Diagrama de estado complementado para caracterizar las condiciones de almacenamiento y estados físicos de escamoles congelados.

Abstract

El estudio del punto de congelación (Tm) y la temperatura de transición vítrea (Tg) en función de la fracción másica del agua (xw) o del sólido (xs) ha recibido un interés considerable para la construcción de diagramas de estado complementarios (DEC) de diversos alimentos. Un DEC es un mapa de los diferentes estados de un alimento en función de la temperatura en todo el rango o escala de la fracción másica del sólido que es muy útil para desarrollar formulaciones, estrategias de procesamiento o las condiciones de almacenamiento para asegurar la estabilidad de alimentos que contienen agua congelable y no congelable. Una caracterización térmica mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) fue realizada en escamoles (Liometopum apiculatum M) frescos, deshidratados y acondicionados a diferentes contenidos de humedad, con el objetivo de desarrollar el diagrama de estado complementado de escamoles mediante la determinación de la curva de transición vítrea (Tg), curva de enfriamiento (Tm), así como del punto de concentración de máxima congelación (Tg’ y Tm’), por (DSC), con el fin de caracterizar las condiciones de almacenamiento y estados físicos de escamoles congelados. Así mismo se determinaron las temperaturas de desnaturalización de enzimas (Td1) y de proteínas (Td2). Un calorímetro diferencial de barrido Q2000 (TA instrument) equipado con un sistema de enfriamiento RCS90 y el software Análisis 2000© fue utilizado en todos los experimentos. El método de escaneo convencional lineal y complementado con un procedimiento de “annealing” fue implementado para la determinación de dichas temperaturas. Tres transiciones térmicas de primer orden correspondientes a la fusión del complejo agua-fase grasa (Tm=1.2°C±0.5), a la desnaturalización de enzimas (Td1=62.5°C±3.9) y desnaturalización de proteínas (Td2=126.5°C±5.3) fueron observadas en escamoles frescos. Sin embargo, en escamoles liofilizados (2.2% b.h.), el pico (Td1) no fue percibido pero una Tg=61.6±6.4°C fue caracterizada. Los modelos de Gordon-Taylor y Clausius-Clapeyron fueron usados para modelar la curva Tg y la curva de congelación, respectivamente. Los resultados mostraron que pequeñas variaciones en el contenido de humedad provocaron una depresión en el valor de Tg y que el punto de congelación (Tm) disminuyó con el incremento de sólidos. A partir del diagrama de estado, fueron determinados los siguientes valores de Tg’=-30.9 °C, Tm’= -22.7 °C, xw’= 0.0961 kg agua/kg total. Así mismo, fue encontrado que la temperatura de desnaturalización de la proteína (Td2) varió muy poco con el contenido de humedad de los escamoles.

The study of freezing point (Tm) and glass transition temperature (Tg) as a function of moisture (xw) or solid mass fraction (xs) have received considerable interest for the construction of supplemented state diagrams (SSD) of discriminatively food. A SSD is a map of the different states of food as function of temperature over the entire solid mass fraction scale which is so helpful to develop formulations, processing strategies or storage conditions to ensure the stability of food containing freezable and unfreezable water. A thermic characterization by differential scanning calorimetry (DSC) was performed in escamoles (Liometopum apiculatum M) fresh, dried and conditioned at different moisture contents; with the objective of developing a state diagram supplemented of escamoles by determining the glass transition curve (Tg) melting curve (Tm) and the maximal-freeze-concentration conditions (Tg’ and Tm’) by (DSC), for the purpose of characterize the storage conditions and physical states of frozen escamoles. Moreover denaturation enzyme temperatures (Td1) and protein (Td2) was determined. A Q2000 Differential Scanning Calorimeter (TA instruments) equipped with a RCS90 cooling system and Universal Analysis 2000© software was used in all experiments. A linear-scan conventional protocol was implemented for tthe determination of these temperatures and It was complemented with “annealing” for some experiments.Three thermal transition of first order was observed in fresh escamol; melting of water-fat (1.2°C±0.5), enzyme denaturation (62.5°C±3.9) and proteins denaturation (126.5°C±5.3). However, in lyophilized Escamoles (2.2% (b.h.), peak (Td1) was not perceived but Tg = 61.6 ± 6.4 ° C was characterized. Gordon-Taylor and Clausius-Clapeyron methods were used to model the Tg line and freezing curve, respectively. Results shows that small amounts of moisture provoked a dramatic depression on the Tg meanwhile and Tm decreased as solid mass fraction was increased. The values of Tg’ = -30.9 ° C, Tm’ = -22.7 ° C and xw’ = 0.0961 kg water / kg total were determined from the state diagram. Also, It was found that the temperature of protein denaturation (Td2) varied little with the moisture content of Escamoles.