Cuatro desafíos principales en la formulación de alimentos y bebidas

La desestabilización química y física de los alimentos y las bebidas es inevitable, puesto que se combinan diversos factores relacionados entre sí para alterar el comportamiento termodinámico a largo plazo de las emulsiones, las suspensiones y las espumas alimentarias. Esto puede tener consecuencias graves en la vida útil del producto, su textura, sabor e incluso en la sensación en boca.

Por lo tanto, mejorar la estabilidad de los sistemas coloidales empleados en alimentos y bebidas es de suma prioridad para conservar la calidad del producto con el tiempo y garantizar la mejor percepción para el cliente.

El desafío que subyace a la estabilidad de las dispersiones de alimentos y bebidas reside en la naturaleza compleja de la mecánica de la inestabilidad coloidal. Hay múltiples fenómenos de desestabilización pueden afectar a la estabilidad coloidal en función de las materias primas que interactúan en la dispersión, sus condiciones ambientales o de almacenamiento y su método de aplicación o administración.

En este artículo describimos con más detalle algunos de los retos principales relacionados con la estabilidad de los alimentos y las bebidas.

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1. Formación de anillos en bebidas

La formación de anillos es un proceso habitual de degradación que afecta a las bebidas concentradas. Es una forma de cremado que se produce en los meniscos de las dispersiones, donde la tensión superficial hace que la fase concentrada de este líquido se adhiera al interior del recipiente, formando un anillo.

Este fenómeno puede tardar hasta seis meses en hacerse visible a simple vista. Sin embargo, para mantener unos procesos de fabricación eficientes y una alta calidad en los productos es necesario analizarlos en un plazo mucho más corto.

Los densificantes, como el aceite vegetal bromado (BVO), suelen utilizarse para limitar los efectos en la diferencia de densidades entre las gotas de la dispersión oleosa y la fase acuosa, mejorando así la estabilidad coloidal. Sin embargo, el BVO y otros densificantes convencionales se consideran perjudiciales para la salud. Los ensayos de estabilidad de las bebidas se centran cada vez más en los nuevos ingredientes utilizados para sustituir productos como el BVO.

2. Cremado y floculación en productos lácteos

El cremado es un mecanismo de inestabilidad altamente complejo que se ve afectado por las diversas propiedades del material y las influencias mecánicas. Es un fenómeno clave implícito en la vida útil de los diferentes productos lácteos; su velocidad e intensidad de aparición varía según el contenido de grasa, la homogeneidad de los glóbulos de grasa en la fase acuosa, la presencia de otros minerales como el calcio (Ca) o aditivos adicionales como bacterias y proteínas. Los distintos productos también pueden dificultar los ensayos de estabilidad de la dispersión. Los productos lácteos desnatados y sin azúcar presentan una cinética o mecánica de inestabilidad muy diferente a la de los productos habituales.

El cremado se producirá después, a velocidades diferentes y en las mismas condiciones en el caso de los productos lácteos homogeneizados y no homogeneizados, formando con mayor rapidez capas de cremado más gruesas que se asocian igualmente a la leche entera y la semidesnatada no homogeneizada.

Los productos lácteos se caracterizan por estos complejos fenómenos de inestabilidad. El yogur se forma por la gelificación de las proteínas de la leche, un tipo de floculación que se distingue por presentar varias regiones cinéticas distintas (coagulación, crecimiento bacteriano y formación de una red gelificada).

3. Reconstitución de alimentos en polvo

Tradicionalmente, la industria láctea ha eludido el problema de la inestabilidad coloidal al deshidratar los productos lácteos para obtener un polvo que puede rehidratarse a demanda. Esta solución es ideal, porque el polvo es económico y ahorra espacio, lo que favorece las iniciativas ecológicas. Sin embargo, la deshidratación presenta una serie de problemas adicionales en términos de estabilidad. Es importante analizar las propiedades del producto reconstituido para determinar su similitud con la forma nativa. Las variaciones en la estabilidad general de la leche en polvo rehidratada podrían indicar un producto de calidad comparativamente baja o procesos de rehidratación deficientes.

La estabilidad de los alimentos en polvo suele caracterizarse por la cinética de la disolución, que se determina mediante parámetros como la humectabilidad, la hundibilidad y la dispersabilidad. Al evaluar la calidad del polvo seco para reconstitución en el caso de los líquidos es necesario comprender a fondo hasta qué punto una capa de polvo penetra en el volumen de agua (humectabilidad), lo rápido que puede superar la tensión superficial del líquido para hundirse en el fluido (hundibilidad) y la velocidad a la que una capa de sedimento se disuelve en el líquido (dispersabilidad).

4. Propiedades emulsionantes de las proteínas vegetales

Las problemáticas del mercado también representan grandes obstáculos para la estabilidad de los alimentos y las bebidas, ya que la disponibilidad y el coste de los ingredientes básicos pueden afectar drásticamente al rendimiento de la inversión (ROI) de los productos finales. La disponibilidad de las proteínas emulsionantes es un desafío particular, dado que estas materias primas básicas están sujetas a fluctuaciones importantes de disponibilidad e inestabilidad en el mercado.

Los investigadores procuran salvar este problema evaluando las posibles propiedades emulsionantes de las proteínas vegetales, como los extractos de guisante y soja. Erradicar el uso de proteínas animales ahora es una cuestión con peso comercial, ético y ecológico. Hoy en día, las proteínas vegetales son un subproducto con muy poco valor aparente. Aprovechar esta materia residual en la emulsificación tendría grandes ventajas para nuestro planeta, pues no se dependería de los productos animales y se iría en línea con la importante tendencia ecológica encaminada al veganismo.

Todo ello requiere un buen conocimiento de la estabilidad de la dispersión general y la cinética de la estabilidad de los coloides de la muestra, junto con la concentración de las proteínas y el tamaño de las gotas.

5. Ensayos de estabilidad de alimentos y bebidas con Turbiscan

La gama Turbiscan está especializada en ensayos de estabilidad de formulaciones, con un conjunto de instrumentos avanzados que han sido diseñados teniendo en cuenta las complejidades de los mercados de alimentación y bebidas. La tecnología SMLS integrada en la gama Turbiscan acelera el análisis hasta 1.000 veces más que las pruebas visuales, con una detección y cuantificación fiables de cualquier mecanismo de desestabilización. No es necesaria la dilución, como ocurre con otras técnicas de ensayo, lo que permite prever con exactitud la vida útil del producto nativo.

La gama Turbiscan ya ha ayudado en la evaluación de la eficacia de las proteínas vegetales como emulsionantes en los alimentos, el desarrollo de métodos para estimar la reconstitución de polvo alimentario en un líquido, entre otros.

Si tiene alguna pregunta sobre los ensayos de estabilidad con nuestros productos Turbiscan, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

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