Efecto de la temperatura sobre películas de un aislado proteico del suero bovino (WPI) absorbidas sobre la interfase aceite-agua

Abstract

En este trabajo se ha estudiado la agregación interfacial inducida por el calor en un aislado proteico del suero bovino (WPI), previamente adsorbido sobre la interfase aceite-agua. Se ha seguido la evolución, durante el tratamiento térmico, de las características dinámicas interfaciales (tensión interfacial y propiedades dilatacionales superficiales), determinadas en un tensiómetro dinámico de gota, en unión de la observación microscópica y posterior análisis de la imagen de una gota que tiene adsorbida a la proteína sobre su superficie. Las variables estudiadas fueron la temperatura (en el intervalo comprendido entre 20 y 80 o C) y la concentración de proteína en el seno de la fase acuosa (en el intervalo comprendido entre 1.10 -1 y 1.10 -5 % en peso). Durante el tratamiento térmico, (a) la película de WPI presenta un comportamiento viscoelástico, con un ángulo de fase distinto de cero, (b) se incrementa el carácter elástico de la interfase, (c) se produce un incremento del módulo dilatacional superficial (E) y (d) una disminución de la tensión interfacial. La variación de E con el tiempo puede cuantificarse mediante ecuaciones de primer orden que pueden relacionarse con dos mecanismos cinéticos, asociados con la gelificación de WPI sobre la interfase aceite-agua. El tratamiento térmico produce cambios irreversibles en la película de WPI adsorbida sobre la interfase. Se han observado cambios significativos en las características interfaciales y en la imagen de la gota a concentraciones de proteína tan bajas como 1.10 -5 % en peso.

Heat-induced interfacial aggregation of a whey protein isolate (WPI) with a high content of β -lactoglobulin, previously adsorbed at the oil-water interface, was studied by interfacial dynamic characteristics (interfacial tension and surface dilational properties) performed in an automatic drop tensiometer coupled with microscopic observation and image analysis of the drop after heat-treatment. The temperature, ranging between 20 and 80 o C, and protein concentration in aqueous bulk phase, ranging between 1.10 -1 and 1.10 -5 % wt/wt, were studied as variables. The pH, and ionic strength were maintained constant at 5 and 0.05 M, respectively. During the heat-treatment, WPI films behave typically as viscoelastic with non-zero phase angle, but with increasing elastic characteristics as the heat-treatment progresses. During isothermal treatment the surface dilational modulus, E, increases and the interfacial tension, σ , and phase angle, φ , decrease with time to a plateau value. The time dependence of E can be quantified by a first-order equation according to two kinetic mechanisms. The rate of thermal changes in WPI adsorbed films increases with protein concentration in solution. Heat-treatment produces irreversible changes in WPI adsorbed films because the interfacial characteristics do not return to original values after cooling back to the initial temperature. Significant changes in interfacial characteristics and drop image associated with interfacial WPI gelation were observed at protein concentration as low as 1.10 -5 % wt/wt, even for heat-treatment at 40 o C.