This work is focused on the development of o/w salad dressing-type emulsions stabilized by tuna proteins. The influence of protein conservation methods after the extraction process (freezing or liofilization) on the rheological properties and microstructure of these emulsions was analyzed. Processing variables during emulsification were also evaluated. Stable emulsions with adequate rheological and microstructural characteristics were prepared using 70% oil and 0.50% tuna proteins. From the experimental results obtained, we may conclude that emulsion rheological properties are not significantly affected by the protein conservation method selected. On the contrary, an increase in homogenization speed favours an increase in the values of the linear viscoelastic functions. Less significant is the fact that as agitation speed increases further, mean droplet size steadily decreases. | El presente trabajo se ha centrado en el desarrollo de emulsiones alimentarias aceite-en-agua estabilizadas con proteínas de atún. Específicamente, se ha analizado la influencia del método de conservación de las proteínas aisladas (liofilización, congelación) y de las condiciones de procesado seleccionadas sobre el comportamiento reológico y la microestructura de dichas emulsiones. Se han preparado emulsiones aceite en agua (con un contenido del 70% en peso de aceite) estabilizadas con proteínas de atún. La concentración de emulsionante usada ha sido 0,50% en peso. El comportamiento reológico de estas emulsiones no depende significativamente del método de conservación de la proteína empleado. Por otra parte, un aumento de la velocidad de agitación durante el proceso de manufactura de la emulsión da lugar a una disminución continua del tamaño medio de gota y a un aumento de las funciones viscoelásticas dinámicas, menos significativo a medida que aumenta dicha velocidad de agitación.

Droplet Size Distribution (DSD) and linear viscoelastic properties of concentrated o/w emulsions stabilized by different proteins (crayfish, gluten and soybean) have been studied. A typical behaviour of highly concentrated emulsions with a high degree of flocculation has been found. An increase in energy input for the emulsification process or in emulsifier concentration leads to an increase in both viscoelastic moduli (G’, G’’) as well as to a decrease in droplet size. Thus, an enhancement of the entanglement network produced by association of protein molecules that are surrounding oil droplets or are present in the continuous phase takes place, leading to a significant improvement of emulsion stability. | Se ha realizado un estudio de la distribución del tamaño de gotas y de las propiedades viscoelásticas lineales de emulsiones concentradas de aceite en agua, estabilizadas con diferentes proteínas (cangrejo, gluten y soja). Los sistemas estudiados siempre presentan un comportamiento típico de emulsiones altamente concentradas con un alto grado de floculación. Se ha observado que un incremento de la velocidad de agitación empleada durante la preparación o de la concentración de emulsionante dan lugar a un aumento de los módulos viscoelásticos (G’ y G’’) y a una disminución del tamaño de gotas. Por tanto se produce un reforzamiento del entramado formado por asociación de las gotas de fase dispersa y como consecuencia, un aumento en la estabilidad de las emulsiones.

The viscous and viscoelastic behaviour of food emulsions containing a mixture of egg yolk and sucrose stearate as a function of oil and sucrose stearate concentrations were studied. Oil concentrations ranged between 40- 55% w/w for emulsions containing 5% w/w sucrose stearate and sucrose ester concentrations varied between 0-10% w/w for emulsions containing 50% w/w oil. steady flow, linear oscillatory shear tests and droplet size distribution measurements were carried out. An increase in oil or emulsifier concentration produced an increase in both the steady-state viscosity and in the viscoelastic functions. The results have been explained on the basis of the relationship between the structural parameters and the rheology of the emulsions studied. | Se ha estudiado la influencia que ejercen las concentraciones de aceite y emulsionante sobre el comportamiento viscoso y viscoelástico de emulsiones alimentarias con bajo contenido en aceite estabilizadas por una mezcla de yema de huevo y estearato de sacarosa. Se han preparado emulsiones variando la concentración de aceite entre el 40 y el 55% p/p en emulsiones con un 5% p/p en sucroéster y la concentración de sucroéster entre el 0 y el 10% p/p manteniendo un 50% p/p en aceite. Se han realizado medidas reológicas en cizalla oscilatoria dentro del intervalo de viscoelasticidad lineal, representativas de un estado imperturbado, y medidas en cizalla estacionaria, que causan una gran destrucción estructural. También se han determinado las distribuciones de tamaños de gota. Un aumento en el contenido de aceite o emulsionante produce un aumento de las funciones viscoelásticas dinámicas y de la viscosidad estacionaria. Estos resultados se explican en función de los parámetros estructurales de las emulsiones.

Comunicación científica presentada en el XXI Simposium Expoliva 2023, Jaén (España) 10-12 mayo | En el proceso de elaboración del aceite de oliva se originan una serie de fluidos que en mayor o menor medida contienen cierta cantidad de agua. La determinación del agua que pueda haber presente en un aceite dado puede ser llevada a cabo por secado en estufa, aunque también es posible aplicar otros métodos basados en técnicas como la valoración química, la destilación, la espectrometría o el tratamiento de imágenes. En este contexto de estudio, y tratando de proponer una alternativa rápida y no costosa, se propone un método alternativo para determinar el contenido de agua presente en cualquier emulsión de agua en aceite, basado en la medida directa de variables físicas como el caudal, la pérdida de carga (presión) y la temperatura. Por las características del mismo, es destacable que su implementación podría ser ‘en línea de proceso’, lo que podría ser una ventaja, sobre otros métodos, a la hora de tomar decisiones en tiempo real.

Non-steady flow properties of concentrated oil in water emulsions containing oil (60-80% wt.), water and sucrose palmitate (1-5% wt.) of high hydrophilic-lypophilic balance were investigated. Stress growth, steady flow and linear viscoelastic measurements were carried out for this study. The emulsions studied exhibited a thixotropic behavior showing a very rapid stress overshoot. The stress decay was fitted to a Figoni-Shoemaker model using two exponentials. An stress undershoot was also produced under certain conditions. Shear brought about strong structural changes, such as droplet size redistribution at high oil content and temperature. Thus, the steady state viscosity does not fit an Arrhenius type equation with temperature. A shear thinning behavior was found for the steady state viscosity and the peak viscosity. | Se han estudiado emulsiones de calidad alimentaria aceite en agua estabilizadas por un palmitato de sacarosa de HLB=15. Dichas emulsiones se fabricaron a concentraciones comprendidas entre el 60 y el 80% (p/p) en peso de aceite vegetal con un 1-5% (p/p) en peso del sucroéster empleado como emulsionante. Para llevar a cabo este estudio se realizaron ensayos de crecimiento del esfuerzo, flujo estacionario y cizalla oscilatoria. Todos los sistemas estudiados presentan un comportamiento tixotrópico en flujo transitorio. Bajo determinadas condiciones, la cizalla puede hacer que el esfuerzo vuelva a aumentar con el tiempo tras haber alcanzado un valor pseudoestacionario. Este hecho se ha relacionado con una redistribución de tamaños de gota como consecuencia de la cizalla. Como resultado, la cizalla provoca una intensa destrucción estructural en los sitemas estudiados, no pudiéndose ajusfar la ecuación de Arrhenius a todo el Intervalo de temperaturas estudiado.

[ES] En la sociedad actual existe un interés creciente por disminuir el consumo de grasas. La reformulación de alimentos de consumo tradicional y el desarrollo de nuevos alimentos mediante el empleo de emulsiones, con bajo contenido en grasa y de digestibilidad controlada, capaces de mimetizar las propiedades de la grasa en el alimento, son opciones que están tomando importancia en investigación. En este trabajo se diseñan emulsiones aceite en agua (O/W), de diferente tamaño de glóbulo, utilizando como emulsionantes la lecitina de soja y el tween 20. El empleo de los ultrasonidos (US) permite obtener emulsiones con diferentes tamaños de glóbulo. El objetivo es estudiar cómo influye el tipo de emulsionante y el tamaño del glóbulo en la estructura y en la digestibilidad in vitro de la grasa de las emulsiones. Los resultados obtenidos muestran que el tratamiento por US mantiene el tamaño y la estructura del glóbulo, y disminuye los fenómenos de floculación y coalescencia durante el proceso de digestión intestinal in vitro, lo que favorece la digestibilidad de la grasa de la emulsión. | [CA] En la societat actual existeix un interès creixent per reduir el consum de greix. La reformulació d’aliments de consum tradicional i el desenvolupament de nous aliments mitjançant emulsions, amb baix contingut gras i digestibilitat controlada, capaços de mimetitzar les propietats del greix als aliments, son opcions que estan guanyant importància en investigació. En aquest treball es dissenyen emulsions oli en aigua (O/W), amb diferent mesura de glòbul, utilitzant com a emulsionant tween 20 i lecitina de soja. L’ús dels ultrasons (US) ens permet obtindre emulsions amb diferents mesures de glòbul. L’objectiu es estudiar com influeix l’emulsionant i la mida del glòbul en l’estructura i la digestibilitat in vitro del greix de les emulsions. Els resultats obtinguts mostren que el tractament per US manté la mesura i estructura del glòbul, i disminueix els fenòmens de floculació i coalescència durant el procés de digestió intestinal in vitro, el que afavoreix la digestibilitat del greix de les emulsions. | [EN] A growing interest in lowering the fat ingest on food is gaining importance in the actual society. The reformulation of traditional food and the development of new food using emulsions, with lower fat content, controlled digestibility and able to mimic fat properties, are options which are taking importance in food research. In this work, oil and water emulsions (O/W) with different droplet size are designed, using tween 20 and soy lecithin as emulsifiers. The use of ultrasounds (US) permits to obtain emulsions with different droplet size. The objective is to study how the emulsifier and the droplet size influence the structure and the in vitro digestibility of the fat in the emulsions. The results show that the US treatment maintains the size and structure of the fat droplet and lowers the flocculation and coalescence phenomena during the intestinal in vitro digestion, which stimulates the fat digestion of the emulsions. | TFGM | Vargas Fraile, H. (2017). Emulsiones aceite/agua diseñadas con diferente tamaño de gota. Relación estructura y digestibilidad in vitro. http://hdl.handle.net/10251/86910.

The influence of different surfactant/lupin protein ratio on the shear-flow and texture properties of oil-in-water emulsions was investigated in this work in order to find a synergistic effect between both types of emulsifiers. With this aim, texture, steady-shear flow and droplet size measurements were carried out. Different surfactants (Tween 20 and three sucrose esters) showing different phase behaviour in water solution were studied. From the experimental results it can be concluded that emulsions stabilised by mixtures of both, low- and high-molecular-weight emulsifiers, show lower values of steady-state viscosity and textural parameters than those found when lupin protein was the only emulsifier used, in spite of a higher average droplet size. The evolution of emulsion textural and flow parameters with the composition of the mixture used as emulsifier can be explained on the basis of the phase behaviour of the low-molecular-weight emulsifier, modifications on the composition at the interface and hydrophobic interactions between both type of emulsifiers. | En el presente trabajo se ha estudiado la influencia que ejerce la proporción proteína de altramuz/emulsionante de bajo peso molecular en el comportamiento viscoso y en las propiedades texturales de emulsiones alimentarias aceite en agua con el fin de investigar un posible efecto sinérgico entre ambos tipos de emulsionantes. Con este propósito, se efectuaron medidas de tamaño de gota, flujo viscoso y propiedades texturales en emulsiones estabilizadas por proteína de altramuz y tensioactivos de diferente HLB (Tween 20 y tres estearatos de sacarosa). De los resultados experimentales, se concluye que las emulsiones estabilizadas por ambos tipos de emulsionantes muestran valores de la viscosidad en estado estacionario y de las propiedades texturales estudiadas inferiores a los encontrados en la emulsión estabilizada únicamente con proteína de altramuz, a pesar de poseer esta última un mayor tamaño medio de gota. La dependencia de los parámetros de flujo y texturales con la composición de la mezcla de emulsionantes empleada puede explicarse atendiendo al comportamiento de fases que presentan los emulsionantes de bajo peso molecular, así como a la estructura de la película interfacial y las interacciones entre ambos tipos de emulsionantes.

The development of efficient emulsion is essential and requires a good understanding of the parameters that govern the formation and stability of the emulsion. The droplet size significantly affects the stability of the emulsion. In this study, the stability of pomegranate oil-in-water emulsions (0.5 to 7.0% v/v) was investigated using various emulsifiers in terms of droplet size and instability index during 16 days of storage. The Mastersizer and Lumisizer were used to measure the droplet size and instability index. It was observed that the minimum droplet size was achieved by using 0.3% carboxy methyl cellulose (5.37 μm) and maximum with 1.0/2.5% whey protein/maltodextrin (24.26 μm). The Lumisizer results during storage revealed the higher emulsion stability of carboxy methyl cellulose due to smaller droplet size and high thickness as compared to other emulsions studied. The findings of the present study would be useful for food applications to obtain fine and stable microcapsules. | El desarrollo de una emulsión eficiente es esencial y requiere una buena comprensión de los parámetros que rigen la formación y la estabilidad de la emulsión. El tamaño de la gota afecta significativamente a la estabilidad de la emulsión. En este estudio, se investigó la estabilidad de las emulsiones de aceite de granada en agua (0,5 a 7,0% v/v) usando varios emulsionantes, en términos de tamaño de gota e índice de inestabilidad, durante 16 días de almacenamiento. El Mastersizer y el Lumisizer se usaron para medir el tamaño de gota y el índice de inestabilidad. Se observó que, el tamaño mínimo de gota se logró utilizando 0,3% de carboximetilcelulosa (5,37 μm) y el máximo (24,26 μm), con 1,0/2,5% de proteína de suero/maltodextrina Los resultados del Lumisizer, durante el almacenamiento, revelaron una mayor estabilidad de la emulsión de carboximetilcelulosa debido al tamaño de gota más pequeño y al alto espesor en comparación con otras emulsiones estudiadas. Los resultados del presente estudio se utilizarían en aplicaciones alimentarias para obtener microcápsulas finas y estables.

This paper deals with the emulsification kinetics, rheological properties and droplet size distribution of oil-in-water emulsions, stabilised by non-ionic surfactant, using two different impellers, an anchor and a helical ribbon impeller. The geometric differences found between the impellers used produce a different flow pattern, that influences on the kinetics of emulsification, and so, on the droplet size distribution (DSD) and the rheological properties of the final emulsion. There are significant differences on DSD when the emulsion is processed with different impellers at low agitation speed. The mechanical spectrum of these emulsions can be explained taking into account their DSD. However, at higher agitation speeds, the mechanical spectrum can not be explained on basis their DSD. | Se estudia la cinética de emulsificación, propiedades reológicas y distribución de tamaños de gota de emulsiones aceite vegetal en agua, estabilizadas con un tensioactivo no iónico, usando dos tipos de agitadores, esto es, un agitador tipo ancla y uno helicoidal. Las diferencias geométricas existentes entre los agitadores utilizados conducen a la obtención de patrones de flujo diferentes, que puede afectar a la cinética de emulsificación, y por tanto, a la distribución de tamaños de gota (DTG) y a las propiedades reológicas de la emulsión final. Existen diferencias significativas en la DTG cuando la emulsión se procesa con diferentes agitadores a bajas velocidades de agitación, correspondiendo las más favorables a aquellas preparadas con el agitador de ancla. El espectro mecánico de estas emulsiones puede explicarse atendiendo a su DTG. Sin embargo, a altas velocidades de agitación, la DTG no puede explicar las diferencias encontradas en el espectro mecánico de estas emulsiones.

En este trabajo, se estudió el efecto del tipo de solvente sobre la separación de agua de un sistema agua-crudo pesado mediante un proceso de desemulsificación asistida por el uso de agentes químicos comerciales. El estudio se abordó desde las variaciones las propiedades físicas de viscosidad y densidad, que influyen de manera significativa los fenómenos de coalescencia y sedimentación mediante los cuales se da a separación de agua. Se realizaron las pruebas de botella utilizando tres tipos de diluyentes: queroseno, diésel y xileno, y se encontró que el queroseno y el xileno lograron aumentar la efectividad de la desemulsificación, mientras que el diésel no demostró tener un buen rendimiento, posiblemente debido a su baja viscosidad. Las mediciones de densidad del petróleo puro, el petróleo diluido en xileno (4% p/p) y mezclas del petróleo diluido con las bases Sx2 y Sx5 reflejó la influencia del solvente mediante una posible solubilización de componentes afines en el crudo, como los asfaltenos, que modifican su composición y así mismo su densidad. Las mediciones de viscosidad del petróleo diluido y el petróleo diluido con la base Sx2 a diferentes concentraciones no son concluyentes por la estrecha similitud entre sí, no obstante, la relación exponencial existente entre la viscosidad del crudo y el volumen de diluyente adicionado permite afirmar que una baja cantidad de xileno logra reducir notablemente la viscosidad del petróleo, favoreciendo así el posterior procedimiento de desemulsificación. Por último, se obtuvieron imágenes de las emulsiones con y sin dilución previa del petróleo, mediante microscopía óptica, en las cuales se observó la diferencia entre el comportamiento de las bases y cómo el efecto del solvente logró favorecer la coalescencia y la sedimentación del agua. | In this work, the effect of the solvent type on the water separation of a water-heavy crude oil system, through the demulsification process assisted with demulsifying chemical agents, was studied. The study was carried out from the variations on the physical properties: viscosity and density, which significantly influence the coalescence and sedimentation phenomena that allow water separation. Bottle tests were performed with three diluents: kerosene, diesel, and xylene, and it was found that kerosene and xylene could increase the demulsification effectiveness, but diesel did not show a good performance, surely because its low viscosity. Density measurements of crude oil, crude oil diluted with xylene (4% w/w), and diluted crude oil blended with demulsifiers Sx2 and Sx5 showed the effect of the solvent through a possible solubilization of alike components in the crude oil, like asphaltenes, that modifies its composition and its density. Viscosity measurements for diluted crude oil and diluted crude oil blended with demulsifier Sx2, at different concentrations, are not conclusive due to the close similarity among them, however, the exponential relation between crude oil viscosity and diluent volume incorporated help to affirm that a small xylene amount can significantly reduce the viscosity of crude oil, improving the subsequent demulsification process. Finally, images of emulsions with and without previous dilution of crude oil were obtained with optical microscopy, in which the difference between the demulsifiers¿ behavior and how the solvent effect could improve water coalescence and sedimentation. | Ingeniero Químico | Pregrado