en concordancia con los resultados expuestos de sedimentación durante el almacenamiento. Se ha demostrado la efectividad de la adición de GX y CMC para mantener la turbidez o la nubosidad luego de la centrifugación en jugos de mangostino, manzana y bebidas emulsionadas de naranja (Genovese y Lozano, 2001; Ibrahim et al., 2011; Mirhosseini, et al., 2008a; Udomsup et al. 2011). Esto se debe a que los hidrocoloides, como a GX y CMC, son polisacáridos iónicos cargados negativamente y producen un incremento de las fuerzas de repulsión electrostática entre partículas para mantener la estabilidad (Genovese y Lozano, 2001; Wang et al., 1999; Zhan, 2003).

Los valores más altos de absorbancia en la fase clarificada fueron observados en las bebidas formuladas con los tratamientos No. 1, 3 y 7, dos de los cuales tienen una concentración mínima de 0,05% tanto de GX como de CMC, lo que es acorde con los resultados de la sedimentación durante el almacenamiento. Udomsup et al. (2011) reportan que la adición de 0,05% de GX y 0,05% de CMC produjo la separación de fases en el jugo de mangostino luego de la centrifugación, posiblemente por la incompatibilidad de la mezcla de hidrocoloides con algunos componentes presentes en el jugo.





Tabla 4-5: Absorbancia de la fase 2 (sobrenadante)

No. Absorbancia

1 2,729 ± 0,011

2 2,427 ± 0,005

3 2,582 ± 0,001

4 2,492 ± 0,003

5 1,693 ± 0,001

6 2,189 ± 0,062

7 2,632 ± 0,004

8 1,904 ± 0,000

9 1,345 ± 0,000

10 2,078 ± 0,002

11 2,117 ± 0,003

12 2,048 ± 0,002

13 2,081 ± 0,004

14 2,061 ± 0,002

15 1,975 ± 0,003

16 2,064 ± 0,002

17 2,081 ± 0,003

18 2,065 ± 0,001

Control 1,120 ± 0,004

A pesar de que los resultados muestran la efectividad de las concentraciones aplicadas de hidrocoloides para mantener la turbidez en la fase superior, se observó en todas las bebidas la formación de una fase oleosa en forma floculada luego de la sedimentación durante el almacenamiento y en forma de agregados luego de la centrifugación, lo que demuestra que las concentraciones de gomas adicionadas no resultaron efectivas para estabilizar la emulsión, y esto se refleja en los valores obtenidos de potencial ζ. Benítez et al. (2007) reportan que es posible obtener valores relativamente altos de turbidez luego de la sedimentación a pesar que el potencial ζ tenga valores cercanos a cero. Este fenómeno se explica teniendo en cuenta que la turbidez, además de manifestar la estabilidad electrostática como una función de la energía de barrera, también puede ser atribuida a otras formas de estabilidad como son las fuerzas de hidratación, que se dan por la interacción entre las moléculas de agua y partículas coloidales hidrofílicas formando puentes de hidrogeno (Benítez et al., 2007; McClements, 1999; Sennet y Olivier, 1965).

Las dos fases principales fueron caracterizadas luego del proceso de centrifugación (Tabla 4-6 y Tabla 4-7). No se evidencia que las variables medidas en las fases, potencial ζ, viscosidad, densidad y tamaño de partícula varíen en función de la concentración de GX, CMC y AV (valor p>0,05), a excepción de la viscosidad del sobrenadante que demostró estar afectada por la concentración de GX y CMC (Anexo H). El modelo cuadrático resultó adecuado para explicar el comportamiento de la viscosidad a partir de las variables estudiadas (Tabla 4-8). La superficie de respuesta derivada (Figura 4-4) muestra un aumento de la viscosidad aparente de la fase superior a mayor concentración de GX y CMC, dado que esta fase corresponde la fase continua de la dispersión. Se ha encontrado





las gomas producen este efecto debido a que cuando se dispersan se dan interacciones estructurales con formación de agregados de alto peso molecular (Benchabane y Bekkour, 2008; García et al., 2000). Figura 4-4: Superficie de respuesta para la viscosidad de la fase 2

Tabla 4-6: Caracterización de la fase 1 (sedimento)

No. Potencial ζ

(mV) Viscosidad

(Pa.s) Densidad (g/cm3)

D [3,2] (µm) D [4,3] (µm)

T1 -15,30 14,66 1,3135 8,22 17,50

T2 -12,43 52,41 1,3551 8,39 13,90

T3 -14,33 27,75 0,9861 8,03 18,10

T4 -16,40 24,78 1,0593 8,16 32,50

T5 -16,83 15,56 1,4575 8,71 27,30

T6 -15,13 47,56 1,1955 8,01 17,10

T7 -15,80 32,29 0,9561 8,43 23,40

T8 -14,77 34,09 1,0091 9,54 28,60

T9 -15,07 44,69 1,3763 8,90 27,00

T10 -19,20 31,07 1,3706 8,96 19,80

T11 -19,47 27,99 1,1957 7,99 14,80

T12 -23,30 39,94 1,8200 8,20 15,10

T13 -19,37 27,75 1,7493 8,12 14,10

T14 -22,00 31,65 0,7515 8,15 14,50

T15 -22,60 36,73 1,8235 8,31 16,10

T16 -19,97 5,76 1,4517 8,24 16,00

T17 -18,57 32,29 1,7280 8,49 17,40

T18 -22,07 23,44 1,9426 8,32 16,20

Control -10,09 30,00 1,3752 10,00 25,40

Tabla 4-7: Caracterización de la fase 2 (sobrenadante)

Design-Expert® SoftwareFactor Coding: ActualV SOB (Pa.s)

0.06

0.01



0.025

0.035

0.045

0.055

0.065

0.0750.025

0.035

0.045

0.055

0.065

0.075

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

Vis

co

sid

ad

(P

a.s

)

B: GX (%) C: CMC (%)





No. Potencial Z

(mV) Viscosidad

(Pa.s) Densidad (g/cm3)

D [3,2] (µm) D [4,3] (µm)

T1 -29,63 0,0360 1,0152 0,0617 0,5930

T2 -28,50 0,0067 1,0023 0,0610 0,5460

T3 -27,90 0,0270 1,0226 0,0622 0,7570

T4 -28,53 0,0495 1,0310 0,0628 0,9030

T5 -27,70 0,0135 1,0162 0,0634 1,2600

T6 -28,60 0,0270 1,0180 0,0617 0,7430

T7 -27,07 0,0382 1,0255 0,0629 0,9110

T8 -27,33 0,0247 1,0329 0,0617 0,7350

T9 -27,77 0,0112 1,0008 0,0608 0,6240

T10 -30,90 0,0225 0,9772 0,0639 0,6610

T11 -32,73 0,0630 1,0080 0,0611 0,6650

T12 -35,60 0,0270 0,9795 0,0623 1,1300

T13 -33,20 0,0315 0,9782 0,0623 1,2400

T14 -32,07 0,0315 1,0569 0,0613 1,0200

T15 -34,00 0,0202 0,9818 0,0616 0,6630

T16 -33,27 0,0540 0,9906 0,0608 1,2500

T17 -30,73 0,0135 0,9850 0,0603 0,5490

T18 -33,43 0,0405 0,9888 0,0617 1,7900

Control -26,90 0,0045 1,1857 0,0561 0,3740

Tabla 4-8: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para la viscosidad de la fase 2

Coeficientes Viscosidad

β0 0.010271

β1 -0.002375*

β2 0.034276

β3 -0.035370

β11 -0.002710*

β12 0.112000*

β13 0.024000*

β22 3.356515

β23 3.160000*

β33 0.188676*

R2 0.9850

Falta de ajuste (Valor p) 0.8161*

Modelo (Valor p) 0,0001

*No significativo

Los valores de potencial ζ en el sedimento de las bebidas formuladas con gomas y AV (-12,43 mV a -23,3 mV) evidencian la inestabilidad de la fase, al igual que en la muestra control (-10,09 mV). Por el contrario, en el sobrenadante de las bebidas adicionadas con hidrocoloides se encontró estabilidad (-27,07 a -35,6 mV), principalmente en los





tratamientos No. 12, 15, 16 y 18, e igualmente una estabilidad ligera en el sobrenadante de la muestra control (-26,9 mV). La estabilidad de la suspensión de la fase superior es la razón por la cual se redujo la sedimentación de partículas, manteniendo la turbidez en esta fase de las bebidas.

La densidad del sedimento en la bebidas control se encuentra en el mismo rango encontrado para las bebidas con GX, CMC y AV (0,7515-1,9426 g/L), mientras que en el sobrenadante la densidad de las bebidas con gomas y AV fue ligeramente menor (0,9772-1,0569 g/L) respecto a la muestra control (1,1857 g/L). Esto podría estar relacionado con una variación en el volumen de la fase acuosa luego de la adición de gomas y AV.

El tamaño de partícula del sedimento, expresado en el diámetro D[3,2] (7,99-9,54 µm) y el D[4,3] (13,9-32,5 µm) de las bebidas formuladas con gomas y AV mostró valores inferiores que la bebida control que mostró diámetros de 10 µm y 25,4 µm, respectivamente, indicando mayor sedimentación de grandes partículas sin la presencia de hidrocoloides. Mientras que en el sobrenadante de las bebidas con hidrocoloides, el D[3,2] (0,0603-0,0639 µm) y el D[4,3] (0,5460-1,79 µm) fueron mayores que en la muestra control (0,0561 µm y 0,3740 µm) dado que se retuvieron más partículas de gran tamaño en suspensión. En cuanto a las dos fases, el tamaño de partícula del sedimento fue notablemente mayor que en el sobrenadante. Lo anterior se explica porque durante el proceso de sedimentación las partículas de mayor tamaño tienden a sedimentar más que las de tamaño inferior debido a su masa y la adición de hidrocoloides estabiliza un mayor número de estas partículas en la fase continua.

4.4.5 Color

La tabla 4-9 muestra los parámetros de color CIELab y la diferencia total de color (ΔE) determinados en las bebidas formuladas. Las concentraciones de gomas y AV no tuvieron efecto significativo sobre los parámetros de color CIELab de las bebidas (valor p>0,05).

Los valores del parámetro a* estuvieron en el rango -1,387 a -1,833 y los del parámetro b de 19,450 a 22,335, indicando que el color de las bebidas tiende hacia el amarillo y verde. Los valores de luminosidad variaron entre 70,103 y 73,383. Los parámetros a* y b* de las bebidas no presentaron diferencias considerables respecto al control, a diferencia de la luminosidad L* que presentó un incremento luego de la adición de hidrocoloides y AV, lo que podría ser causado por el color blanco característico de las gomas. Se ha encontrado que la CMC como estabilizante en jugos otorga una apariencia más clara y brillante (Somogyi, 1996). Los cambios en los parámetros de color también podrían estar asociados a la variación del tamaño de partícula por formación de agregados de mayor tamaño, lo que puede afectar el patrón de difracción (Keshtkaran et al., 2013). La diferencia total de color (ΔE) para las bebidas con adición de gmas y AV respecto a la bebida control estuvo en el rango 0,777 – 2,142, pero no fue significativo el efecto de la concentración de gomas y AV sobre este parámetro.





Tabla 4-9: Parámetros de color

No. L* a* b* ΔE

T1 72,003 ± 0,032 -1,747 ± 0,020 19,623 ± 0,015 1,059 ± 0,018

T2 70,963 ± 0,087 -1,833 ± 0,006 19,450 ± 0,042 2,142 ± 0,088

T3 71,717 ± 0,075 -1,717 ± 0,012 19,553 ± 0,020 1,075 ± 0,068

T4 71,167 ± 0,086 -1,670 ± 0,023 20,003 ± 0,139 1,185 ± 0,065

T5 70,483 ± 0,147 -1,713 ± 0,015 19,793 ± 0,070 1,552 ± 0,155

T6 70,953 ± 0,145 -1,707 ± 0,031 19,617 ± 0,081 1,439 ± 0,151

T7 70,363 ± 0,578 -1,733 ± 0,093 19,633 ± 0,436 2,007 ± 0,717

T8 70,437 ± 0,325 -1,703 ± 0,062 19,713 ± 0,146 1,571 ± 0,342

T9 70,610 ± 0,172 -1,627 ± 0,045 19,913 ± 0,133 1,212 ± 0,202

T10 70,103 ± 0,689 -1,743 ± 0,035 19,853 ± 0,614 2,056 ± 0,738

T11 71,543 ± 0,100 -1,700 ± 0,056 20,553 ± 0,166 1,752 ± 0,145

T12 72,897 ± 1,818 -1,387 ± 0,085 21,550 ± 0,833 1,185 ± 1,087

T13 73,110 ± 0,175 -1,530 ± 0,067 22,043 ± 0,165 1,077 ± 0,168

T14 73,383 ± 0,166 -1,507 ± 0,020 22,230 ± 0,148 0,777 ± 0,090

T15 72,373 ± 0,311 -1,633 ± 0,015 21,327 ± 0,110 1,000 ± 0,282

T16 71,450 ± 0,147 -1,710 ± 0,057 20,140 ± 0,151 1,841 ± 0,163

T17 73,187 ± 0,609 -1,477 ± 0,023 21,830 ± 0,366 1,035 ± 0,685

T18 73,610 ± 1,161 -1,500 ± 0,055 22,335 ± 0,437 1,291 ± 1,120

Control 47,107 ± 0,023 -1,620 ± 0,006 20,000 ± 0,061 -

4.4.6 Análisis sensorial

Los resultados de la evaluación sensorial en cuanto a la apariencia, color, aroma y sabor de las bebidas formuladas a partir de maíz dulce se presentan en la tabla 4-10. La concentración de GX y CMC influyó significativamente en la apariencia de bebidas (Anexo I). El ajuste al modelo cuadrático resultó significativo para esta variable, y los parámetros se muestran en la tabla 4-11.

La percepción de homogeneidad de la variable apariencia en las bebidas formuladas fue mayor con el incremento en la concentración de gomas como se observa en la superficie de respuesta (Figura 4-5). Las calificaciones otorgadas a este parámetro estuvieron entre 3,8/15 y 14,6/15, mientras que en la muestra control fue de 4,8. Esto se debe a que la propiedad se relacionó directamente con la presencia de sedimento o separación de fases en las bebidas, que disminuyó con la adición de gomas. Nwaokoro y Akanbi (2015) también encontraron diferencias significativas en la percepción del nivel de sedimentación, luego de la adición de GX y CMC en un jugo elaborado de tomate y zanahoria.





Tabla 4-10: Parámetros sensoriales

No. Apariencia Color Aroma Sabor

1 13,2 ± 2,6 12,8 ± 2,7 8,7 ± 2,7 9,0 ± 2,8

2 5,1 ± 2,5 11,0 ± 2,5 6,6 ± 0,1 6,6 ± 2,2

3 11,4 ± 2,4 13,0 ± 2,1 6,7 ± 0,8 8,8 ± 3,1

4 13,7 ± 0,9 13,2 ± 1,7 8,7 ± 1,6 9,8 ± 1,6

5 10,3 ± 4,3 12,8 ± 2,7 8,2 ± 2,5 8,4 ± 2,3

6 12,9 ± 2,7 13,2 ± 1,5 7,7 ± 1,5 8,0 ± 1,6

7 13,1 ± 2,7 13,1 ± 2,1 8,8 ± 2,8 10,0 ± 2,6

8 9,8 ± 2,3 12,9 ± 0,5 6,1 ± 2,2 6,6 ± 1,1

9 3,8 ± 1,7 12,8 ± 2,3 8,9 ± 1,9 9,8 ± 2,0

10 9,3 ± 1,5 11,8 ± 2,0 12,6 ± 1,9 10,5 ± 1,8

11 14,1 ± 2,2 13,6 ± 2,9 8,3 ± 1,7 8,5 ± 1,8

12 13,2 ± 1,9 9,8 ± 2,3 6,5 ± 2,1 7,0 ± 1,1

13 12,5 ± 2,3 13,0 ± 2,0 7,0 ± 1,0 7,3 ± 2,6

14 10,0 ± 2,4 13,5 ± 1,4 7,5 ± 1,6 7,8 ± 2,2

15 11,6 ± 1,4 10,4 ± 2,3 11,5 ± 1,4 11,6 ± 1,6

16 14,6 ± 0,9 10,5 ± 1,1 7,8 ± 1,8 6,0 ± 2,2

17 6,5 ± 2,2 14,0 ± 0,8 13,5 ± 1,2 9,5 ± 1,0

18 8,7 ± 1,3 9,5 ± 1,8 11,1 ± 2,5 12,6 ± 2,9

C 4,8 ± 0,5 14,1 ± 2,1 13,9 ± 2,6 13,3 ± 2,8

Figura 4-5: Superficie de respuesta para la apariencia

Design-Expert® SoftwareFactor Coding: ActualApariencia

14.6

3.8



0.025

0.035

0.045

0.055

0.065

0.0750.025

0.035

0.045

0.055

0.065

0.075

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

Ap

arie

nc

ia

B: GX (%) C: CMC (%)





Tabla 4-11: Coeficientes de ajuste al modelo cuadrático para la apariencia

Coeficientes Apariencia

β0 0,30078

β1 -4,50022*

β2 176,81719

β3 172,94301

β11 0,76696*

β12 93,00000*

β13 -21,00000*

β22 -1220,56586*

β23 -1020,00000*

β33 -287,18491*

R2 0,8933

Falta de ajuste (Valor-P) 0,6382

Modelo (valor P) 0,0048

*No significativo.

Las mejores calificaciones en cuanto a la apariencia fueron asignadas a los tratamientos No. 11 y No. 16, el primero corresponde al punto axial superior y el segundo al punto extremo superior de GX (0,092%) y concentraciones de 0,05% de CMC y 1% de AV. Estos fueron los únicos tratamientos que no presentaron sedimentación durante el estudio de separación de fases.

Por el contrario las propiedades sensoriales, color, aroma y sabor, no fueron afectadas significativamente por la concentración de gomas y AV. Además, las calificaciones obtenidas para estos parámetros fue mejor en la bebida control (Tabla 4-10), es decir, que el color, sabor y aroma fue más característico respecto a la pulpa fresca que en las bebidas con adición de gomas y AV. La calificación para el color de las bebidas adicionadas con gomas y AV fue de 9,5/15 a 13,5/15, un poco inferior a la muestra control que obtuvo 14,1/15. El efecto en la percepción de color está relacionado con el incremento de la opacidad en presencia de gomas, en algunos casos debido a partículas insolubles presentes o la incorporación de aire en la matriz alimentaria (Laaman, 2011). El sabor y aroma tuvieron mejor apreciación en la muestra control con puntajes de 13,9/15 y 13,3/15 respectivamente en comparación a las bebidas con gomas y AV que recibieron puntajes de 6,1/15 a 13,5/15 para el sabor y de 6,6/15 a 12,6/15 para el aroma, respectivamente. Se ha encontrado que la intensidad del sabor se puede ver disminuida debido al uso de gomas en alimentos, pero que la concentración de las mismas no provoca diferencias notables en esta propiedad sensorial (Abedi et al., 2012). En cuanto al aroma, Keshtkaran et al. (2013) tampoco reportan variaciones con la concentración de gomas. Aunque, Abedi et al., (2012) describen que con el incremento de la viscosidad la percepción del aroma decrece en un jugos lácteos de frambuesa formulados con pectina, CMC y goma kappa-carragenano. Posiblemente la alta viscosidad en las bebidas de maíz con gomas ocasionó





que obtuvieran una calificación inferior en cuanto a la muestra control que tiene una viscosidad más baja.

4.5 Conclusiones

Los rangos estudiados de concentración de GX, CMC y AV no permitieron evidenciar una variación estadísticamente significativa en las propiedades fisicoquímicas, parámetros de color, potencial zeta, tamaño de partícula, velocidad de sedimentación y absorbancia en las bebidas formuladas, solo en el índice de sedimentación. La inestabilidad física de las bebidas formuladas se evidenció en los valores de potencial z, y está asociada con los fenómenos de sedimentación y floculación. Se evidenció que la adición de hidrocoloides mejoró la estabilidad a la separación de fases por sedimentación de partículas en las bebidas de maíz, ya que disminuye el índice y la velocidad de sedimentación, evitándose completamente la separación de fases en dos tratamientos, el punto axial superior y punto axial extremo de GX, estos tratamientos y los que mostraron menor índice de sedimentación tienen concentraciones mayores a 0,05% de GX y CMC y 1-1,5% de AV pero este último factor no produjo variaciones significativas en la estabilidad. Sin embargo altas concentraciones de GX estarían contribuyendo al fenómeno de depleción-floculación, teniendo en cuenta que las bebidas, además de ser suspensiones se comportan como una emulsión debido a la fracción oleosa presente. El tamaño de partículas en las bebidas formuladas es muy alto para mantener la estabilidad. El cambio total de color de las bebidas no fue afectado por la adición de hidrocoloides, pero si es notable el aumento del parámetro de luminosidad. La concentración de GX y CMC solo tuvieron efecto en la evaluación sensorial de la apariencia, mostrándose la preferencia por las bebidas que no presentaron separación de fases durante el estudio de sedimentación. Por el contrario, el color, sabor y aroma fueron más característicos en la bebida sin adición de hidrocoloides y AV.

64 Conclusiones y recomendaciones

5. Conclusiones y recomendaciones

5.1 Conclusiones

Las propiedades fisicoquímicas (SST, pH, densidad y acidez titulable), parámetros de color (a*,b*, ∆E) y tamaño de partícula de las bebidas de maíz no mostraron una variación significativa con la concentración de GX, CMC y AV, aunque la adición de estos componentes aumentó la luminosidad respecto a la muestra sin tratamiento (L*).

La adición de componentes goma xantana, CMC y gel de aloe vera, modifican el comportamiento reológico de la bebida formulada pasando de dilatante a seudoplástico.

La viscosidad de las bebidas formuladas disminuye con la temperatura. La concentración de GX fue el único factor significativo en el comportamiento de esta variable a 10°C y sobre la energía de activación (Ea), donde para las bebidas formuladas la viscosidad es más estable a sufrir cambios con la temperatura, respecto a la bebida sin tratamiento.

Los ensayos reológicos, el estudio de separación de fases y el potencial ζ mostraron una ligera estabilidad en las bebidas de maíz dulce con la adición de GX, CMC y AV, lo que se

evidencia en el comportamiento de gel viscoelástico (tan <1,0) a bajas frecuencias (0,1Hz) y temperatura (10°C), la reducción en el índice y velocidad de sedimentación, aumento en la turbidez de la fase clarificada y una mejor apreciación sensorial de la apariencia (homogeneidad) respecto a la bebida sin componentes.

No se encontró variación en las propiedades sensoriales de las bebidas, color, sabor y aroma, a causa a los factores, mientras que sí influyeron en su apariencia debido a la separación de fases observada.

Los tratamientos más adecuados para lograr la estabilidad de la dispersión, reflejada en el comportamiento reológico, el grado repulsión electrostática, menor separación de fases y mejor aceptación sensorial fueron No. 1 (0,05% GX, 0,092% CMC y 1% AV) y No. 8 (0,05%GX y CMC y 1% AV), No. 11 (0,092%GX, 0,05%CMC y 1%AV) y No. 16 (0,075%GX y CMC y 1%AV). Luego, los tratamientos No. 8 y No. 16 podrían ser los más convenientes por emplear menor cantidad de gomas y mayor porcentaje del ingrediente funcional.

65 Conclusiones y recomendaciones

5.2 Recomendaciones

Para profundizar en el estudio de la estabilidad de las bebidas que se comportan como dispersiones coloidales, es importante complementar el estudio reológico pruebas de esfuerzo y recuperación (“Creep”).

Estudiar la adición de un agente tensoactivo que aporte a la estabilidad de la emulsión.

Evaluar otros métodos de homogenización (sistemas coloidales y altas presiones) para reducir el tamaño de partícula, ya que es un variable importante para mantener la estabilidad de la dispersión.

67 Anexos

A. Anexo: Análisis de varianza del coeficiente de consistencia K (10°C)

ANOVA for Response Surface Quadratic model

Analysis of variance table [Partial sum of squares - Type III]

Sum of Mean F p-value

Source Squares df Square Value Prob > F

Model 0.03681715 9 0.00409079 22.3645956 9.6304E-05 significant

A-Aloe vera 1.753E-05 1 1.753E-05 0.09583897 0.76479142

B-GX 0.03385797 1 0.03385797 185.103335 8.1919E-07

C-CMC 0.00029095 1 0.00029095 1.59066237 0.24276528

AB 8.405E-06 1 8.405E-06 0.04595059 0.83562866

AC 3.872E-05 1 3.872E-05 0.21168433 0.65769704

BC 0.00050245 1 0.00050245 2.74689394 0.13603211

A^2 0.0001174 1 0.0001174 0.6418478 0.44618236

B^2 0.00036931 1 0.00036931 2.01904263 0.19312055

C^2 0.00128581 1 0.00128581 7.02961091 0.02919498

Residual 0.00146331 8 0.00018291

Lack of Fit 0.00069566 5 0.00013913 0.5437254 0.74274735 not

significant

Pure Error 0.00076766 3 0.00025589

Cor Total 0.03828046 17

68 Anexos

B. Anexo: Análisis de varianza del factor de frecuencia (K0)





Model 5.337E-05 9 5.9299E-06 13.2731324 0.00065184 significant

A-Aloe vera 1.8317E-05 1 1.8317E-05 40.9990413 0.00020845

B-GX 1.2809E-05 1 1.2809E-05 28.670914 0.00068214

C-CMC 2.0657E-06 1 2.0657E-06 4.62378099 0.0637457

AB 9.8977E-06 1 9.8977E-06 22.1542771 0.00152791

AC 1.727E-06 1 1.727E-06 3.86567862 0.08484962

BC 2.3399E-06 1 2.3399E-06 5.23744046 0.05138138

A^2 5.5506E-06 1 5.5506E-06 12.4239929 0.00779137

B^2 1.2831E-06 1 1.2831E-06 2.87192463 0.12858467

C^2 1.8812E-08 1 1.8812E-08 0.0421081 0.84253894

Residual 3.5741E-06 8 4.4676E-07

Lack of Fit 3.2122E-06 5 6.4244E-07 5.32538694 0.0996158 not

significant

Pure Error 3.6191E-07 3 1.2064E-07

Cor Total 5.6944E-05 17

69 Anexos

C. Anexo: Análisis de varianza del índice de flujo n

C1. ANOVA para el índice de flujo a 10°C





A:Aloe 1.7521E-05 1 1.7521E-05 0 0.9879

B:GX 0.0504336 1 0.0504336 0.7 0.4267

C:CMC 0.0948898 1 0.0948898 1.32 0.2839

AA 0.0484362 1 0.0484362 0.67 0.4356

AB 8.405E-06 1 8.405E-06 0 0.9916

AC 0.00003872 1 0.00003872 0 0.9821

BB 0.1402 1 0.1402 1.95 0.2002

BC 0.00050245 1 0.00050245 0.01 0.9354

CC 0.0246164 1 0.0246164 0.34 0.5747

Lack of Fit 0.574676 5 0.114935 449.94 0.0002 Significant

Pure Error 0.575443 8 0.0719303

Cor Total 0.972991 17

70 Anexos






A:Aloe 0.00257389 1 0.00257389 0.24 0.6374

B:GX 0.134526 1 0.134526 12.54 0.0076

C:CMC 5.6624E-05 1 5.6624E-05 0.01 0.9439

AA 0.0198668 1 0.0198668 1.85 0.2107

AB 0.00050086 1 0.00050086 0.05 0.8343

AC 7.6261E-05 1 7.6261E-05 0.01 0.9349

BB 0.00082866 1 0.00082866 0.08 0.7881

BC 0.00100128 1 0.00100128 0.09 0.7678

CC 0.00675101 1 0.00675101 0.63 0.4505

Lack of Fit 0.00052854 5 0.00010571 0 1 No

significant

Pure Error 0.085825 8 0.0107281

Cor Total 0.247429 17






A:Aloe 0.00238116 1 0.00238116 10.59 0.0116

B:GX 0.150526 1 0.150526 669.67 0.0000

C:CMC 0.00016495 1 0.00016495 0.73 0.4166

AA 0.00103476 1 0.00103476 4.6 0.0642

AB 0.00069751 1 0.00069751 3.1 0.1162

AC 0.00112101 1 0.00112101 4.99 0.056

BB 0.00575263 1 0.00575263 25.59 0.001

BC 5.2813E-06 1 5.2813E-06 0.02 0.882

CC 0.00039813 1 0.00039813 1.77 0.2199

Lack of Fit 0.00166393 5 0.00033279 7.43 0.0647 No

significant

Pure Error 0.00179821 8 0.00022478

Cor Total 0.165027 17

71 Anexos



Analysis of variance table [Partial sum of squares - Type III



A-Aloe vera 0.00807703 1 0.00807703 34.1985585 0.00038367

B-GX 0.16814145 1 0.16814145 711.919233 4.1882E-09

C-CMC 5.0175E-05 1 5.0175E-05 0.21244387 0.65713007

AB 0.00030135 1 0.00030135 1.27593612 0.2913848

AC 4.3711E-05 1 4.3711E-05 0.1850756 0.67840141

BC 0.00138075 1 0.00138075 5.84616918 0.0419884

A^2 0.00103153 1 0.00103153 4.36756642 0.07003197

B^2 0.00731293 1 0.00731293 30.9632899 0.00053188

C^2 0.00074509 1 0.00074509 3.15475175 0.11361366

Lack of Fit 0.00150656 5 0.00030131 2.36083438 0.25534338 not

significant

Pure Error 0.00038289 3 0.00012763

Cor Total 0.1901656 17






A:Aloe 0.00581766 1 0.00581766 5.04 0.0549

B:GX 0.217864 1 0.217864 188.83 0

C:CMC 0.00040794 1 0.00040794 0.35 0.5685

AA 0.00094406 1 0.00094406 0.82 0.3921

AB 0.00233928 1 0.00233928 2.03 0.1923

AC 0.00049613 1 0.00049613 0.43 0.5304

BB 0.00463883 1 0.00463883 4.02 0.0799

BC 0.00012641 1 0.00012641 0.11 0.7491

CC 0.00075937 1 0.00075937 0.66 0.4407

Lack of Fit 0.00806371 5 0.00161274 4.15 0.1355 not

significant

Pure Error 0.00922982 8 0.00115373

Cor Total 0.243516 17

72 Anexos

D. Anexo: Análisis de varianza de la Tangente de pérdida (10°C)





Model 1.13517636 9 0.12613071 0.74546825 0.66611555 not

significant

A-Aloe vera 0.49256592 1 0.49256592 2.91120432 0.12635631

B-GX 0.04661268 1 0.04661268 0.27549416 0.61390018

C-CMC 0.13529943 1 0.13529943 0.79965801 0.39730015

AB 0.11829248 1 0.11829248 0.69914211 0.42733898

AC 0.05896178 1 0.05896178 0.34848084 0.57126873

BC 0.01450105 1 0.01450105 0.08570529 0.77715930

A^2 0.12917392 1 0.12917392 0.76345448 0.40771203

B^2 0.01678225 1 0.01678225 0.09918784 0.76086425

C^2 0.11426517 1 0.11426517 0.67533956 0.43500210

Residual 1.35357294 8 0.16919662

Lack of Fit 1.33274225 5 0.26654845 38.3878521 0.00639251 significant

Pure Error 0.02083069 3 0.00694356

Cor Total 2.4887493 17

73 Anexos

E. Anexo: Análisis de varianza del potencial zeta





Model 14.7438824 9 1.63820915 0.50184795 0.83772563 not

significant

A-Aloe vera 0.02284813 1 0.02284813 0.00699928 0.935381

B-GX 3.30433246 1 3.30433246 1.0122471 0.34382294

C-CMC 0.31100091 1 0.31100091 0.09527182 0.76546399

AB 4.03280000 1 4.03280000 1.23540538 0.29864291

AC 0.21780000 1 0.21780000 0.06672071 0.80269377

BC 1.98005000 1 1.98005000 0.60656726 0.45849872

A^2 3.10212038 1 3.10212038 0.95030158 0.3581938

B^2 0.47950503 1 0.47950503 0.14689126 0.71150782

C^2 2.77880905 1 2.77880905 0.85125859 0.38317915

Residual 26.1148287 8 3.26435359

Lack of Fit 20.6998287 5 4.13996575 2.29360983 0.26303853 not

significant

Pure Error 5.415 3 1.805

Cor Total 40.8587111 17

74 Anexos

F. Anexo: Análisis de varianza de la velocidad de sedimentación





Model 0.06530160 9 0.00725573 2.07118106 0.15922584 not

significant

A-Aloe vera 0.00873524 1 0.00873524 2.49351365 0.15296985

B-GX 0.00842176 1 0.00842176 2.40402693 0.15962022

C-CMC 0.01212576 1 0.01212576 3.46135018 0.09985844

AB 0.00934003 1 0.00934003 2.66615192 0.14114669

AC 0.01050193 1 0.01050193 2.99782261 0.12161897

BC 0.01103504 1 0.01103504 3.14999967 0.11384577

A^2 0.00055050 1 0.0005505 0.15714153 0.70216572

B^2 0.00027685 1 0.00027685 0.07902794 0.78575295

C^2 0.00506519 1 0.00506519 1.4458811 0.26356941

Residual 0.02802549 8 0.00350319

Lack of Fit 0.02802501 5 0.005605 34797.0134 2.4309E-07 significant

Pure Error 4.8323E-07 3 1.6108E-07

Cor Total 0.09332710 17

75 Anexos

G. Anexo: Análisis de varianza del índice de sedimentación en el equilibrio (ISeq)





Model 10450.0621 9 1161.11801 14.1416714 0.00051922 significant

A-Aloe vera 3.97179081 1 3.97179081 0.04837386 0.83142597

B-GX 5549.48601 1 5549.48601 67.5891742 3.5863E-05

C-CMC 4289.29029 1 4289.29029 52.2408 8.9978E-05

AB 19.9080500 1 19.9080500 0.24246726 0.63565787

AC 21.0600500 1 21.0600500 0.25649788 0.62619623

BC 38.6320500 1 38.6320500 0.47051355 0.51213605

A^2 98.5050019 1 98.5050019 1.19972764 0.30525263

B^2 117.131434 1 117.131434 1.42658561 0.26653106

C^2 241.432961 1 241.432961 2.94049835 0.12472743

Residual 656.849098 8 82.1061372

Lack of Fit 333.699098 5 66.7398195 0.61958675 0.70190072 not

significant

Pure Error 323.150000 3 107.716667

Cor Total 11106.9112 17

76 Anexos

H. Anexo: Análisis de varianza de la viscosidad de la fase 2





Model 0.00385253 9 0.00042806 58.465545 2.4244E-06 significant

A-Aloe vera 3.3858E-06 1 3.3858E-06 0.46244874 0.51567437

B-GX 0.00349536 1 0.00349536 477.406989 2.0308E-08

C-CMC 0.00023378 1 0.00023378 31.930615 0.00048102

AB 0.00001568 1 0.00001568 2.14162046 0.18150182

AC 7.2E-07 1 7.2E-07 0.09833971 0.76185179

BC 3.1205E-05 1 3.1205E-05 4.26207056 0.07285142

A^2 5.8073E-06 1 5.8073E-06 0.7931757 0.39913273

B^2 5.5667E-05 1 5.5667E-05 7.60318517 0.02477455

C^2 1.759E-07 1 1.759E-07 0.02402455 0.88066176

Residual 5.8572E-05 8 7.3216E-06

Lack of Fit 2.4005E-05 5 4.801E-06 0.41666253 0.81611785 not

significant

Pure Error 3.4568E-05 3 1.1523E-05

Cor Total 0.0039111 17

77 Anexos

I. Anexo: Análisis de varianza de la apariencia





Model 149.508615 9 16.6120684 7.44460721 0.00477021 significant

A-Aloe vera 1.37109864 1 1.37109864 0.61445033 0.4556965

B-GX 79.9149077 1 79.9149077 35.8134270 0.00032906

C-CMC 44.5245938 1 44.5245938 19.9534522 0.00209174

AB 10.8112500 1 10.8112500 4.84500231 0.05888944

AC 0.55125000 1 0.5512500 0.24703966 0.63253709

BC 3.25125000 1 3.2512500 1.45702983 0.26187951

A^2 0.46503917 1 0.46503917 0.20840475 0.66015962

B^2 7.36112740 1 7.36112740 3.29884882 0.10685995

C^2 0.40751644 1 0.40751644 0.18262625 0.6803957

Residual 17.8513847 8 2.23142308

Lack of Fit 9.91138466 5 1.98227693 0.74897113 0.63817574 not

significant

Pure Error 7.94000000 3 2.64666667

Cor Total 167.360000 17

78 Anexos

J. Anexo: Formato de evaluación sensorial de bebidas formuladas a partir de maíz dulce

79 Bibliografía

Bibliografía

Abbasi, S., y Mohammadi, S. (2013). Stabilization of milk–orange juice mixture using Persian gum: Efficiency and mechanism. Food Bioscience, 2, 53–60.

Abedi, F., Sani, A. M., y Karazhiyan, H. (2012). Effect of some hydrocolloids blend on viscosity and sensory properties of raspberry juice milk. Journal of Food Science and Technology, 51(9), 2246–2250.

Adamson, A. W. (1990). Physical Chemistry of Surfaces (5th ed.). New York: Wiley.

Ahmed, J. (2014). Effect of particle size and temperature on rheology and creepbehavior of barley B-d-glucan concentrate dough. Carbohydrate Polymers, 111, 89–100.

Ahmed, J., Ramaswamy, H. S., y Sashidhar, K. C. (2007). Rheological characteristics of tamarind (Tamarindus indica L.) juice concentrates. LWT, 40, 225–231.

Akkarachaneeyakorn, S., y Tinrat, S. (2015). Effects of types and amounts of stabilizers on physical and sensory characteristics of cloudy ready-to-drink mulberry fruit juice. Food Science y Nutrition, 3(3), 213–220.

AOAC. (2005). Official Methods of Analysis. (W. Horwitz y J. George W. Latimer, Eds.) (18th ed.). Gaithersburg: AOAC International.

Astolfi, Z., Telis, V., Oliveira, E., Coimbrac, J., y Telis, J. (2011). Rheology and fluid dynamics properties of sugarcane juice. Biochemical Engineering Journal, 53, 260–265.

Astolfi-Filho, Z., Nicoletti, V., Basilio, E., Coimbra, J., y Telis-Romero, J. (2011). Rheology and fluid dynamics properties of sugarcane juice. Biochemical Engineering Journal, 53, 260–265.

Augusto, P. E. ., Ibarz, A., y Cristianini, M. (2013). Effect of high pressure homogenization (HPH) on the rheological properties of tomato juice: Creep and recovery behaviours. Food Research International, 54, 169–176.

Augusto, P., Falguera, V., Cristianini, M., y Ibarz, A. (2011). Viscoelastic properties of tomato juice. Procedia Food Science, 1, 589 – 593.

Augusto, P., Ibarz, A., y Cristianini, M. (2013). Effect of high pressure homogenization (HPH) on the rheological properties of tomato juice: Creep and recovery behaviours. Food Research International, 54, 169–176.

Azarikia, F., y Abbasi, S. (2010). On the stabilization mechanism of Doogh (Iranian yoghurt drink) by gum tragacanth. Food Hydrocolloids, 24, 358–363.

80 Bibliografía

Baccouche, A., Ennouri, M., Felfoul, I., y Attia, H. (2013). A physical stability study of whey-based prickly pear beverages. Food Hydrocolloids, 33, 234–244.

Becher, P. (2001). Emulsions: Theory and Practice (3rd ed.). Washington: American Chemical Society.

Benchabane, A., y Bekkour, K. (2008). Rheological properties of carboxymethyl cellulose (CMC) solutions. Colloid Polymer Science, 286, 1173–1180.

Benítez, E. I., Genovese, D. B., y Lozano, J. E. (2007). Effect of pH and ionic strength on apple juice turbidity: Application of the extended DLVO theory. Food Hydrocolloids, 21, 100–109.

Betoret, E., Betoret, N., Carbonell, J. V., y Fito, P. (2009). Effects of pressure homogenization on particle size and the functional properties of citrus juices. Journal of Food Engineering, 92, 18–23.

Bezerra, C., da Silva, L., da Costa, R., Mattietto, R., y Rodriguez, A. (2013). Comportamento reológico de suco misto elaborado com frutas tropicais. Brazilian Journal of Food Technology, 16(2), 155–162.

Biswal, D., y Singh, R. (2004). Characterisation of carboxymethyl cellulose and polyacrylamide graft copolymer. Carbohydrate Polymers, 57, 379–387.

Borda, M. (2011). Formulación de una base para aderezo de ensaladas con características de alimento funcional. (Tesis de Maestría). Universidad Tecnológica Nacional, Buenos Aires.

Borwankar, R. P., Lobo, L. A., y Wasan, D. T. (1992). Emulsion Stability - Kinetics of Flocculation and Coalescence. Colloids Surfaces, 69, 135–146.

Bozzi, A., Perrin, C., Austin, S., y Arce, F. (2006). Quality and authenticity of commercial aloe vera gel powders. Food Chemistry, 103, 22–30.

Bradley, P. R. (1992). Aloe vera. En Bradley P. R. (Ed.), British Herbal Compendium (pp. 199–203). Bournemouth: British Herbal Medicine Association.

Braga, A., Rodrigues, A., da Silva, L., y Araújo, L. (2013). Avaliação da influência da temperatura e do tratamento enzimático no comportamento reológico do suco de abacaxi pérola (Ananas comosus L. Merr.). Rev. Bras. Frutic., Jaboticabal - SP, 35(1), 226–237.

Buffo, R. A., y Reineccius, G. A. (2000). Beverage emulsions and the utilization of gum acacia as emulsifier/stabilizer. Perfumer and Flavorist, 25, 24–44.

Calzada, A., y Pedroza, A. (2005). Evaluación fisicoquímica del gel y jugo de la hoja de sábila (A. Barbadensis) en diferentes prácticas de manejo. Revista Chapingo - Serie Zona Áridas, 4(2), 93–101.

Carbonell, J. V., Navarro, J. L., Izquierdo, L., y Sentandreu, E. (2013). Influence of high pressure homogenization and pulp reduction on residual pectinmethylesterase activity, cloud stability and acceptability of Lane Late orange juice: A study to obtain high quality orange juice with extended shelf life. Journal of Food Engineering, 119, 696–700.

81 Bibliografía

Chaikham, P., y Apichartsrangkoon, A. (2012). Comparison of dynamic viscoelastic and physicochemical properties of pressurised and pasteurised longan juices with xanthan addition. Food Chemistry, 134, 2194–2200.

Chaplin, M. (2014). Carboxymethylcellulose (CMC). UK: England y Wales License. http://web.archive.org/web/20140915065424/http://www1.lsbu.ac.uk/water/hycmc.html

Chatterjee, S., Chatterjee, S., Chatterjee, B. P., y Guha, A. K. (2004). Clarification of fruit juice with chitosan. Process Biochemistry, 39, 2229–2232.

Chin, N. L., Chan, S. M., Yusof, Y. A., Chuah, T. G., y Talib, R. A. (2009). Modelling of rheological behaviour of pummelo juice concentrates using master-curve. Journal of Food Engineering, 93, 134–140.

Cho, H. M., y Yoo, B. (2015). Rheological Characteristics of Cold Thickened Beverages Containing Xanthan GumeBased Food Thickeners Used for Dysphagia Diets. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics, 115(1), 106–111.

Chocano, A. (n.d.). Hidrocoloides alimentarios. Recopilación tecnológica de agentes de textura y sus aplicaciones. Retrieved January 10, 2015, from http://www.chefuri.net/usuarios/download/recopilacion/recopilacion2.pdf

Cortés, M., Chiralt, A., y Puente, L. (2005). Alimentos funcionales: Una historia con mucho presente y futuro. Vitae, 12(1), 5–14.

Da Silva, J. A. L., Goncalves, M. P., y Rao, M. A. (1992). Rheological properties of high metoxy pectin and locust bean gum solutions in steady shear. Journal of Food Science, 57, 443–448.

Da Silva, J. A. L., y Rao, M. A. (1992). Viscolastic properties of food hydrocolloids dispersions. En Rao M. A. y Steffe J. F. (Eds.), Viscolastic properties of foods (pp. 285-315). London: Elsevier Applied Science.

DANE. (2011). Resultados Encuesta Nacional Agropecuaria ENA 2011. Bogotá.

Dark, M., Verma, R. C., y Sharma, G. P. (2006). Flow characteristics of juice of “Totapuri” mangoes. Journal of Food Engineering, 76, 557–561.

Day, L., Xu, M., Oiseth, S. K., Lundin, L., y Hemar, Y. (2010). Dynamic rheological properties of plant cell-wall particle dispersions. Colloids and Surfaces B Biointerfaces, 81(2), 451–467.

Delmonte, M. L., Rincón, F., Pinto, G. L., y Guerrero, R. (2006). Behavior of the gum from Enterolobium cyclocarpum in the preparation peach nectar. Revista Técnica de La Facultad de Ingeniería - Universidad Del Zulia, 29(1), 23 – 28.

Dickinson, E. (1992). An introduction to food colloids. UK: Oxford University Press.

Dickinson, E. (2009). Hydrocolloids as emulsifiers and emulsion stabilizers. Food Hydrocolloids, 23, 1473–1482.

Dickinson, E., Semenova, M. G., Antipova, A. S., y Pelan, E. G. (1998). Effect of high- methoxy pectin on properties of casein-stabilized emulsions. Food Hydrocolloids, 12, 425–432.

82 Bibliografía

Dickinson, E., y Woskett, C. C. (1989). Competitive adsorption between proteins and small-molecule surfactants in food emulsions. En R. D. Bee, P. Richmond, y J. Mingins (Eds.), Food Colloids. London: Royal Society of Chemistry.

Dogan, H., y Kokini, J. L. (2007). Rheological Properties of Foods. En D. R. Heldman y D. B. Lund (Eds.), Handbook of food engineering (2nd ed., pp. 2–115). Boca Raton: CRC Press.

Drago, M., López, M., y Sainz, T. (2006). Componentes bioactivos de alimentos funcionales de origen vegetal. Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas, 37(4), 58–68.

Elbandy, M. A., Abed, S. M., Gad, S. S., y Abdel, F. M. (2014). Aloe vera gel as a functional ingredient and natural preservative in mango nectar. World Journal of Dairy y Food Sciences, 9(2), 191–203.

Eshun, K., y He, Q. (2004). Aloe vera: A valuable ingredient for the food, pharmaceutical and cosmetic industries – A review. Journal of Food Science and Nutrition, 4(44), 91–96.

Falguera, V., y Ibarz, A. (2014). Juice Processing : Quality, Safety and Value-Added Opportunities. (V. Falguera y A. Ibarz, Eds.). Boca Raton, FL: CRC Press.

Fasolin, L., y Cunha, R. (2012). Soursop juice stabilized with soy fractions: a rheologial approach. Ciência E Tecnologia de Alimentos, 32(2), 558–567.

FENALCE. (2010). El cultivo del maíz, historia e importancia. El Cerealista, 10–19. Recuperado de http://www.fenalce.org/arch_public/maiz93.pdf

FENALCE. (2014). Indicadores cerealistas. Bogotá. Recuperado de http://www.fenalce.org/nueva/plantillas/arch_down_load/Ind._Cerealista_2014A.pdf

Ferguson, J., y Kemblowski, Z. (1991). Applied Fluid Rheology. London: Elsevier Applied Science.

Fischer, P., Pollard, M., Erni, P., Marti, I., y Padar, S. (2009). Rheological approaches to food systems. Comptes Rendus Physique, 10(8), 740–750.

Foster, B. C., Arnason, J. T., y Briggs, C. J. (2005). Natural health products and drug disposition. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 45, 203–226.

Gallegos, C., Franco, J. M., y Partal, P. (2004). Rheology of food dispersions. Rheology Reviews, 1, 19–65.

García, F., Santosa, V. E., Casas, J. A., y Gómez, E. (2000). Xanthan gum: production, recovery, and properties. Biotechnology Advances, 18, 549–579.

Gasperlin, M., Tusar, L., Tusar, M., Kristl, J., y Smid-Korbar, J. (1998). Lipophilic semisolid emulsion systems: viscoelastic behaviour and prediction of physical stability by neural network modelling. International Journal of Pharmaceutics, 168, 243–254.

Genovese, D. B., y Lozano, J. E. (2001). The effect of hydrocolloids on the stability and viscosity of cloudy apple juices. Food Hydrocolloids, 15, 1–7.

83 Bibliografía

Genovese, D. B., y Lozano, J. E. (2006). Contribution of colloidal forces to the viscosity and stability of cloudy apple juice. Food Hydrocolloids, 20(6), 767–773.

Genovese, D. B., Lozano, J. E., y Rao, M. A. (2007). The rheology of colloidal and non colloidal food dispersions. Journal of Food Science, 72(2), 11–20.

Genovese, D. E., Benitez, E., y Lozano, J. (2008). Effect of pH and ionic strength on apple juice turbidity: Application of the extended DLVO theory. Food Hydrocolloids, 21, 100–109.

Ghafoor, K., Jung, J. E., y Choi, Y. H. (2008). Effects of Gellan, Xanthan, and λ-Carrageenan on Ellagic Acid Sedimentation, Viscosity, and Turbidity of “Campbell Early” Grape Juice. Food Science and Biotechnology, 17(1), 80–84.

Gharibzahedi, S. M. T., Mousavi, S. M., Hamedi, M., y Ghasemlou, M. (2012). Response surface modeling for optimization of formulation variables and physical stability assessment of walnut oil-in-water beverage emulsions. Food Hydrocolloids, 26, 293–301.

Giupponi, G., y Pagonabarraga, I. (2011). Determination of the zeta potential for highly charged colloidal suspensions. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 369, 2546–2554.

Gómez, M. (2010). Desarrollo y evaluación de estrategías análiticas para la caracterización de compuestos bioactivos en alimentos funcionales. (Tesis de Doctorado). Universidad de Granada, Granada.

Gowda, D. C., Neelisiddaiah, B., y Anjaneyalu, Y. V. (1979). Structural studies of polysaccharides from Aloe vera. Carbohydrate Research, 72, 201–205.

Grãtao, A. C. A., Silveira, V., y Telis, J. (2007). Laminar flow of soursop juice through concentric annuli: Friction factors and rheology. Journal of Food Engineering, 78, 1343–1354.

Gregory, J. (1993). Stability and Flocculation of Suspensions. En Shamlou P. A. (Ed.), Processing of Solid-Liquid Suspensions (pp. 59–92). Boston: Butterworth-Heinemann.

Grigelmo, N., Ibarz, A., y Martín, O. (1999). Rheology of peach dietary fibre suspensions. Journal of Food Engineering, 39, 91–99.

Haminuik, C. W. I., Sierakowski, M. R., Vidal, J. R. M. B., y Masson, M. L. (2006). Influence of temperature on the rheological behaviour of whole araca pulp (Psidium cattleianum sabine). Food Science and Technology, 39, 426–430.

Hamzah, H. (2008). Effect of different combination of stabilisers on the physical properties of pink guava juice. (Tesis de Bachelor of Science (Hons.)) Universiti Teknologi MARA, Shah Alam.

He, Q., Changhong, L., Kojo, E., y Tian, Z. (2005). Quality and safety assurance in the processing of Aloe vera gel juice. Food Control, 16, 95–104.

Heldman, D. R., y Lund, D. B. (Eds.). (2007). Handbook of Food Engineering (2nd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press.

84 Bibliografía

Hemar, Y., Tamehana, M., Munro, P. A., y Singh, H. (2001). Viscosity, microstructure and phase behavior of aqueous mixtures of commercial milk protein products and xanthan gum. Food Hydrocolloids, 15, 565–574.

Hiemenz, P., y Rajagopalan, R. (1997). Principles of Colloid and Surface Chemistry (3rd ed.). New York: Dekker.

Homayoonfal, M., y Mousavi, F. K. M. (2015). Modelling and optimising of physicochemical features of walnut-oil beverage emulsions by implementation of response surface methodology: Effect of preparation conditions on emulsion stability. Food Chemistry, 174, 649–659.

Hoseney, R. C., y Faubion, J. M. (1992). Physical properties of cereal grains. En Sauer D. B. (Ed.), Storage of cereal grains and their products (pp. 1-38). St. Paul MN: Am. Assoc. Cereal Chem.

Huang, X., Kakuda, Y., y Cui, W. (2001). Hydrocolloids in emulsions: particle size distribution and interfacial activity. Food Hydrocolloids, 15, 533–542.

Hyun, K., Wilhelm, M., Klein, C. O., Cho, K. S., Namd, J. G., Ahn, K. H., McKinley, G. H. (2011). A review of nonlinear oscillatory shear tests: Analysis and application of large amplitude oscillatory shear (LAOS). Progress in Polymer Science, 36(12), 1697–1753.

Ibarz, A., y Barbosa, G. V. (2003). Unit Operations in Food Engineering. Boca Raton, FL: CRC Press.

Ibrahim, G., Hassan, I., Abd-Elrashid, A., El-Massry, K., Eh-Ghorab, A., Ramadan, M., y Osman, F. (2011). Effect of clouding agents on the quality of apple juice during storage. Food Hydrocolloids, 25, 91–97.

Israelachvili, J. N. (1992). Intermolecular and Surface Forces (2nd ed.). New York: Academic Press.

Janhøj, T., Frøst, M. B., y Ipsen, R. (2008). Sensory and rheological characterization of acidified milk drinks. Food Hydrocolloids, 22, 798–806.

Javed, S., y Rahman, A. (2014). Aloe Vera Gel. En Rahman, A. (Ed.), Aloe Vera Gel in Food, Health Products, and Cosmetics Industry (pp. 261–285). Elsevier.

Jillavenkatesa, A., Dapkunas, S. J., y Lin-Sien, L. (2001). Particle Size Characterization. NIST, Special Pu, 960–961.

Karaman, S., Yilmaz, M., Cankurt, H., Kayacier, A., y Sagdic, O. (2012). Linear creep and recovery analysis of ketchup cheese mixtures using mechanical simulation models as a function of temperature and concentration. Food Research International, 48, 507–519.

Katzbauer, B. (1998). Properties and applications of xanthan gum. Polymer Degradation and Stability, 59(1-3), 81–84.

Kaya, A., y Sözer, N. (2005). Rheological behaviour of sour pomegranate juice concentrates (Punica granatum L.). International Journal of Food Science and Technology, 40(2), 223–227.

85 Bibliografía

Keshtkaran, M., Mohammadifar, M. A., Asadi, G. H., Nejad, R. A., y Balaghi, S. (2013). Effect of gum tragacanth on rheological and physical properties of a flavored milk drink made with date syrup. Journal of Dairy Science, 96(8), 4794–803.

Kiani, H., Mousavi, M. E., Razavi, H., y Morris, E. R. (2010). Effect of gellan, alone and in combination with high-methoxy pectin, on the structure and stability of doogh, a yogurt-based Iranian drink. Food Hydrocolloids, 24, 744–754.

Klein, O. C., Spiess, H. W., Calin, A., Balan, C., y Wilhelm, M. (2007). Separation of the nonlinear oscillatory response into a superposition of linear, strain hardening, strain softening, and wall slip response. Macromolecules, 40, 4250–4259.

Koksoy, A., y Kilic, M. (2004). Use of hydrocolloids in textural stabilization of a yoghurt drink, ayran. Food Hydrocolloids, 18, 593–600.

Koyama, M., y Kitamura, U. (2014). Development of a new rice beverage by improving the physical stability of rice slurry. Journal of Food Engineering, 131, 89–95.

Kubo, M., Kaneiwa, T., Augusto, P. E. ., y Cristianini, M. (2013). Effect of high pressure homogenization (HPH) on the physical stability of tomato juice. Food Research International, 51, 170–179.

Kuentz, M., y Röthlisberger, D. (2003). Rapid assessment of sedimentation stability in dispersions using near infrared transmission measurements during centrifugation and oscillatory rheology. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 56, 355–361.

Laaman, T. R. (2011). Hydrocolloids: Fifteen Practical Tips. En Laaman T. R. (Ed.), Hydrocolloids in Food Processing (pp. 1–17). Iowa: Blackwell Publishing, Ltd. and Institute of Food Technologists.

Lad, V. N., y Murthy, Z. V. . (2013). Rheology of Aloe barbadensis Miller: A naturally available material of high therapeutic and nutrient value for food applications. Journal of Food Engineering, 115, 279–284.

Langendorff, V., Cuvelier, G., Launay, B., y Parker, A. (1997). Gelation and flocculation of casein micelle/carrageenan mixtures. Food Hydrocolloids, 11, 35–40.

Lawrence, S. G. (1981). Dispersion of Powders in Liquids. (Parfitt G. D., Ed.). London: Applied Science Publishers.

Lee, H. C., y Brant, D. A. (2002a). Rheology of concentrated isotropic and anisotropic xanthan solutions. 1. A rod like low molecular weight sample. Macromolecules, 35, 2212–2222.

Lee, H. C., y Brant, D. A. (2002b). Rheology of concentrated isotropic and anisotropic xanthan solutions. 2. A semiflexible wormlike intermediate molecular weight sample. Macromolecules, 35, 2223–2234.

Leiberman, H. A., Reige, M. M., y Banker, G. S. (1989). Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems, Vol. 2. New York: Marcel Dekker.

Li, J.-M., y Nie, S.-P. (2015). The functional and nutritional aspects of hydrocolloids in foods. Food Hydrocolloids, 53, 1–16.

86 Bibliografía

Liang, C., Xiaosong, H., Yuanying, N., Jihong, W., Fang, C., y Xiaojun, L. (2006). Effect of hydrocolloids on pulp sediment, white sediment, turbidity and viscosity of reconstituted carrot juice. Food Hydrocolloids, 20, 1190–1197.

Lins, A. C. de A., Cavalcanti, D. T. de B., Azoubel, P. M., Mélo, E. de A., y Maciel, M. I. S. (2014). Effect of hydrocolloids on the physicochemical characteristics of yellow mombin structured fruit. Food Science and Technology, 34(3), 456–463.

López, C. (2011). Xantanos biopoliméricos: propiedades reológicas y aplicaciones. Cienciacierta, 25. Recuperado de http://www.posgradoeinvestigacion.uadec.mx/ CienciaCierta/CC25/13xantanos.html

Luchsinger, A., y Camilo, F. (2008a). Cultivares de maiz dulce y su comportamiento frente a distintas fechas de siembra en la VI región. IDESIA, 26(2), 45–52.

Luchsinger, A., y Camilo, F. (2008b). Rendimiento de maíz dulce y contenido de sólidos solubles. IDESIA, 26(3), 21–29.

MADR. (2012). Maíz: Competitividad y Seguridad Alimentaria. Monteria. Recuperado de https://www.minagricultura.gov.co/noticias

Magerramov, M., Abdulagatov, A., Azizov, N. D., y Abdulagatov, I. M. (2007). Effect of temperature, concentration, and pressure on the viscosity of pomegranate and pear juice concentrates. Journal of Food Engineering, 80, 476–489.

Maroziene, A., y DeKruif, C. G. (2000). Interaction of pectin and casein micelles. Food Hydrocolloids, 14, 391–394.

Márquez, C. (2009). Caracterización fisiológica, físico-química, reológica, nutraceútica, estructural y sensorial de la guanábana (Annona muricata L. cv. Elita). (Tesis de Doctorado). Universidad Nacional de Colombia, Medellín.

McCann, T. H., Fabre, F., y Day, L. (2011). Microstructure, rheology and storage stability of low-fat yoghurt structured by carrot cell wall particles. Food Research International, 44, 884–892.

McClements, D. J. (1999). Food emulsions: Principles, practice, and techniques. Boca Raton, FL: CRC Press.

Méndez, M., Núñez, M., y Solorza, J. (2010). Introducción a la reología. México: Instituto Politécnico Nacional. Recuperado de http://site.ebrary.com/lib/unalbogsp/docDetail.action?docID=10378246

Meng, Y., y Rao, M. (2005). Rheological and structural properties of cold-water-swelling and heated cross-linked waxy maize starch dispersions prepared in apple juice and water. Carbohydrate Polymers, 60, 291–300.

Mewis, J., y Wagner, N. J. (2012). Colloidal Suspension Rheology. New York: Cambridge University Press.

Mezger, T. G. (2006). The Rheology Handbook (2nd ed.). Hannover: Vicentz Network.

Milani, J., y Maleki, G. (2012). Hydrocolloids in Food Industry. En Valdez B. (Ed.), Food Industrial Processes - Methods and Equipment (pp. 17-38). Croatia: InTech.

http://www.posgradoeinvestigacion.uadec.mx/

87 Bibliografía

Mirhosseini, H., y Tan, C. P. (2010). Effect of various hydrocolloids on physicochemical characteristics of orange beverage emulsion. Journal of Food, Agriculture y Environment, 8(2), 308–313.

Mirhosseini, H., Tan, C. P., Aghlara, A., Hamid, N. S. A., Yusof, S., y Chern, B. H. (2008a). Influence of pectin and CMC on physical stability, turbidity loss rate, cloudiness and flavor release of orange beverage emulsion during storage. Carbohydrate Polymers, 73, 83–91.

Mirhosseini, H., Tan, C. P., Hamid, N. S. A., y Yusof, S. (2008b). Effect of Arabic gum, xanthan gum and orange oil contents on ζ-potential, conductivity, stability, size index and pH of orange beverage emulsion. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 315, 47–56.

Mirhosseini, H., Tan, C. P., Hamid, N. S. A., y Yusof, S. (2008c). Optimization of the contents of Arabic gum, xanthan gum and orange oil affecting turbidity, average particle size, polydispersity index and density in orange beverage emulsion. Food Hydrocolloids, 22, 1212–1223.

Moelants K.R.N, Jolie, R., Verrijssen, T. A. J., Buggenhout, S. Van, Zumalacarregui, L. M., Van Loey, A. M., y Hendrickx, M. E. (2012). Relation between particle properties and rheological characteristics of carrot-derived suspensions. Food and Bioprocess Technology, 6(5), 1–44.

Moelants, K. R. N., Cardinaels, R., Jolie, R., Verrijssen, T. A. J., Van Buggenhout, S., Zumalacarregui, L. M., … Hendrickx, M. E. (2013). Relation between particle properties and rheological characteristics of carrot-derived suspensions. Food and Bioprocess Technology, 6(5), 1127–1143.

Molina-Bolívar, J. A., y Ortega-Vinuesa, J. L. (1999). How proteins stabilize colloidal particles by means of hydration forces. Langmuir, 15, 2644–2653.

Mueller, S., Llewellin, E. W., y Mader, H. M. (2010). The rheology of suspensions of solid particles. Proceedings of the Royal Society A, 466, 1201–1228.

Navarrete, R. C., Scriven, L. E., y Macosko, C. W. (1996). No Title. Journal of Colloids and Interface Science, 180, 200–211.

Norton, I. ., Spyropoulos, F., y Cox, P. (2011). Practical Food Rheology - An Interpretive Approach. (Norton, I., Spyropoulos, F., y Cox, P. Eds.) (1st ed.). Blackwell Publishing Ltd.

Nwaokoro, O. G., y Akanbi, C. T. (2015). Effect of the addition of hydrocolloids to tomato-carrot juice blend. Journal of Nutritional Health y Food Science, 3(1), 1–10.

Ochowiak, M., Broniarz-Press, L., y Rozanski, J. (2012). Rheology and Structure of Emulsions and Suspensions. Journal of Dispersion Science and Technology, 33, 177–184.

Opazo, M., Tabilo, G., Vega, A., Miranda, M., y Pérez, M. (2012). Effects of high hydrostatic pressure (HHP) on the rheological properties of Aloe vera suspensions (Aloe barbadensis Miller). Innovative Food Science and Emerging Technologies, 16, 243–250.

88 Bibliografía

Overbeek, J. T. G. (1977). Recent developments in the understanding of colloidal stability. Journal of Colloid and Interface Science, 58, 408–422.

Pachanon, C. (2005). A study of the elements in aloe vera powder by Neutron activation analysis. Tailandia: Mahidol University.

Paliwal, R. L., Granados, G., Lafitte, R., y Violic, D. . (2001). El maíz en los trópicos. En Colección FAO: producción y protección vegetal. Roma: FAO. Recuperado de http://www.fao.org/DOCREP/003/X7650S/X7650S00.HTM

Pandey, S. (1998). Maize seed industries in developing. En Varietal development conventional plant breeding (pp. 57-76). Colorado: Rienner y CIMMYT.

Paraskevopoulou, A., Boskou, D., y Kiosseoglou, V. (2005). Stabilization of olive oil–lemon juice emulsion polysaccharides. Food Chemistry, 90, 627–634.

Pearsons, B. D., Mondeño, J. R., De la Rosa, P. F., Kirchner, S. C., y Olmos, U. A. (1991). Manuales para la educación agropecuaria Maíz (2nd ed.). México: Editorial trillas.

Peker, S. ., Helvacı, Ş. ., Yener, H. B., Alparslan, A., y İkizler, B. (Eds.). (2008). Non-Newtonian Behavior of Solid-Liquid Suspensions. Amsterdam: Elsevier. doi:http://dx.doi.org/10.1016/B978-044452237-5.50004-7

Philips, G. O., Wedlock, D. J., y Williams, P. A. (1986). Molecular origin of hydrocolloid functionality. En Philips, G. O., Wedlock, D. J. y Williams P. A. (Eds.), Gums and stabilizers for the food industry (pp. 3–5). Oxford: IRL Press.

Phillips, R. J. (2010). Structural instability in the sedimentation of particulate suspensions through viscoelastic fluids. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 165, 479–488.

Quek, M. C., Chi, N. L., y Yusof, Y. A. (2013). Modelling of rheological behaviour of soursop juice concentrates using shear rate–temperature–concentration superposition. Journal of Food Engineering, 118, 380–386.

Quintáns, L. (2008). Reología de productos alimentarios. Universidad de Santiago de Compostela.

Quintero, J., Falguera, V., y Muñoz, A. (2010). Películas y recubrimientos comestibles: importancia y tendencias recientes en la cadena hortofrutícola. Revista Tumbaga, 5, 93–118.

Ramachandra, C. T., y Srinivasa, P. (2008). Processing of Aloe vera gel: A review. Am. Journal of Agricultural and Biological Science, 3(2), 502–510.

Ramirez, M. (2006). Caracterización y almacenamiento de granos de elotes criollos de la región Otomí Tepehua del estado de Hidalgo. (Tesis de Pregrado). Universidad autónoma del estado de Hidalgo, Pachuca.

Rao, M. A. (1999). Rheology of Fluid and Semisolid Foods: Principles and Applications. Gaithersburg: Aspen Publishers, Inc.

Rao, M. A., Rizvi, S. S. H., y Datta, A. K. (2005). Engineering Properties of Foods. Boca Raton, FL: CRC Press.

89 Bibliografía

Saha, D., y Bhattacharya, S. (2010). Hydrocolloids as thickening and gelling agents in food: a critical review. Journal of Food Science and Technology, 47(6), 587–597.

Sandford, P. A., y Baird, J. (1983). The polysaccharides. (Aspinall, G. O. Ed.). Praga: Academic Press Inc.

Sanzana, S., Grass, M., y Vidal, D. (2011). Functional foods enriched in Aloe vera. Effects of vacuum impregnation and temperature on the respiration rate and the respiratory quotient of some vegetables. Procedia Food Science, 1, 1528–1533.

Schramm, L. L. (2005). Emulsions, Foams, and Suspensions: Fundamentals and Applications (1st ed.). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH y Co. KGaA.

Sennet, P., y Olivier, J. P. (1965). Colloidal dispersions, electrokinetic effects and the concept of zeta potential. En Gushee D. E. (Ed.), Chemistry and physics of interfaces. Washington, D.C.: American Chemical Society Publications.

Sesmero, R., Mitchell, J. R., Mercado, J. A., y Quesada, M. A. (2009). Rheological characterisation of juices obtained from transgenic pectate lyase-silenced strawberry fruits. Food Chemistry, 116, 426–432.

Shakeel, A., Aslam, H. K. W., Shoaib, M., Sikandar, H. A., y Ramzan, R. (2013). Effect Of Various Hydrocolloids On Cloud Stabilty And Nutrition Of Carrot Juice. Journal of Global Innovation in Agricultural and Social Sciences, 1(1), 22–27.

Shamsudin, R., Ling, C., Adzahan, N., y Daud, W. (2013). Rheological properties of ultraviolet-irradiated and thermally pasteurized Yankee pineapple juice. Food Engineering, 116, 548–553.

Sharoba, A. M., Senge, B., El-Mansy, H. A., Bahlol, H. E. M., y Blochwitz, R. (2006). Rheological properties of some Egyptian and European tomato products. En 1st Inter. Conf. y Exh. Food y Tourism (pp. 316 – 334). Egypt: HITH.

Shaw, D. J. (1980). Introduction to Colloid and Surface Chemistry (3rd ed.). London: Butterworths.

Shubhra, B., Swati, K., Pushpinder, S. R., y Savita, S. (2014). Studies on Aloe juice supplemented kinnow nectar. Research Journal of Agriculture and Forestry Sciences, 2(8), 14–20.

SIC. (2012). Cadena Productiva del Maíz. Bogotá: Superintendencia de Industria y Comercio.

Silva, V. M., Barbosa, A. C. K. S. G., Dacanal, G., Ciro-Velásquez, H. J., y Cunha, R. L. (2010). The effect of homogenisation on the stability of pineapple pulp. International Journal of Food Science and Technology, 45, 2127–2133.

Sogi, D. ., Oberoi, D. P. ., y Malik, S. (2010). Effect of particle size, temperature, and total soluble solids on the rheological properties of watermelon juice: a response surface approach. International Journal of Food Properties, 13, 1207–1214.

Somogyi, L. S. (1996). Direct food additives in fruit processing. En Somogyi, L. P. Ramaswamy, H. S. y Hui Y. H. (Eds.), Biology, Principles, and Applications. (pp. 293-361). California: American Food and Nutrition Center Davis.

90 Bibliografía

Song, K.-W., Kuk, H.-Y., y Chang, G.-S. (2006). Rheology of concentrated xanthan gum solutions: Oscillatory shear flow behavior. Korea-Australia Rheology Journal, 18(2), 67–81.

Stading, M. (2011). Food rheology. Rheology, 2, 1–8.

Steffe, J. F. (1996). Rheological Methods in Food Process Engineering. (J. F. Steffe, Ed.) (2nd ed.). East Lansing, MI: Freeman Press.

Sworn, G. (2004). Hydrocolloid thickeners and their applications. En Philips G. O. y Williams P. A. (Eds.), Gums and Stabilizers for the Food Industry (pp. 13–22). Oxford: RSC Publishing.

Sworn, G. (2011). Xanthan Gum – Functionality and Application. En Norton I. T. (Ed.), Practical food rheology (pp. 85–110). Oxford: Blackwell Publishing Ltd.

Taherian, A. R., Fustier, P., y Ramaswamy, H. S. (2007). Effects of added weighting agent and xanthan gum on stability and rheological properties of beverage cloud emulsions formulated using modified starch. Journal of Food Process Engineering, 30, 204–224.

Tako, K., y Nakamura, S. (1989). Evidence for Intramolecular Associations in Xanthan Molecules in Aqueous Media. Agricultural and Biological Chemistry, 53(7), 1941–1946.

Tijssen, R. L. M., Canabady-Rochelle, L. S., y Mellema, M. (2007). No TitleGelation upon long storage of milk drinks with carrageenan. Journal of Dairy Science, 90, 2604–2611.

Tiziani, S., y Vodovotz, Y. (2005). Rheological effects of soy protein addition to tomato juice. Food Hydrocolloids, 19, 45–52.

Tongdeesoontorn, W., Mauer, L. J., Wongruong, S., Sriburi, P., y Rachtanapun, P. (2011). Effect of carboxymethyl cellulose concentration on physical properties of biodegradable cassava starch-based films. Chemistry Central Journal, 5(6), 1–8.

Torres, J., Tello, M., y Ostos, S. (2008). Desarrollo y optimización de una metodología analítica para la determinación de sedimento en bebida de mesa derivada del cacao. Revista Colombiana de Ciencias Químicas y Farmaceuticas, 37(177-190).

Tovar, T. (2008). Caracterización morfológica y térmica del almidón de maíz (Zea mays L) obtenido por diferentes métodos de aislamiento. (Tesis de Pregrado). Universidad Autónoma del estado de Hidalgo, Pachuca.

Udomsup, T., Therdthai, N., y Harnsilawat, T. (2011). Effect of xanthan gum and carboxymethyl cellulose concentration on quality of cloudy mangosteen juice. En Kasetsart University (pp. 43–50).

USDA. (2014). World agricultural supply and demand estimates. Washington, D.C.: United States Departament of Agriculture. Recuperado de http://usda.mannlib.cornell.edu/

USDA. (2015). Basic Report: 11167, Corn, sweet, yellow, raw. National Nutrient Database for Standard Reference Release 28. Recuperado March 3, 2015, de http://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods/show/2932?manu=yfgcd=

91 Bibliografía

Ustarroz, F., Saavedra, A., Errasquin, L., Bragachini, M., Casini, C., y Mendez, J. (2010). Maíz: Cadena de Valor Agregado. Buenos Aires: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria.

Valdez, B. (2012). Food industrial processes methods and equipment. Croatia: InTech.

Vandresen, S., Quadri, M. G. N., de Souza, J. A. R., y Hotza, D. (2009). Temperature effect on the rheological behavior of carrot juices. Journal of Food Engineering, 92, 269–274.

Wang, Z., Xu, S. Y., y Tang, J. (1999). Food chemistry. Beijing: China Light Industry Press.

Whistler, R. L., y BeMiller, J. N. (1997). Carbohydrate Chemistry for Food Scientists. St. Paul MN: Eagan Press. doi:10.1002/food.19970410523

Williams, P. A., y Phillips, G. O. (2002). Handbook of hydrocolloids. Boca Raton: CRC Press.

Wolf, M. J., Buzan, C. L., MacMasters, M. M., y Rist, C. E. (1952). Structure of the mature corn kernel. I Gross Anatomy and structural relationships. Cereal Chemistry, 29, 321–333.

Wüstenberg, T. (2014). General Overview of Food Hydrocolloids. En Wüstenberg, T. (Ed.), Cellulose and Cellulose Derivatives in the Food Industry: Fundamentals and Applications. (pp. 1-68). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH y Co. KGaA.

Xu, L., Xu, G., Liu, T., Chen, Y., y Gong, H. (2013). The comparison of rheological properties of aqueous welan gum and xanthan gum solutions. Carbohydrate Polymers, 92(1), 516– 522.

Yaron, A., Cohen, E., y Arad, S. (1992). Stabilization of Aloe vera gel by interaction with sulfated polysaccharides from red microalgae and with xanthan gum. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 40(8), 1316–1320.

Yaseen, E. ., Herald, T. J., Aramouni, F. M., y Alavi, S. (2005). Rheological properties of selected gum solutions. Food Research International, 38, 111–119.

Zhan, X. B. (2003). Production, properties and application of food hydrocolloids. Beijing: China Light Industry Press.

Zhivkov, A. M. (2013). Electric Properties of Carboxymethyl Cellulose. En van de Ven T. y Godbout L. (Eds.), Cellulose - Fundamental Aspects (pp. 197-225). InTech.

Zhong, Q., y Daubert, C. R. (2013). Food Rheology. En Kutz M. (Ed.), Handbook of Farm, Dairy, and Food Machinery (2nd ed., pp. 391–414). New York: Academic Press.

Zuritz, C., Muñoz, E., Mathey, H., Pérez, E., Gascón, A., Rubio, L., … Cabeza, M. (2005). Density, viscosity and coefficient of thermal expansion of clear grape juice at different soluble solid concentrations and temperatures. Journal of Food Engineering, 71, 143–149.

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