La etilcelulosa en el desarrollo de emulsiones organogeladas

Abstract

La industria alimentaria enfrenta un enorme desafío para desarrollar emulsiones estables del tipo agua-en-aceite vegetal (W/O) con propiedades similares a productos untables como la margarina, pero con concentraciones reducidas de grasas saturadas y sin el uso de grasas trans. Las emulsiones agua-en-aceite son sistemas termodinámicamente inestables que presentan separación de fases en función del tiempo, lo que limita su aplicación en el desarrollo de productos comerciales comestibles. El objetivo de este trabajo fue el desarrollar emulsiones geladas del tipo agua-en-aceite (Gelled-W/O-E) con un contenido de 20% de agua, a través de la mezcla de emulsiones convencionales agua-en-aceite (W/O-E) estabilizadas con monoestearato de glicerilo (GMS) y un oleogel de etilcelulosa (EC). Se emplearon técnicas de calorimetría diferencial de barrido (DSC), reología oscilatoria y microscopía confocal y de luz polarizada para analizar las propiedades termomecánicas, la microestructura y la estabilidad durante el almacenamiento de las emulsiones geladas (Gelled-W/O-E), las cuales fueron comparadas con sistemas control consistentes en emulsiones convencionales agua-en-aceite (W/O-E; sin EC en la fase oleosa) y olegeles de EC-GMS (EC-GMS-O; sin agua añadida) formuladas utilizando las mismas concentraciones de GMS (0.5 Y 1%) y EC (7%) que las utilizadas en las emulsiones geladas (Gelled-W/O-E). Los resultados obtenidos en los análisis reológicos mostraron que las Gelled-W/O-E presentaron mayor elasticidad (G’) y estabilidad en comparación con los sistemas control (W/O-E y EC-GMS-O). Esto, a pesar de que las concentraciones de EC y GMS utilizadas se encontraban por abajo de la concentración mínima requerida para formar un gel, y del tentativamente más bajo contenido de sólidos en las Gelled-W/O-E que el contenido de sólido presente en los oleogeles control (EC-GMS-O). Esto derivado de la presencia de un 20% de agua en las Gelled-W/O-E. Utilizando microscopía 8 confocal y de luz polarizada se observó que al incrementar la concentración de GMS (0.5% a 1%) en las Gelled-W/O-E, el tamaño de gota decreció al tiempo que la G’ del gel y la estabilidad de la emulsión incrementaron de forma significativa. Este comportamiento fue asociado a una interacción sinérgica entre la EC y el GMS que mantuvo al GMS en la interface agua-aceite de las gotas de agua. Estos resultados también mostraron el papel que las gotas de agua tienen al actuar como relleno activo de las Gelled-W/O-E, los cuales son determinantes en las propiedades reológicas de las emulsiones geladas. Igualmente, mostró que la eficiencia del GMS como emulsificante se incrementó en la presencia de EC en la fase oleosa. Por otra parte, los resultados de los ciclos térmicos obtenidos por DSC mostraron que un calentamiento de las emulsiones convencionales (W/O-E) resultó en la desestabilización de la emulsión derivado de la fusión del GMS en la interface agua-en-aceite, con la subsecuente coalescencia de las gotas de agua. En contraste, en las Gelled-W/O-E la presencia de la EC estabilizó a las emulsiones aún bajo la aplicación del tratamiento térmico. Esto resultó en una menor desestabilización de las gotas de agua, ya que la EC mantuvo al GMS en la interface agua- aceite. Adicionalmente, se compararon las propiedades microestructurales de dos margarinas comerciales con aquellas de las Gelled-W/O-E, encontrándose que éstas últimas presentaron una menor G’, siendo esto asociado a un menor contenido de sólidos. Probablemente, la disminución del tamaño de gota en las emulsiones geladas permitiría alcanzar niveles de G’ similares al de las muestras comerciales, pero sin el uso de grasas saturadas o trans. Los resultados anteriores permiten el concluir que existe una clara evidencia de una interacción sinérgica entre la EC y el GMS en emulsiones geladas. Las propiedades de dichas emulsiones pueden ser mejoradas al cambiar parámetros como la concentración de GMS utilizada. Así, las emulsiones geladas son una forma novedosa de obtener una funcionalidad similar a la de los productos untables como la margarina, sin el uso de grasas saturadas y trans.