Estudio de la dinámica de cristalización de tres aceites de interés industrial, y caracterización de su microestructura final

Abstract

Los ácidos grasos forman parte importante de los nutrientes que contienen los alimentos, otorgándoles propiedades sensoriales únicas, que a su vez son determinadas por las condiciones de cristalización del sistema graso. La predicción de la cristalización de un sistema graso a través de modelamientos matemáticos, podría tener innumerables y novedosas aplicaciones en la industria alimentaria, sin embargo, los modelos que existen actualmente requieren de datos complejos y difíciles de obtener, lo que genera la necesidad de simplificarlos según las variables que controlen la cristalización. En este trabajo, un enfoque simple fue utilizado para estudiar la dinámica de la cristalización de un sistema graso, considerando viscosidad y el cambio en el potencial químico de supersaturación como las variables que principalmente influenciaron el comportamiento cristalino, obteniendo gráficos de trayectoria de fases que representan el estado dinámico del sistema graso, los cuales se relacionaron con la estructura final obtenida. La dinámica de cristalización de tres sistemas grasos: 40% Estearina de palma en aceite de soya (PS-SO), 20% Aceite de soya full hidrogenado en aceite de soya (FHSO-SO) y 20% Aceite de soya full hidrogenado en aceite de girasol alto oleico (FHSO-HOSFO) fue estudiada, analizando el perfil cristalino de las muestras, el tipo de microestructura, la viscosidad, el comportamiento térmico y el polimorfismo, mediante Microscopia, Reometría, Calorimetría Diferencial de Barrido y Difracción de rayos X. Se obtuvieron las trayectorias de fase para cada sistema graso mediante un modelo desarrollado por el doctor Alejandro Marangoni, y los resultados mostraron una relación entre la morfología de los cristales y los perfiles de cristalización obtenidos. Diferentes comportamientos de cristalización y respectivas microestructuras fueron encontrados para diferentes tasas de enfriamiento, cuyas relaciones fueron observadas y discutidas

Fatty acids are an important part of the nutrients in food, they influence significantly the sensory properties of a food containing them. The sensory characteristics in turn are defined by the crystallization conditions of the fat system. The prediction of a fat system crystallization through mathematical modeling, could have many applications in the Food Industry. The current models existing require of complex data, hard to obtain, generating the need to simplify them, according to the variables that control the crystallization. In this work, a simple approach was used to study the dynamics of the crystallization of the fat system, considering viscosity and the change in the chemical potential of supersaturation as the variables that will mainly influence the crystalline behavior, obtaining phase trajectory graphs that represent the dynamic state of the system fat, which were related to the final structure obtained. The dynamic of crystallization on 3 systems: 40% Palm stearin in soybean oil (PS-SO), 20% Fully hydrogenated soybean oil in soybean oil (FHSO-SO) and 20% Fully hydrogenated soybean oil in high oleic sunflower oil (FHSO-HOSFO) were investigated, analyzing the crystalline profile of the samples, microstructure, viscosity, crystal thermal behavior and polymorphism was investigated by light microscopy, rheometry, differential scanning calorimetry (DSC and, X-ray diffraction (XRD). Phase trajectories were obtained for each fat system studied, through a model developed by Dr. Alejandro Marangoni, and the results showed a relation between crystal morphology and crystallization profiles obtained. Different crystallization behaviour and microstructures were found for different cooling rates, whose relations were observed and discussed