WO2015086874A1 - Sistema y procedimiento para medir mojabilidad de productos alimentarios - Google Patents

Sistema y procedimiento para medir mojabilidad de productos alimentarios Download PDF

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WO2015086874A1
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Manuel GÓMEZ PALLARÉS
Mario MARTÍNEZ MARTÍNEZ
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Universidad De Valladolid
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    • G01N9/10—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials
    • G01N9/12—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials by observing the depth of immersion of the bodies, e.g. hydrometers
    • G01N9/18—Special adaptations for indicating, recording, or control

Definitions

  • the present invention falls within the industrial technical sector of devices for measuring physical properties of food products, and in principle is intended to be used with products derived from flour such as muffins or cookies.
  • the invention also relates to the process for analyzing the wettability of food items.
  • the texture of food products is usually analyzed by means of equipment called texturometers. These devices are based on a probe that presses the product when lowering at a certain speed, while recording the effort made by the probe on this path. Most of the probes press the product and have a pointed or rounded shape, but there are also cutting or with different geometries to mimic the use that consumers make of these products. And so there are probes that mimic the typical compression of the loaves between two fingers, or are capable of breaking a product, such as bananas or pasta, by its central part. In turn there are devices capable of seizing a product by two of its ends and subjecting it to tensile stresses. In this way the force of a closure is analyzed, for example. These devices must exert great force so that the product does not slip, and they are not suitable for picking up more delicate food products.
  • the invention is characterized by being a device capable of evaluating the wettability of food products when operating together with a texture analyzer. With this device it is possible to analyze the amount of liquid absorbed by a product when it is immersed in a liquid, as well as the speed of that absorption and the retention of liquid after the wetting process, as well as the resistance of the product in this process. All these measurements are achieved with a predefined test, and the data obtained are reproducible. Description of the figures
  • Figure 1 Diagram of the sample clamp. Profile (a) and elevation (b).
  • the device presented ( Figure 1) consists of two parallel plates, with a system to regulate the space between them manually.
  • the piece to be measured will be held softly between the approaching plates to guarantee this support, without breaking the piece.
  • the approach system is adjusted by a regulating mechanism (1), which approaches the fixed plate (2) towards a fixed plate (2).
  • a spring (4) is placed to maintain the pressure.
  • the internal surface of the plates will have a rough surface, or toothed, or with micro-tightening, so that when holding the product to be measured, the sliding by the gravity force itself is prevented.
  • This piece will have a fastening system (5) to a team capable of measuring the force made in the displacement of the pieces, such as a texturometer.
  • the piece will be placed between the two plates, as already mentioned.
  • a container with a certain liquid will be placed.
  • the product will descend, at a programmed speed, until it contacts the liquid. From that moment there is a decrease in the product, at the speed set, a fixed rest period, in which the product will be submerged in the liquid, and a rise in the product to the initial position at a set speed.
  • the force curve undergoes a slight decrease, which indicates absorption of the liquid by the product, increasing its weight, decreasing the volume of liquid dislodged and consequently decreasing the thrust according to the Archimedes principle. Therefore the slope of the curve in this phase (d), or the difference between the force exerted at the beginning and the end of it, gives us an idea of the liquid absorption in a second phase.
  • the third part of the curve corresponds to the ascent of the product to the initial position (c), where it ceases to be in contact with the liquid. There is a decrease in the force exerted, until a point is reached where the force is negative, indicating an overweight of the product due to the absorption and retention of the liquid once the piece is no longer submerged.
  • the maximum negative force (g) also indicates the total amount of water absorbed. After reaching that maximum, which usually coincides with the moment when the piece has returned to its initial position, there is a decrease in the negative force, until the curve stabilizes, a decrease that is related to the dripping of the liquid (h) , and therefore with the partial loss of the absorbed liquid when the piece is no longer in contact with the liquid where it has been wet. This decrease will therefore indicate the retention capacity of the absorbed liquid.
  • the products are fragmented during the test, both because of the increase in their weight when absorbing the liquid, and because of their own fragility.
  • the point at which this break occurs (f) indicates the fragility of that product, so that the faster it breaks the greater its fragility.

Abstract

La presente invención consta de un dispositivo capaz de sujetar un producto alimentario entre dos placas, de manera que conectado a un texturómetro permita analizar la mojabilidad de estos productos. Para el análisis de este parámetro se sumerge el producto en un líquido y se registra la fuerza que se opone al movimiento del producto alimentario, obteniéndose información de la absorción del líquido y la retención del mismo en el producto alimentario una vez extraído del líquido. Este sistema de medida permite, tanto analizar el comportamiento de distintos productos alimentarios cuando se mojan en un líquido determinado, como analizar el comportamiento de distintos líquidos cuando un producto alimentario se sumerge en ellos.

Description

SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA MEDIR MOJABILIDAD DE PRODUCTOS
ALIMENTARIOS
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se encuadra en el sector técnico industrial de dispositivos de medida de propiedades físicas de productos alimenticios, y en principio está pensado para ser utilizado con productos derivados de la harina como magdalenas o galletas. La invención también se refiere al procedimiento para analizar la mojabilidad de artículos alimentarios.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Muchos productos alimentarios son porosos, tienen la capacidad de absorber agua u otros líquidos, y esta propiedad es clave en su aceptación por parte de los consumidores. Como ejemplos destacados se puede hablar de bizcochos y otros productos derivados de masas batidas, como magdalenas, y de galletas. Estos productos suelen ser consumidos tras mojarse en un líquido, como leche o café. La cantidad de líquido que son capaces de absorber, lo rápido que se produce esta absorción y la resistencia de los productos a esta absorción, es decir, lo que aguantan sin romperse en este proceso, son factores clave en la calidad de bizcochos y galletas. Algunos otros productos, como el pan, pueden ser consumidos tras mojar en una salsa, o pueden mojarse en un líquido para la elaboración de algún plato cocinado. Por tanto la medida de la mojabilidad de estos productos es de gran utilidad, tanto en el desarrollo de nuevos productos como en el control de calidad de los productos ya desarrollados, así como en las investigaciones sobre formulaciones, cambios en el procesado, o incorporación de aditivos o enzimas para la mejora de este tipo de productos.
Existen numerosos métodos para analizar la mojabilidad de productos minerales, y productos duros, sin embargo muchos de estos métodos no se adaptan a productos alimenticios, mucho más débiles, o no consiguen imitar la acción del consumidor al mojar un producto en un liquido (buscar referencias) .
La textura de los productos alimenticios suele analizarse por medio de equipos denominados texturómetros . Estos equipos se basan en una sonda que presiona al producto al bajar a determinada velocidad, mientras que se registra el esfuerzo realizado por la sonda en este recorrido. La mayoría de las sondas presionan el producto y tienen forma puntiaguda o redondeada, pero también las hay de corte o con distintas geometrías para imitar el uso que los consumidores hacen de estos productos. Y así hay sondas que imitan la típica compresión de los panes entre dos dedos, o son capaces de romper un producto, como plátanos o pasta, por su parte central. A su vez existen dispositivos capaces de apresar un producto por dos de sus extremos y someterlo a esfuerzos de tracción. De esta forma se analiza la fuerza de un cierre, por ejemplo. Estos dispositivos deben realizar una gran fuerza para que el producto no se deslice, y no son aptos para coger productos alimenticios más delicados .
En general la mojabilidad de bizcochos, galletas y otros productos alimenticios se está analizando en la actualidad a través de pruebas sensoriales con consumidores, o panelistas entrenados
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Breve Descripción de la invención
La invención se caracteriza por ser un dispositivo capaz de evaluar la mojabilidad de productos alimentarios al operar junto con un equipo analizador de textura. Con este dispositivo es posible analizar la cantidad de líquido absorbido por un producto cuando se sumerge en un líquido, así como la rapidez de esa absorción y la retención de líquido tras el proceso de mojado, así como la resistencia del producto en este proceso. Todas estas medidas se consiguen con un ensayo predefinido, y los datos obtenidos son reproducibles . Descripción de las figuras
Figura 1. Esquema de la pieza de sujeción de la muestra. Perfil (a) y alzado (b) .
Figura 2. Gráfica obtenida en el ensayo propuesto. Se muestran dos curvas correspondientes a dos productos distintos .
Exposición detallada de la invención
El dispositivo presentado (Figura 1) consiste en dos placas paralelas, con un sistema para regular el espacio entre ellas de forma manual. La pieza que vaya a medirse quedará sujeta de forma suave entre las placas que se aproximarán para garantizar esta sujeción, sin romper la pieza. El sistema de aproximación se ajusta mediante un mecanismo regulador (1), que aproxima hacia una placa fija (2), la placa móvil (3) . Entre las placas se sitúa un muelle (4) para mantener la presión. La superficie interna de las placas tendrá una superficie rugosa, o dentada, o con micro- ajugas, para que al sujetar el producto a medir se impida el deslizamiento por la propia fuerza de gravedad. Esta pieza dispondrá de un sistema de sujeción (5) a un equipo capaz de medir la fuerza realizada en el desplazamiento de las piezas, como un texturómetro .
Para medir la mojabilidad de los productos, tras colocar el dispositivo en un texturómetro o equipo similar, la pieza se situará entre las dos placas, como ya se ha comentado. En la parte inferior se colocará un recipiente con un liquido determinado. El producto descenderá, a una velocidad programada, hasta que se ponga en contacto con el liquido. A partir de ese momento se produce un descenso del producto, a la velocidad que se fije, un periodo fijado de reposo, en el que el producto será sumergido en el liquido, y una subida del producto hasta la posición inicial a una velocidad fijada.
El equipo registrará en todo momento la fuerza que se opone al movimiento del producto analizado. Estas fuerzas serán positivas si impiden el movimiento descendente del producto y negativas si impiden el ascendente. La representación de esta fuerza frente al tiempo dará lugar a la curva mostrada en la figura 2.
En la curva obtenida tras el ensayo (figura 2) se observa un primer incremento de la fuerza, que se corresponde al esfuerzo que debe realizar la pieza para introducirse en el liquido, y que responde al principio de Arquimedes . Los productos que absorban liquido reducirán este incremento de la fuerza, cuya pendiente será menos pronunciada. Por tanto la pendiente de la curva en esta primera fase (a), o la fuerza máxima (e), alcanzada en el momento en que el producto queda en reposo, nos da una idea de la absorción inicial de liquido por parte del producto. La segunda parte de la curva corresponde al periodo donde el producto queda sumergido en el liquido de forma estable (sin moverse) (b) . En esta fase la curva de fuerza sufre un ligero descenso, que indica absorción del liquido por parte del producto, aumentando su peso, disminuyendo el volumen de liquido desalojado y por consiguiente disminuyendo el empuje según el principio de Arquimedes. Por tanto la pendiente de la curva en esta fase (d) , o la diferencia entre la fuerza ejercida al comienzo y al final de la misma, nos dan idea de la absorción de liquido en una segunda fase. La tercera parte de la curva corresponde al ascenso del producto hasta la posición inicial (c), donde deja de estar en contacto con el liquido. Se produce un descenso de la fuerza ejercida, hasta llegar un punto en el que la fuerza es negativa, indicando un sobrepeso del producto debido a la absorción y retención del liquido una vez la pieza deja de estar sumergida. La máxima fuerza negativa (g) también indica la cantidad total de agua absorbida. Tras alcanzar ese máximo, que suele coincidir con el momento en que la pieza ha retornado a su posición inicial, se produce un descenso en la fuerza negativa, hasta que la curva se estabiliza, descenso que está relacionado con el goteo del liquido (h) , y por tanto con la pérdida parcial del liquido absorbido cuando la pieza deja de estar en contacto con el liquido donde se ha mojado. Este descenso indicará, por tanto, la capacidad de retención del liquido absorbido. Por último hay que resaltar que en algunos casos los productos se fragmentan durante el ensayo, tanto por el incremento de su peso al absorber el liquido, como por su propia fragilidad. El punto en que se produzca esa rotura (f) indica la fragilidad de ese producto, de manera que cuanto más rápido se rompa mayor será su fragilidad.
En un ensayo rápido muchos de los productos no se llegan a romper, por lo que si se pretende estudiar la fragilidad de los productos es conveniente ralentizar el ensayo e incrementar el tiempo en que los productos están sumergidos en el liquido.
Para que este ensayo sea repetitivo, y se puedan comparar distintas formulaciones, o sistemas de procesado, deben fijarse varias condiciones, además de la velocidad del ensayo. El tamaño de las piezas o productos, asi como su forma, debe ser similar, ya que este influye en la absorción de agua, al modificar la superficie de intercambio. El liquido donde se moja el producto también debe ser el mismo ya que la composición de este liquido influirá en la absorción de agua por parte del producto. Por último la temperatura del liquido debe ser constante, ya que las temperaturas más altas incrementan la absorción de agua. Por tanto se recomienda que el liquido se encuentre situado en el interior de un baño termostático .

Claims

REIVINDICACIONES
1. Sistema para medir mojabilidad de productos alimentarios caracterizado porque comprende un dispositivo formado dos placas paralelas que se ajusta mediante un mecanismo regulador (1), que aproxima hacia una placa fija (2), la placa móvil (3) y un muelle (4) que se sitúa entre las placas para mantener la presión; un sistema de sujeción (5) que permite conectar el dispositivo y aparato ( texturómetro o dinamómetro) capaz de medir la fuerza realizada en el desplazamiento de las piezas.
2. Sistema para medir mojabilidad de productos alimentarios, según reivindicación 1, caracterizado porque la superficie interna de las placas (2 y 3) es rugosa, o dentada, o con microajugas, para que al sujetar el producto a medir se impida el deslizamiento.
3. Procedimiento para medir mojabilidad de productos alimentarios caracterizado porque comprende la sucesión de las siguientes etapas parciales : a) Descenso a velocidad fijada del producto alimentario a analizar sujeto por el dispositivo, unido a un texturómetro, en un liquido, y mantenimiento del producto sumergido durante un tiempo prefijado. En esta etapa se obtiene la curva indicadora de la absorción de liquido y velocidad de absorción del mismo. La pendiente de la curva en esta primera fase (a) , indicará la velocidad de absorción del liquido, mientras que la fuerza máxima (e) , alcanzada en el momento en que el producto queda en reposo, nos indica la absorción inicial de liquido por parte del producto.
b) Mantenimiento del dispositivo de forma que el producto quede sumergido en el liquido de forma estable durante un tiempo prefijado. La pendiente de la curva en esta fase (d) , o la diferencia entre la fuerza ejercida al comienzo y al final de la misma, nos indican la absorción de liquido por parte del producto sumergido en reposo,
Ascenso del dispositivo hasta la posición inicial (c) , donde el producto deja de estar en contacto con el liquido. La máxima fuerza negativa (g) indica la absorción global de liquido por parte del producto. La diferencia (h) entre esta fuerza máxima negativa (g) y la fuerza a la que se estabiliza la medida indica el goteo del liquido una vez extraído. En el caso de productos que se fragmenten durante el ensayo, tanto por el incremento de su peso al absorber el líquido, como por su propia fragilidad, el momento en que se produzca esa rotura (f) indica la fragilidad de ese producto (medido en unidades de tiempo) .
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