Abstract

ESTRADA-GIRON, Y. et al. Efecto del contenido de humedad y de la temperatura, en las propiedades reológicas, microestructurales y térmicas de masa de una variedad de maíz (Zea mays sp.) híbrido. Rev. Mex. Ing. Quím [online]. 2014, vol.13, n.2, pp.429-446. ISSN 1665-2738.

Se reporta el efecto del contenido de humedad (55, 60 y 65% en peso) y la temperatura (30, 40 y 50 °C) en la difracción de rayos X (DRX), curvas de formación de pasta y las propiedades microestructurales, térmicas y reológicas de masa de una variedad híbrida de maíz (Zea mays sp.). Se realizó una serie completa de pruebas reológicas que incluyeron barridos de temperatura y frecuencia y barridos de velocidad de corte en estado estacionario y transitorio, con el fin de obtener información detallada sobre variables de procesamiento de alimentos. El proceso de nixtamalización afecto significativamente (P < 0.05) a las propiedades microestructurales y térmicas de la masa. Por medio de Microscopía de luz polarizada y DRX se mostró que la cristalinidad de los gránulos de almidón de la masa disminuyó; mientras que por medio de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), se observaron gránulos hinchados y dispersos sobre una superficie plastificada de almidón. Por otra parte, por medio de calorimetría diferencial de barrido (DSC), la entalpía de gelatinización (ΔH_gel) de la masa mostró diferencias significativa (P < 0.05), donde esta aumentó con el contenido de humedad de 6.7 ± 0.84 J/g para 55% en peso a 10.2 ± 0.4 J/g para 60% en peso. Los barridos de frecuencia mostraron un comportamiento predominantemente elástico, donde el módulo de almacenamiento (G') fue mayor al módulo de pérdida (G''), y fueron afectados (P < 0.05) significativamente en un intervalo pequeño de contenido de humedad y la temperatura. Los barridos de velocidad de corte en estado estacionario exhibieron adelgazamiento al corte y siguieron la ley de la potencia, donde el índice de comportamiento de flujo (n), disminuyó cuando la temperatura y el contenido de humedad aumentaron. El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de corte (η) fue bien descrito por la ecuación de Arrhenius, exhibiendo valores de energía de activación de energía (E_a) en el intervalo de 25.52 a 59.35 kJ/mol. En las mediciones transitorias de esfuerzo, todas las masas presentaron un aumento abrupto a altas velocidades de corte antes de alcanzar un estado estacionario. Se encontró que la amplitud de este sobre-aumento depende de la velocidad de corte. Por otro lado, la prueba de relajación de esfuerzo, de donde se obtuvo el tiempo de relajación principal (τ), mostró una relajación rápida a tiempos cortos, mientras que a tiempos largos se observó una relajación lenta. Los valores de τ variaron entre 10.46 to 0.43 s, y disminuyeron con la velocidad de corte. El comportamiento reológico de la masa se atribuyó a la formación de una estructura similar a la de un gel-débil, compuesto por gránulos de almidón hinchados y dispersos en una red reticulada, similar a un material biocomposito.

Keywords : masa de maíz nixtamalizado; almidón; reología lineal y no-lineal; microestructura; calorimetría; curvas de formación de pasta.

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