Reologia de fluidos

Introducción

El almidón es la principal fuente de carbohidratos sintetizada por las plantas superiores. En los frutos funciona como reserva energética y su concentración varía con el estado de madurez; en el caso del plátano (Musa spp.),  en madurez fisiológica el almidón constituye hasta 60% de los frutos con base en peso de materia seca.  En la industria de alimentos, el almidón se usa principalmente como agente de retención de humedad, espesante, estabilizante de sistemas y de bajo costo; además, es la materia prima más usada en la elaboración de películas biodegradables

De igual manera, la pectina es otro de los carbohidratos complejos que se encuentran en la composición de los frutos. Es uno de los principales componentes de la pared celular primaria y media en los tejidos vegetales.

La Reología es la ciencia que estudia la deformación y flujo de los materiales. En la definición de los parámetros reológicos se toma en cuenta el flujo laminar, en el cual se considera un fluido como varias capas que se deslizan una sobre otra. En los estudios reológicos se observa la respuesta de un material a un estrés o deformación aplicado, por lo que la reología en la fabricación de alimentos es de fundamental importancia para comprender la manera en la cual una sustancia se mueve y se comporta para poder transportarla y mezclarla durante su procesamiento.

Para evaluar el perfil reológico de polisacáridos, tales como el almidón y la pectina, el modelo más utilizado es el de Ostwald de Waele o ley de la potencia:

𝜎  = k𝛾̇ n

Donde: 𝜎 es el esfuerzo de corte en la interfase del fluido y el elemento que produce el esfuerzo; k es el coeficiente de consistencia; 𝛾̇ (s-1) es la velocidad de corte o deformación

en la interfase, y n es el índice de flujo (adimensional). Los valores k y n describen el comportamiento del fluido.

Preparación de las muestras y extracción de almidón y pectina

Se evaluaron frutos de plátano ‘Pera’ Los frutos se lavaron, se les eliminó la cáscara y se cortaron en trozos de 0.5 cm de ancho a lo largo del fruto Después, se almacenaron en congelación -18 ±2 °C, se liofilizaron y se trituraron hasta obtener un polvo similar a una harina, de la cual se extrajeron los polisacáridos, El almidón se extrajo con agua destilada y la pectina con oxalato de amonio (0.05%) y pH a 5.6 en baño maría y con agitación constante

Caracterización reológica de almidón y pectina

Para la caracterización reológica de almidón y la pectina a partir de frutos de plátano ‘Pera’, se preparó una solución con agua destilada al 1% (p/v) a 50ºC en agitación constante durante 24h. De esta solución se tomaron 2 μL y se colocaron en la placa plana de calentamiento de un reómetro de esfuerzo controlado usando una geometría de cono acrílico con intervalo de velocidad de cizalla desde 0.1 a 300 s-1.

Los datos se graficaron con el programa SigmaPlot y las curvas se ajustaron al modelo de Ostwal-De Waele (ley de la potencia).

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