Análisis de diferentes modelos de parámetros ajustables para entender el proceso de adsorción de humedad en microcápsulas de saborizante de nuez

Abstract

El objetivo de este trabajo fue analizar el proceso de adsorción de vapor de agua en microcápsulas de saborizante de nuez obtenidas mediante secado por aspersión y, establecer condiciones de estabilidad de almacenamiento de estos productos en polvo. Para ello se produjeron tres tipos de microcápsulas empleando goma de mezquite, suero de leche y una mezcla de ambos biomateriales como agentes encapsulantes. El proceso de adsorción se analizó a partir de la generación de isotermas experimentales a tres temperaturas 25°C, 35°C y 40°C para cada tipo de microcápsula. Se emplearon nueve modelos matemáticos para describir el fenómeno de adsorción: tres modelos teóricos (B.E.T, G.A.B. y Caurie), tres modelos semi empíricos (Lewicki dos parámetros, Peleg y Halsey) y tres modelos empíricos (Henderson, Smith y Oswin). Inicialmente se formularon tres emulsiones del tipo aceite en agua para incorporar el saborizante en las matrices biopoliméricas, y posteriormente estas fueron alimentadas a un secador por aspersión para ser deshidratas a 150  5 °C. A partir de los microencapsulados producidos se obtuvieron las isotermas de adsorción empleando el método gravimétrico de celdas en equilibrio. Después, las isotermas se ajustaron a los diferentes modelos matemáticos descritos anteriormente. Los resultados mostraron que todas las isotermas experimentales tienen un comportamiento sigmoidal en todo el intervalo de actividad de agua y sin importar la temperatura de almacenamiento. El modelo propuesto por Peleg correlaciona los datos experimentales apropiadamente, así como el modelo de G.A.B, este modelo tiene relevancia por el significado físico que posee su parámetro M0 (contenido de humedad en la monocapa), el cual indica la cantidad de agua que se adsorbe y satura sitios específicos de las cápsulas y es considerado como el valor óptimo en el que un alimento es más estable. Para este trabajo los valores óptimos de humedad para almacenar microcápsulas de saborizante de nuez con goma de mezquite como material en el intervalo de temperatura estudiado están entre 4.687 y 5.520 kg H2O/100 kg s.s., asimismo los valores para la mezcla de goma de mezquite con proteína de suero leche como material de pared se encontraron entre 4.148 y 4.846 kg H2O/100 kg s.s., y por último, los valores para la proteína de suero de leche como material de pared se tuvieron entre 4.156 y 5.068 kg H2O/100 kg s.s.