“La importancia de la determinación de la viscosidad del chocolate y otros alimentos”

Rheosense: simple y preciso

La viscosidad en productos comestibles es un factor crítico en el desarrollo y comprensión de los procesos de manufactura, pero también, como parámetro de calidad para establecer, por ejemplo, su textura en la boca.

La viscosidad determina, así como otros factores, cuanta energía será necesaria para bombear estos productos y la textura experimentada por el consumidor. La sensación en la boca puede ser importante para diferenciarse de otros productos por su sabor.

En este artículo se resume los resultados de algunos alimentos, más comunes, los cuales se han analizado utilizando el sistema VROC en los últimos años.

Materiales de Ensayo & Aplicaciones

En el estudio se presentan las mediciones de viscosidad de seis tipos diferentes de muestras que pueden encontrarse en cualquier supermercado o inclusive en el hogar, como por ejemplo:

  • Jarabes de Chocolate y frutilla ( HERSEY’S®). Los jarabes saben deliciosos gracias al contenido de gran cantidad de azúcar, por cuanto se puede esperar alta viscosidad para ambas
  • Jugos de naranja y ananá (Tropicana y Nestle®). El jugo de naranja contenía una gran cantidad de pulpa por cuanto las muestras utilizadas en este ensayo se filtraron por un filtro de 75 μm antes de introducirlo en los chips del VROC®.
  • Nesquik y coffee-mate (Nestle®). La gente adora este tipo de producto por lo que se decidió ensayarlos también.

Beneficios de las soluciones del VROC® Características destacables:

  • Precisón: 2% de la
  • Repetibilidad: 5% de la
  • Pequeña cantidad de
  • Rango de viscosidad: 2 – 100,000 mPa-s.
  • Rango de velocidad de corte: 5 – 1,400,000 1/s
  • Control de temperatura: 4–70°C

VROC® Technology Principio de Operación

El Viscosímetro RheoSense’s (Rheometer-on-a-Chip (VROC®) combina un canal microfluídico con un sensor de estado sólido MEMS de presión para medir la viscosidad. A medida que el fluido fluye por el canal, el sensor determina la caída de presión, que es proporcional al esfuerzo de corte en la pared. La velocidad de cizallamiento es calculada a partir del caudal y las dimensiones del canal. La viscosidad del fluido ensayado se obtiene de la relación entre el esfuerzo de corte y la velocidad de corte.


 

 

 

 

 

Figura 1. Viscosidad versus velocidad de cizallamiento para los jarabes, jugos y productos lacteos.

(a) Jarabe de Chocolate y Frutilla . (b) Jugo de Naranja y Piña. (c) Coffee-mate y Nesquik.

 

 

 

 

 

 

 

Figura 2. dependencia de la Viscosidad en función de la -temperatura para lacteos de Nesquik y Coffee- mate. (a) Viscosidad versus velocidad de cizallamiento a 4, 25 , and 40 °C. (b)Viscosidad versus temperatura del Nesquik medido a 2000 1/s.

 

Protocolo del ensayo:

Tanto las plataformas del microVISC™ como el m-VROC® fueron utilizadas para los ensayos en este reporte:

Carga: Las muestras se cargaron en una jeringa / pipeta e insertada en el sistema de bombeo.

Medición: El software RheoSense’s es muy amigable y realiza las mediciones de viscosidad en función de la velocidad de Cizallamiento y/o temperatura.

Limpieza: La limpieza apropiada de la jeringa/pipeta es realizada con solventes a través del canal de flujo entre muestra y muestra y luego del ensayo.

 

Dependencia de la velocidad de cizallamiento.

Muchos comestibles presentan un comportamiento no newtoniano. De hecho, se ha observado adelgazamiento por esfuerzo (disminución de la viscosidad ante el incremento de la velocidad de Cizalla) en todas las muestras.

En la Figura 1 donde la única excepción es el coffee-mate. Estos resultados demuestran cuán importante es caracterizar apropiadamente el comportamiento reológico de los alimentos debido a que la velocidad de cizallamiento, un factor relevante en el proceso de manufactura es a menudo muy superior a la velocidad de cizalla ejercida comiendo o bebiendo.

Dependencia de la temperatura

Adicionalmente la viscosidad de estos fluidos complejos, tienen una gran dependencia de la temperatura. Una de las características principales del sistema VROC® es la capacidad de ejecutar barridos automáticos de temperatura. Esta función resulta ideal no solo para estudiar la viscosidad en función de la temperatura, sino también para saber cómo afecta el reciclado termal, la degradación de estos alimentos de consumo.

En la Figura 2 (a), se presenta la viscosidad en función de la velocidad de cizallamiento a diferentes temperaturas, para ambos productos, Nesquik y Coffee-mate. En la Figura 2 (b), se presenta la viscosidad del Nesquik durante un ciclo térmico entre 4 y 40°C. Nótese que la viscosidad de esta muestra es significativamente superior en condiciones de almacenamiento (4°C) que durante el “uso” a temperatura corporal (37°C).

Resumen

En esta nota técnica se ha demostrado la idoneidad del VROC® para caracterización del comportamiento reológico de fluidos alimentarios en un amplio rango de velocidades de cizallamiento y temperaturas. Nuestra tecnología es ideal para este tipo de aplicación, gracias al amplio rango dinámico y capacidad de control sobre la temperatura.

Si Ud. requiere más información acerca de las aplicaciones en alimentos contáctenos.