Structural characterization of liquid food foams stabilized by proteins
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2013
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Abstract
El trabajo desarrollado en esta tesis se ha enfocado en un elemento reconocido hoy como un ingrediente esencial en innumerables alimentos: burbujas. Las burbujas son elementos estructurales fundamentales en varios productos, y durante los últimos años hemos sido testigos de un creciente interés académico e industrial para estudiar burbujas y su influencia en alimentos. Las espumas son sistemas muy complejos que entremezclan una amplia gama de escalas, que van desde el molecular hasta el nivel macroscópico, pasando por las películas líquidas y las burbujas mismas. Es por tanto necesario desarrollar conocimientos y herramientas que puedan ayudar a entenderlas para controlas y utilizarlas para nuestro beneficio.
El objetivo general de esta tesis fue estudiar los atributos de espumas estabilizada por proteínas a diferentes escalas y proporcionar una visión más amplia de estos sumamente complejos sistemas. Los distintos capítulos de este documento describen los esfuerzos realizados en este sentido. Un primer estudio sobre los cambios en las propiedades interfaciales y espumantes inducidos de caseinato de sodio al ser modificado químicamente mediante conjugación con polisacáridos, demostró que este proceso mejoró la funcionalidad de la proteína. La mejora en las propiedades espumantes fue explicada parcialmente por los mayores módulos dilatacionales superficiales mostrados por las burbujas estabilizadas por la molécula conjugada en comparación con aquellas formadas a partir de la proteína nativa.
Un segundo análisis de la estructura de espumas basado en la llamada característica de Euler mostró la importancia de incorporar información sobre disposiciones espaciales de burbujas para describir las \201Carquitecturas\201D de espumas. Se demostró que información esencial (complementaria a los tamaños de burbuja) se obtiene a través de mediciones espaciales. Un análisis final de estructura de espumas basado en múltiples técnicas de análisis de imagen indicó que grupos de tres parámetros estructurales (entre los 57 calculados) podían identificar correctamente estructuras de espumas con características diferentes, pero lamentablemente ningún único conjunto de características pudo utilizarse ubicuamente. Los métodos y análisis realizados en esta tesis pueden ayudar en la camino de dilucidar la compleja naturaleza de las espumas. Un mayor y más profundo conocimiento es necesario para poder diseñar mejores productos, a medida que las burbujas ganan importancia como una forma directa de influir en la textura de los alimentos.
El objetivo general de esta tesis fue estudiar los atributos de espumas estabilizada por proteínas a diferentes escalas y proporcionar una visión más amplia de estos sumamente complejos sistemas. Los distintos capítulos de este documento describen los esfuerzos realizados en este sentido. Un primer estudio sobre los cambios en las propiedades interfaciales y espumantes inducidos de caseinato de sodio al ser modificado químicamente mediante conjugación con polisacáridos, demostró que este proceso mejoró la funcionalidad de la proteína. La mejora en las propiedades espumantes fue explicada parcialmente por los mayores módulos dilatacionales superficiales mostrados por las burbujas estabilizadas por la molécula conjugada en comparación con aquellas formadas a partir de la proteína nativa.
Un segundo análisis de la estructura de espumas basado en la llamada característica de Euler mostró la importancia de incorporar información sobre disposiciones espaciales de burbujas para describir las \201Carquitecturas\201D de espumas. Se demostró que información esencial (complementaria a los tamaños de burbuja) se obtiene a través de mediciones espaciales. Un análisis final de estructura de espumas basado en múltiples técnicas de análisis de imagen indicó que grupos de tres parámetros estructurales (entre los 57 calculados) podían identificar correctamente estructuras de espumas con características diferentes, pero lamentablemente ningún único conjunto de características pudo utilizarse ubicuamente. Los métodos y análisis realizados en esta tesis pueden ayudar en la camino de dilucidar la compleja naturaleza de las espumas. Un mayor y más profundo conocimiento es necesario para poder diseñar mejores productos, a medida que las burbujas ganan importancia como una forma directa de influir en la textura de los alimentos.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2013