1
EVALUACIÓN DE PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y FÍSICAS DE DOS
ALIMENTOS LÁCTEOS (YOGUR Y QUESO) ENRIQUECIDOS CON
NANOPARTÍCULAS DE Ca, Fe y Zn.
Evaluation of Physicochemical and Physical Properties for Two Dairy Products
(Yogurt and Cheese) Fortified with Nanoparticles of Ca, Fe and Zn.
Esmeralda Santillán U.1, Jorge Fernando Vélez R
1
Departamento de Ingeniería Química y Alimentos,
Universidad de las Américas Puebla.
Ex hacienda Sta. Catarina Mártir, 72810
San Andrés Cholula, Puebla. MEXICO
2
FN Consultores, S.A. de C. V.
Instituto de Diseño e Innovación Tecnológica
Boulevard del Niño Poblano 2901.
Unidad Territorial Atlixcáyotl
Puebla, Puebla, México. CP. 72197
Resumen
2
El yogur y el queso son dos productos lácteos altamente consumidos en todo el mundo.
Debido a sus características estructurales, representan una excelente estructura para la
incorporación de diversos nutrientes. El objetivo de este estudio fue fortificar, yogur
asentado y queso Panela con nanopartículas de hierro, zinc y calcio, para realizar una
comparación de su incorporación en forma nanoparticulada y en forma convencional (micro)
y así determinar su efecto sobre las propiedades fisicoquímicas y reológicas, durante 28 días
de almacenamiento. Se observó que el pH del yogur disminuyó, la acidez aumentó durante
el almacenamiento. La densidad y la humedad no mostraron diferencias entre muestras,
tampoco en almacenamiento. El color varió en yogur con hierro, el cambio neto aumentó en
almacenamiento para todas las muestras. La sinéresis aumentó en yogures con micro-
minerales y fue menor en nano-fortificados; mientras que durante el almacenamiento también
aumentó significativamente. El modelo de Herschel-Bulkley mostró mejor ajuste para el
comportamiento no newtoniano del yogur. Los yogures con nanopartículas de calcio y zinc
aumentaron su consistencia y firmeza, ambos parámetros disminuyeron durante el
almacenamiento; el esfuerzo de cedencia y el índice de flujo no cambiaron significativamente
durante el almacenamiento. El pH, la acidez y la humedad del queso, se mantuvieron estables
y no se observaron variaciones durante el almacenamiento. Los parámetros de color
mostraron variaciones en los quesos con hierro (nano y micro), las muestras fortificadas con
calcio y zinc no mostraron diferencias; durante el periodo de almacenamiento hubo un
incremento en el cambio neto de color. La textura de muestras con el nivel más alto de calcio
registró mayor dureza y menor adhesividad; durante el almacenamiento se observó un
incremento significativo en dureza y una disminución en adhesividad en todos los quesos.
En general, la fortificación con nanopartículas mostró ventajas sobre la fortificación
convencional.
Palabras clave: yogur, queso, fortificación, nanopartículas, propiedades fisicoquímicas y
físicas.
3
Abstract
Yogurt and cheese are two dairy products with high consumption. Due to their characteristics,
they are excellent structures for nutrients incorporation, a liquid food and a solid food. The
objective of this research was to fortify a set yogurt and a Panela cheese, with nanoparticles
of iron, zinc and calcium, to study and compare the effect of nanoparticles and conventional
(micro) minerals on the physicochemical and rheological properties, through 28 days of
storage. Yogurt pH decreased, acidity increased during storage, whereas density and moisture
did not show differences between samples and either with storage. Color varied in yogurt
with iron, and the net change of color augmented with storage for all samples. Syneresis
increased significantly in yogurt with micro-minerals and was lower in yogurt nano-fortified,
also it increased through storage time. Herschel and Bulkley model did the best fitting for the
non-Newtonian behavior of yogurt. Yogurt with nanoparticles of Ca and Zn increased their
consistency and firmness, both parameters decreased with time; yield stress and flow index
were stable during storage, without significant change. In cheese, pH, acidity and moisture
were stable and did not change with storage. Color parameters showed variations in cheese
with iron (nano and micro), cheese with calcium and zinc did not exhibit differences and the
net change of color augmented through storage for all samples. Texture of cheese with high
level of Ca had higher hardness and lower adhesivity; during storage a significant increase
in hardness and a decrease in adhesivity was observed for all cheeses. In general, the
fortification with nanoparticles exhibited advantages in comparison with conventional
fortification.
Key words: yogurt, cheese, fortification, nanoparticles, physicochemical and physical
properties.
4
Introducción
El bajo consumo o absorción de minerales como el calcio, el hierro y el zinc puede generar
deficiencias asociadas con problemas en la salud humana, incluyendo un mal crecimiento en
niños, huesos débiles y trastornos del sistema inmunológico. La fortificación de alimentos
puede desempeñar un rol importante para superar estos problemas. El yogur como producto
lácteo novedoso por un lado y el queso, como producto tradicional han ganado mucha
aceptación y aumentado su demanda por parte de los consumidores, ya que se perciben como
productos saludables, ricos en nutrientes como calcio y proteínas de alta calidad (Mckinley,
2005). Sin embargo, como es común con todos los productos lácteos, el contenido de hierro
y zinc es muy bajo naturalmente (Mehar-Afroz, Swaminathan, Karthikeyan, Pervez y
Umesh, 2012). Debido a su naturaleza y consumo generalizado, ambos productos pueden ser
vehículos adecuados para suministrar estos minerales.
La fortificación de alimentos con minerales es un método para controlar y disminuir las
deficiencias nutricionales en los seres humanos de cualquier edad. Los productos lácteos
como el yogur y el queso al ser alimentos altamente consumidos constituyen un vehículo
potencial para la adición de componentes que ayuden a mejorar la nutrición humana. Se han
publicado varios estudios sobre la fortificación del yogur con minerales (Gahruie, Eskandari,
Meshashi y Hanifpour, 2015; Karam, Gaiani, Hosri, Burgain y Scher, 2013, Ocak y Köse,
2010). Sin embargo el calcio, el hierro y el zinc pueden interactuar químicamente con
diversos ingredientes alimentarios, que pueden causar cambios en las propiedades
fisicoquímicas importantes para la calidad. La calidad de los productos lácteos fortificados
depende de la fuente mineral seleccionada, la concentración y los efectos potenciales sobre
las propiedades fisicoquímicas y funcionales (Fayed, 2015).
Los minerales como el calcio, el hierro y el zinc tienen especial importancia, ya que
cada uno de ellos se relaciona con un aspecto concreto del crecimiento y mantenimiento de
la salud en ser humano, el calcio se relaciona con el crecimiento de la masa ósea,
el hierro con el desarrollo de glóbulos rojos y tejidos musculares, el zinc con el desarrollo de
la masa ósea y muscular, también está relacionado con crecimiento del cabello y uñas
(Heaney, Rafferty, Dowell y Bierman, 2005). Éstos minerales son absorbidos en la mucosa
5
intestinal, lo cual está fuertemente influenciado por la solubilidad y la biodisponibilidad de
los minerales. Por lo tanto, la adición de minerales en forma de nanopartículas puede facilitar
la absorción, permitiendo la liberación de los minerales, como una opción alternativa para la
fortificación en la industria alimentaria (Santillán-Urquiza, Ruiz-Urquiza, Angulo-Molina,
Vélez-Ruiz y Méndez-Rojas, 2017; Mehar-Afroz et al., 2012). El uso de nanomateriales en
la fortificación de alimentos ha experimentado un crecimiento significativo en los últimos
años y es muy prometedor (Santillán-Urquiza, et al., 2017). Esta tendencia ha sido impulsada
por la capacidad de estas estructuras para mejorar la biodisponibilidad y la solubilidad de los
ingredientes activos debido a su gran relación superficie-volumen.
Las nanoestructuras tipo núcleo-coraza utilizadas para la fortificación del yogur y del
queso Panela, han sido previamente diseñadas, preparadas y evaluadas (Santillán-Urquiza,
Arteaga-Cardona, Hernández-Herman, Pacheco-García, González-Rodríguez, Coffer,
Mendoza-Álvarez, Vélez-Ruiz, y Méndez-Rojas, 2015), las nanopartículas están recubiertas
con inulina. La inulina contribuye a que estos minerales sean más solubles y biodisponibles,
reduciendo al mismo tiempo su reactividad. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue
determinar el efecto de la adición de nanopartículas de fosfato de calcio, óxido de hierro y
óxido de zinc recubiertas con inulina en un yogur de tipo asentado y en un queso fresco tipo
Panela, evaluando los posibles cambios en las propiedades fisicoquímicas, reológicas,
texturales y sensoriales inmediatamente después de su elaboración y durante el
almacenamiento en refrigeración, comparando los resultados de la adición de estos minerales
en su forma directa o micro y con un producto control.
Materiales y métodos
Para la fortificación se utilizaron nanopartículas de CaHPO
4
, -Fe
2
O
3
y ZnO recubiertas con
inulina (Fructagave SP750, Monterrey, México) y micro minerales comercialmente
disponibles de CaHPO
4
, -Fe
2
O
3
y ZnO (Sigma-Aldrich, México). Se utilizó leche comercial
líquida pasteurizada (Alpura
®
, México) y leche en polvo desnatada (Svelty
®
, México) para
la elaboración de las diferentes formulaciones de ambos productos lácteos. Microorganismos
liofilizados Choozit
®
(Danisco, México) que contienen: Lactobacillus delbrueckii spp.
6
bulgaricus y Streptococcus salivarius spp. thermophilus. Se empleó cuajo líquido
estandarizado (enzimas coagulantes microbianas) marca Cuamix (Cuamex
M.R.
,
México). Y
para el análisis de la digestión se utilizaron las enzimas pepsina (Golden Bell, México) y
pancreatina (Sigma-Aldrich, México).
Preparación de yogur
Para la preparación de yogur, se estandarizó la leche añadiendo 6 g de leche en polvo por 100
mL de leche pasteurizada. A continuación, se aplicó un tratamiento térmico elevando la
temperatura de la leche a 90°C durante 20 min y luego enfriando hasta 40-45°C. Después de
enfriar a 42°C, se añadió el cultivo liofilizado directamente y se agitó durante 10 min, y se
vertió en envases de plástico de 100 mL. Enseguida los minerales se añadieron a una
concentración como se describe en la Tabla 1 y se agitaron durante 20 min (120
agitaciones/min) hasta la disolución completa. Posteriormente, se incubó la leche con
minerales a 45ºC durante 5 h hasta alcanzar un pH de 4.6 (Lee y Lucey, 2010) y los productos
se almacenaron durante 28 días a 4 ± 1ºC.
Tabla 1
Elaboración del queso fresco
Para la elaboración del queso Panela, la leche estandarizada a 20% de sólidos, recibió un
tratamiento térmico de 63 ± 1°C por 30 min, luego se enfrió hasta 43 ± 1ºC. Luego se
añadieron los minerales para la fortificación del queso de acuerdo a las formulaciones de la
Tabla 2 (previamente disueltos en 10 mL de agua destilada), en seguida se realizó la
coagulación mediante la adición de 0.15 mL/L de cuajo (Cuamex
M.R.
, México) diluido en 50
mL de agua destilada. Una vez formada la cuajada se cortó en cubos de 1 cm
3
, se dejó reposar
durante 10 min, para luego eliminar el exceso de suero. Se realiza la adición de sal a la
cuajada (5 g de sal por, 200 g de masa de cuajo), se dejó reposar durante 10 min. Finalmente,
se realiza el desuerado, el moldeo de la cuajada y el envasado de quesos en bolsas de
polietileno selladas. Después de la elaboración los quesos se almacenaron en refrigeración a
4 ± 1°C hasta su análisis posterior. Se llevó a cabo el mismo procedimiento para todas las
muestras de quesos fortificados (Jiménez-Guzmán, Flores-Nájera, Cruz-Guerrero y Gracía-
Garibay, 2009; Lobato-Calleros, Ramos-Solís, Santos-Moreno y Rodríguez-Hueso, 2006).
7
Tabla 2
Síntesis de nanopartículas
Se prepararon nanopartículas inorgánicas de ZnO, -Fe
2
O
3
@ZnO y CaHPO
4
, todas
recubiertas con inulina, de acuerdo con los métodos presentados por Santillán-Urquiza et al.
(2015).
Caracterización de nanopartículas
Las nanopartículas se caracterizaron por diversos métodos instrumentales, tales como la
difracción de rayos X en polvo (DRX), la espectroscopia de infrarrojo por transformadas de
Fourier (FT-IR), la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y el análisis
termogavimétrico (TGA) (Yue-Jian, 2010; Santillán-Urquiza et al., 2015).
Determinación de la solubilidad de nano y micro minerales por digestión in vitro
Se aplicó el protocolo de digestión in vitro a las muestras de Ca
30N
, Ca
30M
, FZ
50N
, FZ
50M
,
Zn
50N
y Zn
50M,
de acuerdo a Cilla, Perales, Lagarda, Reyes Barbera y Farre (2008), con
modificaciones menores. Comprende dos etapas secuenciales: una gástrica y otra intestinal.
Para evaluar la digestibilidad gástrica de nanopartículas y micro minerales, se realizó el
proceso de disolución de 8 g de las muestras de yogur fortificado en una solución de HCl (6
mol/L) ajustada a pH 2. Como siguiente paso se adicionó una solución de la enzima pepsina
(20 mg por gramo de muestra), la mezcla se incubó a 37ºC con agitación durante 2 h (120
agitaciones por minuto). La incubación continuó durante 2 h, después de ajustar el pH a 7.2
con una solución de NaOH 0.5 mol/L. Las muestras se centrifugaron a 1252 gravedades
durante 20 minutos y se filtraron. La concentración de iones Ca (II), Zn (II) y Fe (III) se
determinaron por espectrofotometría de absorción atómica (Varian SpectrAA 220Fs,
Midland, ON, Canadá). Las concentraciones de los iones especificados se midieron en una
llama de aire/acetileno para Zn y Fe y llama de NO
2
/acetileno para Ca. La cantidad de iones
metálicos liberados se calculó a partir de una curva de calibración obtenida previamente
8
(Argyri, Birba, Miller, Komaitis y Kapsokefalou., 2009). Al final la mezcla se mantuvo en
hielo durante 15 min para detener la digestión enzimática.
Análisis Fisicoquímicos
El pH se midió por inmersión con un potenciómetro digital (Beckman, Denver, CO, EU),
previamente calibrado, a temperatura ambiente. Las muestras de queso fueron trituradas y
colocadas en agua (5 g de queso en 25 mL de agua destilada). El contenido de humedad se
determinó mediante evaporación de agua (método 16.032, A.O.A.C. 2000). La acidez se
cuantificó por titulación de 9 mL de yogur, mientras que para el queso se cuantificó por
titulación de 5 g de queso triturado en 25 mL de agua, usando fenolftaleína e NaOH (método
16.023, 135 A.O.A.C. 2000). La densidad se determinó mediante un método gravimétrico
usando picnómetros de aluminio (Fisherbrand, ON, Canadá). Todas las mediciones se
realizaron por triplicado.
El color del yogur y del queso se midieron por medio de un colorímetro Color Gard System
05 (Hunter Labs, Reston, VA, EU), previamente calibrado con una placa blanca, con valores
de reflectancia estandarizados de L= 93.82, a *= -3.58 y b*= 6.50 y expresada por los
parámetros L, a, b de la escala Hunter. Las pruebas también se realizaron por triplicado con
muestras de 20 mL cada una. Adicionalmente se calculó el cambio neto de color usando la
siguiente ecuación 1 (Díaz-Jiménez, Sosa-Morales y Vélez-Ruiz, 2004; Kahyaoglu, Kaya y
Kaya, 2005):
E = [(L-L
0
)
2
+ (a-a
0
)
2
+(b-b
0
)
2
]
0.5
(1)
Dónde: L, a, y b son los parámetros medidos correspondientes a las muestras de yogurt en
un tiempo determinado y L
0
, a
0
y b
0
son los parámetros de Hunter para el control.
Se determinó la sinéresis del yogur mediante un procedimiento de centrifugación, 10 g de
yogur se transfirieron a un tubo de vidrio de 50 mL y se centrifugaron a 3000 rpm durante
20 min a 10ºC (Rojas-Castro, Chacón-Villalobos y Pineda-castro, 2007). La sinéresis se
estimó como el suero liberado sobre el peso original (Ecuación 2) y correspondió al promedio
de tres determinaciones.
9
Sinéresis = (peso del sobrenadante / peso de yogur) * 100 (2)
Mientras que el suero proveniente del queso se obtuvo por centrifugación de queso rallado a
12500 gravedades a 20°C, el suero se recogió en una probeta graduada previamente pesada
(Guinee, Feeney, Auty y Fox, 2002).
Mediciones reológicas
La respuesta de flujo de las muestras de yogur se llevó a cabo en un viscosímetro Brookfield
(DV-III Brookfield Engineering Laboratories Inc., Middleboro, MA, EU). Los esfuerzos
cortantes () se determinaron a las velocidades de corte correspondientes () obtenidas con
las siguientes velocidades de giro: 5, 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80, 90 y 100 rpm a 20ºC. Los
datos experimentales se ajustaron al modelo de Herschel y Bulkley (Ecuac. 3) y al modelo
de Ley de Potencia (Ecuación. 4) (Ramírez-Sucre y Vélez-Ruiz, 2013).

0
+ K
n
(3)
= K
n
(4)
Dónde:
0
es el esfuerzo de cedencia (Pa), K es el coeficiente de consistencia (Pa s
n
) y n es
el índice de comportamiento al flujo (adimensional).
Para caracterizar el comportamiento de flujo de muestras de yogur se utilizaron los tres
parámetros, el esfuerzo de cedencia, el índice de flujo y el coeficiente de consistencia (K) de
estos modelos matemáticos. La raíz cuadrática media del error (RMSE) (Ecuación 5) se
utilizó para determinar cuál de los dos modelos tiene un mejor ajuste.
(5)
Dónde:
exp
y
pred
representan el esfuerzo cortante obtenido experimentalmente y predicho
por cada modelo reológico y d es el número de datos experimentales.
Análisis de textura
10
Para la prueba de textura, se realizó un análisis de perfil de textura (TPA) en yogur, para
determinar dos parámetros, dureza y cohesividad (Díaz-Jiménez et al., 2004; Walia, Mishra
y Pradyuman, 2009), usando un texturometro Texture Analyzer TA.XT2 (Stable Micro
Systems, Haslemere, Inglaterra) utilizando el software Texture Expert (v.1.22, 1999). Se
realizó la medición de la fuerza de la doble compresión (N) en las muestras fortificados y el
control (50 mL) utilizando un cuerpo cilíndrico de 4.3 cm de diámetro y descendiendo a una
velocidad de 0.5 mm/s (hasta una profundidad de 20 mm). Todas las mediciones se llevaron
a cabo a una temperatura de 20ºC después de 0, 7, 14, 21 y 28 días de almacenamiento y por
triplicado.
Para los quesos, se cortaron cubos de 15 mm de lado y se dejaron equilibrar a temperatura
ambiente (20ºC) durante 15 min. Las pruebas se realizaron utilizando un analizador de textura
Shimadzu (EZ Test, Kyoto, Japon) por triplicado. Se empleó una placa de compresión de
aluminio de 4.8 cm de diámetro, con una velocidad de ensayo de 1 mm/s, y un porcentaje de
deformación del 75%. La recolección y el cálculo de los datos se llevó acabo utilizando el
software Trapezium X.
Creep y relajación del esfuerzo
Las muestras de queso fresco se cortaron en cubos de 15 mm de grosor y 15 mm de diámetro,
las muestras se equilibraron a temperatura ambiente durante 1 h antes de la prueba. Las
mediciones se realizaron utilizando un analizador de textura Shimadzu (EZ Test, Kyoto
Japón) por triplicado. Se utilizo una placa de compresión de aluminio de 4.8 cm de diámetro.
Las pruebas de creep se realizaron utilizando una fuerza constante de 1 N durante 180 s.
Mientras que las pruebas de relajación del esfuerzo se llevaron a cabo con una deformación
constante durante 180 s, posteriormente se llevó a cabo la recuperación de la muestra durante
180 s (Osorio-Tobón, Ciro-Veláquez y Mejía, 2005). Las curvas de deformación en
porcentaje y de fuerza en Newtons vs tiempo en segundos, se obtuvieron utilizando el
software Trapezium X.
Determinación de la microestructura
Se utilizó la microscopia electrónica de barrido (MEB JEOL, Modelo JSM 5600 LV) para
determinar cambios en microestructura. Las muestras fueron deshidratadas por liofilización
11
durante 48 h. Posteriormente, las muestras de queso fueron montadas y recubiertas con una
fina capa de oro (Sombreador DENTON VACUUM, modelo DES V) para ser observadas al
microscopio. Las imágenes de electrones secundarios se lograron excitando la muestra con
voltajes de aceleración de 30 kV (Escobar et al., 2012).
Análisis sensorial
Con el fin de determinar la aceptación sensorial de los yogures fortificados, se realizó una
evaluación sensorial de siete muestras de yogur con un panel de 30 jueces no entrenados, en
dos sesiones, evaluando tres muestras en la primera sesión y cuatro muestras en la segunda
sesión. La evaluación sensorial se basó en una escala hedónica simple de nueve puntos, 1
para me disgusta extremadamente y 9 para me gusta extremadamente (Singh y
Muthukumarappan, 2008; Dello-Staffolo, Bertola, Martino y Bevilacqua, 2004).
Los panelistas evaluaron las muestras de yogur el séptimo día (para permitir la estabilización
del yogur y cualquier fermentación residual a través del almacenamiento refrigerado) con
base en cinco atributos: color, olor, sabor, textura y aceptabilidad general. Las siete muestras
utilizadas fueron las siguientes: el yogur natural o control y seis yogures fortificados, tres con
nanopartículas (Ca
30N
, FZ
50N
y Zn
50N
) y tres con micro minerales (Ca
30M
, FZ
50M
y Zn
50M
).
Por otro lado, con la finalidad de determinar el grado de aceptación sensorial de los quesos,
también se realizó una evaluación sensorial de cinco muestras de yogur con un panel de 25
individuos no entrenados. La evaluación sensorial se basó en la misma escala hedónica de
nueve puntos, de 1 a 9 (Singh y Muthukumarappan, 2008; Dello-Staffolo et al., 2004). Los
panelistas evaluaron las muestras de queso en el séptimo día para los mismos atributos, color,
olor, sabor, textura y aceptabilidad general. Utilizando en este caso cinco formulaciones: el
queso control y cuatro quesos fortificados, tres con nanopartículas (Ca
30N
, FZ
50N
y Zn
50N
) y
uno con micro minerales (Zn
50M
).
Diseño experimental
El yogur fortificado se hizo con tres minerales: calcio, hierro y zinc de dos fuentes diferentes:
micro-minerales (convencional) y nanominerales (nanopartículas). Las cantidades
adicionadas fueron 240 mg de Ca, 7.50 mg de Fe y 7.50 mg de Zn para microminerales,
mientras que para los nanominerales se utilizaron 240 y 120 mg de Ca, 7.50 y 3.75 mg de Fe,
12
y 7.50 y 3.75 mg de Zn en 100 mL de yogur (Tabla 1), además del yogur control. Todas las
muestras de yogur control y fortificado se analizaron al día 0, 7, 14, 21 y 28 días de
almacenamiento. Las cantidades del mineral adicionado fueron calculadas en base a
proporcionar una cantidad del IDR (Ingesta Diaria Recomendada) que se consideró adecuada
(15-80%).
Las variables de respuesta identificadas como propiedades fisicoquímicas, reológicas y
texturales se examinaron estadísticamente con el software Minitab (v.16, Minitab Inc.,
Pennsylvania, EU.). El análisis estadístico se realizó mediante análisis de varianza
(ANOVA). La prueba de Tukey se aplicó para comparaciones múltiples de los valores
medios.
Análogamente, los quesos se elaboraron incorporando los tres minerales, de las mismas dos
fuentes micro y nano minerales. Las cantidades añadidas fueron 7.50 mg de Zn para micro
minerales, mientras que para los nano minerales se utilizaron 120 y 240 mg de Ca, 3.75 y
7.50 mg de Fe, y 3.75 y 7.50 mg de Zn en 100 g de queso (Tabla 1), además del queso control.
Todas las muestras de queso se analizaron el día 1, 8, 15, 22 y 29. Las variables de respuesta
identificadas como propiedades fisicoquímicas, texturales y sensoriales se examinaron
estadísticamente con el software Minitab (v.16, Minitab Inc., Pennsylvania, EU.). El análisis
estadístico se realizó mediante análisis de varianza (ANOVA). Y la prueba de Tukey se
aplicó para comparaciones múltiples de los valores medios.
Discusión
Caracterización de Nanopartículas
Las nanopartículas con el núcleo inorgánico de Ca, Fe o Zn tuvieron un tamaño medio en el
rango de 50 a 80 nm y resultaron solubles en agua. La inulina se seleccionó como material
de recubrimiento debido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad y bioactividad como un
compuesto prebiótico bien conocido. Una imagen de las nanopartículas, obtenida por
microscopía electrónica de transmisión (MET), se presenta en la Figura 1. La caracterización
completa de las nanopartículas fue reportada previamente por Santillán-Urquiza et al. (2015).
Figura 1
13
Yogur Asentado
Determinaciones fisicoquímicas en yogures fortificados
pH y acidez
En los alimentos y particularmente en productos lácteos, la determinación de acidez es muy
importante para expresar la influencia tanto de los componentes y sus reacciones
bioquímicas, como de los cambios durante su procesamiento, además de que permite inferir
sobre la calidad de los mismos. Los resultados de pH y acidez para yogur se incluyen en la
Tabla 3, mismas que no mostraron diferencias significativas entre las formulaciones frescas
tanto con nanopartículas como con micro-minerales y no se observaron diferencias con
respecto al control. No se encontraron diferencias significativas porque los yogures
fortificados tienen el mismo comportamiento que el yogur control. Los valores de pH
mostraron una tendencia significativa a disminuir (P <0.05) durante el almacenamiento de
todas las muestras. La disminución del pH durante el almacenamiento se debe a la producción
de ácido láctico por las bacterias presentes en el yogur. El mismo comportamiento de
disminución del pH durante el almacenamiento fue reportado por El-Kholy, Osman, Gouda
y Ghareeb. (2011) en un yogur fortificado con hierro y leche de búfala durante diez días de
almacenamiento. Los valores de acidez incrementaron significativamente a lo largo de 28
días de almacenamiento en todas las muestras (Tabla 3). Los valores obtenidos son
consistentes, pero inferiores con los observados por Drago y Valencia, (2000) que reportaron
valores de 0.80 a 1.80 g/100 mL de ácido láctico en productos lácteos fortificados con hierro
y zinc.
Tabla 3
Sinéresis
La sinéresis como separación de las fases en una suspensión es un fenómeno natural que
ocurre en productos lácteos como yogur, es un atributo importante en la calidad del yogur y
otros productos lácteos (Ocak y Köse, 2010). Los yogures fortificados con micro minerales
14
(Ca
30M
, FZ
50M
y Zn
50M
) tuvieron los valores más altos de sinéresis con 46.5, 55.4 y 51.2 g/100
mL respectivamente, en comparación con los yogures fortificados con nanopartículas y el
yogur control (Tabla 3). Las muestras fortificadas con nanopartículas fueron las más estables,
lo que se puede atribuir al tamaño de las nanopartículas y a la presencia de inulina, que
promueve la retención de agua. Está de acuerdo con los resultados obtenidos por Achanta,
Aryana y Boeneke (2007), para yogur fortificado con hierro, zinc y magnesio.
Los valores de sinéresis mostraron diferencia significativa (P < 0.05) durante el
almacenamiento, aumentando en todas las muestras. Estos resultados son comparables con
los reportados por Díaz-Jiménez et al. (2004) quienes prepararon un yogur con fibra
reportando valores de sinéresis de 45 a 65 g/100mL.
Humedad
El contenido de humedad no mostró diferencia significativa (P < 0.05) entre los yogures
fortificados con micro-minerales, con nanopartículas y el control (Tabla 3). Como se
esperaba, la humedad no cambió por la adición de minerales. Durante el almacenamiento, los
valores de humedad oscilaron entre 83 y 84 g/100 g. Resultando valores similares a los
reportados por Karam et al. (2013), en el intervalo de 80 a 85% para un yogur fortificado con
diferentes proteínas de leche.
Densidad
Similarmente y como se esperaba, dado que las formulaciones son semejantes, los valores de
densidad no mostraron una diferencia significativa (P < 0.05) y durante el almacenamiento,
tampoco hubo cambios para ninguna muestra (Tabla 2). Debido a que la densidad está
relacionada con la humedad y con el contenido total de sólidos en las muestras; al no haber
cambios en éstos, la densidad se conservó estable. Los resultados son comparables a los
reportados por Donkor, Henriksson, Vasiljevic y Shah (2007) y Singh y Muthukumarappan
(2008).
15
Color
Los tres parámetros de color basados en la escala de Hunter para todas las muestras se
incluyen en la Tabla 4. L, a y b, en las muestras frescas fortificadas con calcio y zinc y el
control, no tuvieron diferencias significativas (P < 0.05), debido a que los minerales añadidos
son de color blanco. Pero las muestras fortificadas con hierro si mostraron diferencia
significativa en comparación con el control o con las muestras fortificadas con calcio y zinc.
Esto se debe a que el óxido de hierro añadido es rojo, lo que produjo una disminución de la
luminosidad (L), un aumento significativo del parámetro a, con tendencia al rojo, y una
reducción del parámetro b* que muestra una disminución del color amarillo de las muestras
de yogur. Estos valores concuerdan con lo reportado por Ramírez-Sucre y Vélez-Ruiz (2013)
para muestras con alta concentración de caramelo y de fibra en la formulación de yogur.
Durante el almacenamiento, se observó una disminución significativa en L y b, mientras que
el parámetro a mostró un aumento significativo en todas las muestras (Tabla 4). La presencia
de minerales favorece la oxidación de los lípidos del yogur durante el almacenamiento,
disminuyendo así la luminosidad y provocando cambios en los otros dos parámetros. Estos
valores son comparables a los reportados por Achanta et al. (2007) en yogures fortificados
con varios minerales. El análisis del parámetro global E, a través del almacenamiento,
mostró cambios significativos en todas las muestras, como resultado de las variaciones
observadas en los tres parámetros de color.
Tabla 4
Propiedades reológicas
La naturaleza del flujo de los sistemas de yogur puede apreciarse en su respuesta a la
deformación o reograma (Figura 2). Los cuales muestran un comportamiento de flujo
característico, indicando que la viscosidad no es constante. Todas las muestras, incluyendo
el control, muestran una naturaleza plástica porque los esfuerzos cortantes no parten del
origen. Ramírez-Sucre y Vélez-Ruiz (2013) y Damin, Alcántara, Nunes y Oliveira (2009),
también reportan este comportamiento no-newtoniano en yogur adicionado con diferentes
16
ingredientes. De acuerdo con los valores RMSE, el modelo que mejor se ajustó fue el modelo
de Herschel y Bulkley, mostrando los valores más bajos de error (< 0.4) en comparación con
el modelo de Ley de Potencia (> 1.0).
Figura 2
Los resultados del índice de flujo fueron de 0.20 a 0.30 para el modelo de Ley de Potencia y
de 0.22 a 0.33 para el modelo de Herschel-Bulkley, no mostraron diferencias significativas
para ninguna de las muestras fortificadas con microminerales y nanopartículas, con respecto
al control (Tabla 5). Todos los sistemas mostraron un comportamiento de reducción de corte,
con índices de flujo inferiores a uno. Estos valores de n fueron comparables con los
reportados por Aportela-Palacios, Sosa-Morale, y V
lez-Ruiz, (2005) en los cuales n varió
de 0.35 a 0.45 para el yogur fortificado con calcio.
Los valores del coeficiente de consistencia obtenidos con el modelo de Herschel-Bulkley al
día 0 oscilaron entre 5.0 y 7.6 Pa s
n
; las muestras fortificadas con nanopartículas Ca
30N
y
Zn
50N
mostraron una diferencia significativa (P < 0.05) y tuvieron los valores más altos de
K
HB
en comparación con las otras concentraciones y con el control (Tabla 6). Esto indica una
mayor interacción, misma que puede estar asociada con el tamaño de las nanopartículas.
Puede considerarse que el calcio Ca
30N
favorece la interacción de nanopartículas de fosfato
de calcio con la caseína y la presencia de inulina promueve el aumento de la consistencia del
yogur (Sfakianakis y Tzia, 2014; Heaney et al., 2005). En el caso del yogur fortificado con
zinc, el aumento significativo de la consistencia puede estar asociado con la interacción del
zinc mediante la unión a micelas de caseína y más específicamente al fosfato de calcio
coloidal; lo que mejora la consistencia del yogur en presencia de zinc (Drago y Valencia,
2002). Estas interacciones no ocurren en presencia de hierro, ya que no mostró una influencia
significativa (Tabla 5).
Tabla 5
Este coeficiente de consistencia tuvo una disminución significativa en todas las muestras
durante el almacenamiento. Esta reducción de la consistencia del yogur se debe
principalmente a cambios estructurales en el gel, de acuerdo con la pérdida de firmeza o
17
rigidez de la matriz proteica (Lee y Lucey, 2010). Esta tendencia de K
HB
a través de
almacenamiento también fue reportada por Diaz-Jimenez et al. (2004) y Basak y
Ramaswamy (1994) para un yogur bajo en grasa con fibra añadida y enriquecido con pectina
y concentrados de frutas, respectivamente.
Los resultados del índice de flujo y el esfuerzo de cedencia, durante el período de
almacenamiento, no mostraron diferencias significativas para todas las muestras. Esto
sugiere que ambos parámetros de flujo, no se ven afectados por la adición de minerales ni
por la presencia de inulina en las formulaciones analizadas. Los resultados son comparables
a los reportados por Peng, Serra, Horne y Lucet (2009).
Análisis de textura
Las propiedades físicas de los productos lácteos coagulados se ven afectadas por sus
componentes estructurales. Según Walia et al. (2009), la disposición de la red estructural
determina tanto las características reológicas como las texturales de yogur y queso, y está
influenciada por factores como la composición y los procesos de fabricación.
Los resultados de la firmeza y cohesividad se resumen en la Tabla 6; en la cual la firmeza se
determinó como la fuerza necesaria para alcanzar una deformación dada, que es un parámetro
comúnmente evaluado para expresar la textura del yogur. La firmeza del yogur aumenta en
aquellas muestras con mayor concentración de minerales y principalmente en yogures
fortificados con nanopartículas, reflejando una estructura de gel más fuerte. Los valores más
altos de firmeza con 0.93 y 0.72 N, correspondieron a las muestras con Ca
30N
y Zn
50N
,
respectivamente; resultados que pueden atribuirse a la interacción de estos minerales con la
matriz proteica del yogur, haciéndose más fuertes que las otras formulaciones y el yogur
control. Los valores obtenidos en este estudio son comparables a los resultados de firmeza
de 0.65 a 0.97 N para yogur fortificado con calcio, reportados por Damin et al. (2009).
En un producto semi-sólido como el yogur, la cohesividad representa la resistencia del
producto a una segunda deformación con respecto a su respuesta en la primera deformación.
El valor de cohesividad fue mayor en casi todas las muestras fortificadas con calcio, el valor
más alto fue para la muestra Ca
30N
con - 0.65, lo que se puede atribuir a la adición de
18
nanopartículas en mayor concentración. Ambos parámetros texturales del yogur fortificado
se determinaron durante el almacenamiento (Tabla 6). Se observó una disminución
significativa en los parámetros de firmeza y cohesividad para todas las muestras, relacionados
con cambios en consistencia durante el almacenamiento.
Tabla 6
Solubilidad y evaluación sensorial
Los resultados de solubilidad a través de la prueba de digestibilidad mostraron que las
nanopartículas de calcio, hierro y zinc fueron más solubles que los microminerales.
Por otro lado, los resultados de las pruebas sensoriales indican que las muestras fortificadas
con nanopartículas mostraron diferencia significativa, en comparación con los yogures
fortificados con micro-minerales en todos los atributos evaluados. Y de acuerdo a lo
observado en la evaluación, se puede concluir que los niveles de calcio y zinc pueden ser
incorporados en las muestras de yogur sin causar cambios significativos en la aceptación del
consumidor. Singh y Muthukumarappan (2008) observaron resultados similares en su estudio
de yogur fortificado con calcio.
Queso Panela
Determinaciones fisicoquímicas en quesos fortificados
pH y acidez
Aunque la evolución del pH y de la acidez en el queso son importantes, no lo son tanto como
en el yogur donde su cambio está directamente relacionado a las bacterias acido lácticas. Los
resultados de las determinaciones de pH y acidez del queso se presentan en la Tabla 7. No se
observaron diferencias significativas entre las formulaciones de queso con nanopartículas y
con microminerales, ni con respecto al control. Debido a la escasa cantidad de lactosa
contenida en el queso y a su limitada participación en reacciones, hay estabilidad en el pH y
la acidez de este producto lácteo (Ginee et al., 2002; Ramírez-López y Vélez-Ruiz, 2012).
19
Durante el almacenamiento tampoco se observaron cambios significativos (P < 0.05) para
los valore de pH en ninguna de las muestras, con valores de 5.8 de las muestras al día 1, a
6.0 a los 29 días de almacenamiento (Tabla 7). Los valores obtenidos en nuestro estudio
concuerdan con Escobar et al. (2012), que reportaron valores de pH en el rango de 5.6-6.4
para queso Panela adicionado con microorganismos probióticos. Por otro lado, los valores de
acidez no mostraron cambio significativo durante el almacenamiento de 29 días en ninguna
de las muestras fortificadas con nano y micro minerales y el queso control, la acidez fue
prácticamente constante (0.61 g/100g). Este valor de acidez es comparable al reportado por
Torres-Vitela et al. (2012) con 0.612 % de ácido láctico, también en queso Panela.
Tabla 7
Suero extraíble
Los quesos fortificados con nano y microminerales de hierro, calcio y zinc mostraron los
valores más bajos de sinéresis con un rango de 9.1 a 9.3 g/100 g, y mostraron diferencias
significativas (P < 0.05) en comparación con el queso control, que tuvo el valor más alto de
sinéresis 13.70 g/100 g (Tabla 2). En general las muestras fortificadas con minerales fueron
estables y tuvieron mejor retención de humedad; esto se puede atribuir al incremento de
solidos totales, interacción de los minerales con el agua y en el caso particular de las muestras
fortificadas con Ca, que interactúa fisicoquímicamente con la estructura proteica, se
promueve la retención de agua. Esta propiedad no mostró cambios significativos en las
muestras durante el almacenamiento. Este efecto puede relacionarse al pH y la acidez, que al
mantenerse constantes contribuyen a la estabilidad de las caseínas y la retención de agua
(Ramírez-López y Vélez-Ruiz, 2012). Estos resultados son comparables con los reportados
por Jiménez-Guzmán et al. (2009) quienes prepararon un queso Panela, reportando valores
de suero extraíble de 8.0 ± 4.0%.
Humedad
La determinación de humedad no mostró diferencia significativa entre los quesos fortificados
con micro-minerales, nanopartículas y el control (Tabla 7). La humedad no fue afectada por
la adición de minerales. Durante el almacenamiento, los valores de humedad oscilaron entre
20
53 y 56 g/100 g y todas las muestras de queso, tampoco mostraron diferencias significativas.
Guerra-Martínez, Montejamo y Martín-del-Campo (2012), obtuvieron 51-52 % de humedad,
también en queso Panela. Por otro lado, Ramírez-López y Vélez- Ruiz. (2012) reportaron
valores de humedad de 53 a 58 % para este tipo de queso.
Parámetros de color
Los parámetros de color basados en la escala de Hunter para todos los quesos se incluyen en
la Tabla 8. No se observaron diferencias significativas (P < 0.05) para aquellos quesos
fortificados con micro y nanominerales de Ca, Zn y control en los tres parámetros (L, a y b),
debido a que los minerales añadidos son de color blanco. Por otro lado, las muestras
fortificadas con Fe
M
si mostraron diferencia significativa en comparación con el control y
con las otras muestras fortificadas (nano y micro). Esto es debido a que el óxido de hierro
añadido en la formulación es de color rojo. Lo que produjo una disminución de la
luminosidad, un aumento del parámetro a, que indica la presencia del color rojo. Y un
incremento del parámetro b, que muestra una tendencia al color amarillo de las muestras de
queso.
Durante el almacenamiento, se observó una disminución significativa (P < 0.05) en los
parámetros L y b, mientras que el parámetro a mostró un aumento significativo en todas las
muestras (Tabla 8). La presencia de minerales en el almacenamiento favorece la oxidación
de los lípidos, disminuyendo así la luminosidad y provocando cambios en los parámetros a y
b. Esta evolución de los tres parámetros de color, también lo reportan Wadhwani y McMahon
(2012) en quesos Cheddar comerciales.
El análisis del cambio neto E) durante el almacenamiento, mostró cambios significativos
(P < 0.05) en todas las muestras, como resultado de las variaciones observadas en los tres
parámetros de color. A partir de los 15 días de almacenamiento, se observó el cambio
significativo para las muestras de queso fortificadas y el control. Esto se puede interpretar
como el tiempo necesario para que un producto lácteo con características como el que fue
elaborado presente los cambios más notables generados por reacciones de oxidación de las
grasas y otros cambios bioquímicos (Ramírez-López y Vélez-Ruiz, 2012).
21
Tabla 8
Analisis de perfil de textura (TPA)
La evolución de las propiedades de textura analizadas por parámetros de TPA se muestran
en la Tabla 9. Los resultados para la prueba de dureza como fuerza necesaria para alcanzar
una deformación (Castro et al., 2014) mostraron que los quesos fortificados con nano y micro
minerales de calcio con las concentraciones más altas del mineral (Ca
30N
y Ca
30M
) y la
muestra control obtuvieron los valores más altos de dureza de 10.6 a 16.0 N para la muestra
Ca
30N
y de 10.2 a 17.7 N para las muestras fortificadas con micro calcio Ca
30M
y de 8.8 a 15.6
N para el control, mostrando diferencias significativas (P < 0.05) con respecto a las muestras
fortificadas con hierro y zinc (nano y micro). Esto indica que el calcio interactúa con la
estructura proteica de caseína haciendo el queso más firme (Ginee et al., 2002; Ramírez-
López y Vélez-Ruiz, 2012).
Por otro lado, la adhesividad se considera como la medida del trabajo necesario para vencer
las fuerzas de atracción entre la superficie del alimento y la superficie de otros materiales
(Castro, Novoa, Algecira y Buitrago, 2014) por ejemplo durante la masticación la
adhesividad corresponde a la fuerza requerida para retirar el material que se adhiere al paladar
durante el consumo de alimentos. Los resultados de adhesividad mostraron que los valores
observados para la muestra fortificada con hierro micro (FZ
50M
) fueron significativamente
más altos (P < 0.05) en comparación con la muestra control, en el rango de -0.6 a -0.7 N-mm.
Contrariamente, las muestras fortificadas con nanominerales de hierro y zinc (FZ
50N
y Zn
50N
)
tuvieron los valores más bajos de -1.2 a -1.3 y de -1.1 a -1.7 N-mm, respectivamente (Tabla
9). Los resultados obtenidos sugieren que los quesos con nanopartículas mostraron una
ventaja, ya que se considera un atributo positivo que la muestra no se adhiera a los dientes y
al paladar, este efecto puede ser debido a que los nanominerales son más solubles en
comparación con los minerales micro, logrando mayor estabilidad en la estructura proteica
(Santillán-Urquiza et al., 2017; Osorio-Tobón et al., 2005).
La cohesividad representa el punto límite hasta el cual puede deformarse el material antes de
romperse (Osorio-Tobón et al., 2005). Los resultados muestran que no hubo diferencias
significativas (P < 0.05) entre las muestras fortificadas con calcio, hierro y zinc (nano y
22
micro), ni con respecto al control (Tabla 9). Este comportamiento puede deberse a que los
quesos frescos no llevan a cabo un proceso de maduración, por lo tanto, los resultados de
cohesividad para todas las muestras fortificadas y el queso control, no mostraron diferencia
entre las muestras frescas al día 1 y a los 29 días de almacenamiento con valores obtenidos
de 23 a 26. Los resultados observados concuerdan con los valores de dureza, adhesividad y
cohesividad, para queso Panela también reportados por Lobato-Calleros, Lozano-Castañeda
y Vernon-Carter (2009) y Guerra- Martínez et al. (2012).
Durante el almacenamiento hubo un incremento significativo de dureza de todas las muestras,
lo que sugiere un reordenamiento en la estructura de la caseína.
Tabla 9
Creep
La prueba de fluencia o creep es una prueba dependiente del tiempo que representa
deformaciones similares a las aplicadas cuando la cuajada es prensada para la expulsión del
suero, causando el rompimiento de interacciones de componentes estructurales (Castro et al.,
2014).
Se realizaron pruebas preliminares para determinar la fuerza necesaria para deformar el queso
Panela de acuerdo a lo reportado en otros trabajos donde reportan fuerzas aplicadas para la
deformación con una variación de 0.7 a 1.5%. Correspondiendo a 1 N, la fuerza necesaria
para deformar los quesos fortificados con nano y micro minerales y el control elaborados en
el laboratorio, determinándolo por medio del análisis de las gráficas de creep (Castro et al.,
2014; Osorio- Tobón et al., 2005). Las Figuras 3a y 3b muestran las curvas para la prueba de
creep, donde se observa el porcentaje de deformación de los quesos Panela fortificados con
nano y micro minerales al aplicarles 1N de fuerza durante 180 s. Se puede observar en la
figura 1a, que el porcentaje de deformación aumentó con respecto al tiempo hasta llegar a un
punto máximo para luego decaer un poco. Los quesos fortificados con nano minerales de
calcio (Ca30N) mostraron diferencias significativas en el porcentaje de deformación con
valores más bajos, entre 1 y 1.5 % (Figura 3a), lo que concuerda con los valores de dureza
observados (Tabla 9), ya que a mayor dureza menor deformación; este comportamiento de
efecto de dureza en las curvas de creep fue reportado por Osorio-Tobón et al. (2005) en un
23
queso Edam.
Por otro lado, los resultados del porcentaje de deformación con respecto al tiempo para todas
las muestras analizadas de queso fortificado con nano y micro minerales y para el control al
día 29 fue entre 1.5 y 3 %, sin mostrar diferencias significativas con los valores de las curvas
observadas al día 1 (Figura 3a). Lo que sugiere que el tiempo de almacenamiento no tuvo
efecto en el porcentaje de deformación debido a que la estructura de las muestras se conservó
estable durante este tiempo, este efecto puede estar relacionado con la estabilidad en los
valores de humedad, pH y acidez reportados, debido a que variaciones en el pH relacionado
con la producción de ácido láctico puede desestabilizar las fuerzas iónicas que mantienen la
red de caseínas, generando quesos con mayor humedad y menos compactos, lo que pudiera
generar una diferencia en el porcentaje de deformación de los quesos (Ramírez- López y
Vélez- Ruiz, 2012).
Figura 3
Relajación del esfuerzo
En un ensayo de relajación, la muestra es expuesta a una deformación constante por
compresión entre dos platos paralelos y se monitorea el esfuerzo resultante durante un tiempo
determinado. La curva de fuerza (N) contra tiempo (s) se utiliza para determinar la fuerza
necesaria para generar una deformación dada y posteriormente se hace el seguimiento de la
relajación o disminución del esfuerzo (Castro et al., 2014).
Los resultados de las curvas de relajación sugieren que las muestras de queso fortificadas con
nano y micro minerales, así como con el queso control tuvieron el mismo comportamiento,
es decir no hubo diferencia significativa. En las figuras 4a y 4b, se observa que los quesos
fortificados con nano y micro minerales y el control mostraron una deformación máxima
entre 1 y 1.1 N a los 90 s, posteriormente se presenta una fase estacionaria durante 200 s,
expresando la parte sólida y ocupando la mayor parte de la prueba (57% del tiempo), para
terminar propiamente con la relajación a partir de los 300 s. La relajación observada
posteriormente a la fase estacionaria, representa 40-50% de la fuerza aplicada en la primera
compresión, es decir del orden de 0.5-0.6 N. Lo que indica que la textura predominantemente
24
sólida de las muestras, no fue afectada por la adición de los minerales en la fortificación. Un
comportamiento semejante fue reportado por Osorio-Tobón et al. (2005) en un queso Edam.
Figura 4
Microestructura (MEB)
Se utilizó microscopía electrónica de barrido para observar el efecto de la fortificación con
nano y micro minerales de calcio, hierro y zinc en la microestructura de los quesos y en la
muestra control. Algunas de las micrografías realizadas, están incluidas en la Figura 5. La
micrografía 5a corresponde al queso control, la 5b a la muestra fortificada con nanopartículas
de calcio, y la 5c a la muestra fortificada con nanopartículas de hierro. En las cuales se puede
observar una red tridimensional continua con huecos romboides y circulares de diferentes
tamaños uniformemente distribuidos en una estructura compacta. Mientras que en las
muestras de queso fortificadas con zinc nano (5d) y micro (5e), se puede observar una
estructura más abierta o menos compacta en comparación con las otras.
En general en todas las micrografías se puede observar la estructura característica para
muestras de queso fresco, lo que concuerda con las pocas diferencias que se pueden observar
en las pruebas de textura. Las micrografías son parecidas a la observada por Escobar et al.
(2012) para queso panela con probióticos y por Jiménez-Guzmán et al. (2009) en queso
Panela, también.
Figura 5
Evaluación sensorial
Para determinar la aceptación sensorial de los quesos fortificados con calcio (Ca
30N
), zinc
(Zn
50N
y Zn
50M
) y hierro (FZ
50N
) y el queso control, se realizó una prueba de aceptación con
un grupo de 25 panelistas no entrenados. La Figura 6 muestra los resultados obtenidos en la
degustación de las muestras de queso con nano y micro minerales y el queso control. En
general las muestras fortificadas con calcio, zinc y el control, mostraron los valores más altos
para los cinco atributos analizados y fueron evaluados como muestras similares, sin
diferencias significativas (P < 0.05). Por su parte, la muestra fortificada con hierro mostro
valores significativamente más bajos en los cinco atributos, debido al color rosa que adquirió
por la adición del óxido de hierro.
25
Figura 6
Los resultados sugieren que los quesos fortificados con nanopartículas de zinc mostraron
buena aceptación, lo que le brinda un valor agregado, debido a que el queso Panela es un
producto con valor nutricional y ampliamente consumido, pero con bajos niveles de zinc. Por
otro lado, las nanopartículas de calcio y zinc se incorporaron en las muestras de queso en
niveles de IDR de 30% para Ca y de 50% para Zn, sin causar cambios significativos en su
aceptación. Los resultados de nuestra evaluación sensorial del queso Panela son similares a
los reportados por Escobar et al. (2012) y Jiménez-Guzmán et al. (2009) para el mismo tipo
de queso, aun utilizando diferentes formulaciones.
Conclusiones
Este trabajo condujo a la preparación de un yogur y un queso fortificados con nanopartículas,
para consumo humano, que potencialmente puede contribuir con iones de Ca (II), Fe (III) y
Zn (II). Para determinar el efecto y las diferencias entre la fortificación con nanopartículas y
con micro minerales respecto a una muestra control (sin minerales), se realizó el análisis de
las propiedades fisicoquímicas y reológicas en ambos productos lácteos, tanto en muestras
frescas, como almacenadas.
El pH, la acidez, la humedad y la densidad no fueron significativamente diferentes, en ambos
productos, los cambios con respecto al tiempo fueron notables en el yogur y no en el queso.
Los resultados de los parámetros de color mostraron diferencias significativas sólo para el
yogur y el queso fortificados con hierro. La sinéresis mostró una disminución importante en
algunas de las muestras de yogur fortificadas con nanopartículas, lo que se considera como
un valor añadido. Todos los yogures fortificados y el control mostraron un comportamiento
no newtoniano, correspondiendo al modelo de Herschel-Bulkley un mejor ajuste Los yogures
fortificados con nanopartículas de calcio y zinc mostraron diferencias significativas en
parámetros como la consistencia y la firmeza en comparación con las muestras que contienen
hierro y el control.
26
En los resultados de la digestibilidad con el yogur, las nanopartículas de calcio, hierro y zinc
mostraron más solubilidad que los microminerales. Y en términos generales, las muestras de
yogur fortificado fueron sensorialmente bien aceptadas, se observó que las mejores
puntuaciones fueron obtenidas por las muestras fortificadas con nanopartículas de Ca
30N
y
Zn
50N
para todos los atributos. En general, las muestras fortificadas con nanopartículas
presentaron ventajas frente a la fortificación convencional utilizando micro-minerales y
comparadas con el control, debido a que presentan mejoras en aspectos que son importantes
para determinar la calidad del yogur.
Los resultados de TPA, mostraron que la dureza de quesos fortificadas con calcio (nano y
micro) tuvo los valores más altos y la prueba de adhesividad tuvo los valores más bajos. Por
otro lado, en las curvas de creep y relajación del esfuerzo se observó que los quesos
fortificados con calcio (nano y micro) obtuvieron la menor deformación y expresaron la
naturaleza sólida de las muestras.
En general, las muestras fortificadas con nanopartículas de calcio y zinc presentaron buenos
atributos y aceptación sensorial en los niveles de fortificación propuestos, mientras que las
muestras fortificadas con hierro presentaron buenos atributos de textura, pero debido al color
rosado no resultó atractivo para los consumidores, obteniendo los puntajes más bajos de la
escala hedónica.
AGRADECIMIENTOS
La autora Santillán-Urquiza reconoce el apoyo financiero para sus estudios de doctorado en
Ciencias de la Alimentación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT-Me
xico) y la Universidad de las Américas Puebla (UDLAP). Agradecemos a Fernando Arteaga
Cardona (UDLAP) por su valiosa participación y sugerencias.
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32
TABLAS
Tabla 1. Formulaciones de yogures fortificados y control (100 g de muestra).
Muestras
Mineral
Cantidad
(mg)
IDR
(%)
Inulina
(mg)
Humedad
(%)
Sólidos
totales
(%)
Control
0
0
0
0
84.02
15.98
Ca
30N
Ca
240
30
15
82.08
17.98
Ca
30M
Ca
240
30
15
82.24
17.76
Ca
15N
Ca
120
15
15
82.67
17.33
FZ
50N
Fe/Zn
nano
7.5/12
50/80
15
83.50
16.50
FZ
50M
Fe/Zn
micro
7.5/12
50/80
15
83.76
16.24
FZ
25N
Fe/Zn
nano
3.7/6
25/40
15
82.70
17.30
Zn
50N
Zn
nano
7.5
50
15
82.59
17.41
Zn
50M
Zn
micro
7.5
50
15
82.96
17.04
Zn
25N
Zn
nano
3.7
25
15
82.11
17.89
IDR: Ingesta Diaria Recomendada, 15, 25, 30, 40, 50, 80: Concentración de mineral, N: nanopartículas, M: micro.
33
Tabla 2. Formulaciones de quesos fortificados y control (100 g de muestra).
Muestras
Minerales
Tamaño
Cantidad
(mg)
IDR (%)
Humedad
(%)
Sólidos
totales (%)
Control
0
0
0
0
56.43
43.57
Ca
30N
Ca
calcio
nano
240
54.78
45.22
Ca
30M
Ca
calcio
nano
120
55.76
44.24
Ca
15N
Ca
hierro
zinc
nano
7.5
12
55.41
44.59
FZ
50N
Fe/Zn
hierro
zinc
nano
3.75
6
55.27
44.73
FZ
50M
Fe/Zn
zinc
nano
7.5
55.46
44.54
FZ
25N
Fe/Zn
zinc
nano
3.75
55.28
44.72
Zn
50N
Zn
calcio
micro
240
54.90
45.10
Zn
50M
Zn
hierro
zinc
micro
7.5
12
55.19
44.81
Zn
25N
Zn
zinc
micro
7.5
55.49
44.51
IDR: Ingesta Diaria Recomendada, 15, 25, 50: Concentración de mineral, N: nanopartículas, M: micro.
34
Tabla 3. Propiedades fisicoquímicas de yogures fortificados (28 días de almacenamiento).
Muestras
Tiempo
(días)
Acidez
(g/100mL)
Sinéresis
(g/100mL)
Humedad
(g/100g)
Densidad (kg/m
3
)
Control
0
14
28
0.86 ± 0.01
bA
0.88 ± 0.01
a
0.89 ± 0.01
a
43.51 ± 0.01
cC
48.76 ± 0.01
b
52.72 ± 0.01ª
84.02 ± 0.03
aA
83.73 ± 0.09
a
84.00 ± 0.02
a
1046.14 ± 0.12
aA
1043.25 ± 0.32
a
1043.83 ± 0.93
a
Ca
30N
0
14
28
0.87 ± 0.01
bA
0.88 ± 0.01
a
0.89 ± 0.01
a
42.10 ± 0.01
cC
47.75 ± 0.01
b
51.54 ± 0.01ª
83.90 ± 0.01
aA
83.75 ± 0.01
a
83.90 ± 0.08
a
1045.32 ± 0.52
aA
1053.23 ± 0.83
a
1046.89 ± 0.59
a
Ca
15N
0
14
28
0.87 ± 0.01
bA
0.87 ± 0.01
b
0.88 ± 0.01
a
42.33 ± 0.01
cC
50.80 ± 0.01
b
53.54 ± 0.01ª
83.90 ± 0.02
aA
83.59 ± 0.07
a
84.00 ± 0.04
a
1049.66 ± 0.18
aA
1054.90 ± 0.74
a
1049.12 ± 0.80
a
Ca
30M
0
14
28
0.86 ± 0.01
bA
0.87 ± 0.01
b
0.88 ± 0.01
a
46.52 ± 0.01
cB
53.00 ± 0.01
b
56.72 ± 0.01ª
83.50 ± 0.01
aA
83.90 ± 0.01
a
84.00 ± 0.01
a
1047.84 ± 0.32
aA
1049.56 ± 0.45
a
1051.29 ± 0.38
a
FZ
50N
0
14
28
0.87 ± 0.01
bA
0.88 ± 0.01
b
0.90 ± 0.01
a
43.00 ± 0.01
cC
48.51 ± 0.01
b
53.45 ± 0.01ª
83.75 ± 0.02
aA
83.90 ± 0.01
a
84.00 ± 0.04
a
1049.18 ± 0.99
aA
1046.56 ± 0.76
a
1044.01 ± 0.08
a
FZ
25N
0
14
28
0.87 ± 0.01
bA
0.87 ± 0.01
b
0.88 ± 0.01
a
43.54 ± 0.01
cC
51.95 ± 0.01
b
53.40 ± 0.01ª
83.81 ± 0.03
aA
83.94 ± 0.01
a
84.00 ± 0.01
a
1048.81 ± 0.26
aA
1043.22 ± 0.61
a
1046.96 ± 0.98
a
FZ
50M
0
14
28
0.86 ± 0.01
bA
0.86 ± 0.01
b
0.91 ± 0.01
a
55.39 ± 0.01
cA
52.45 ± 0.01
b
56.30 ± 0.01ª
83.71 ± 0.01
aA
83.94 ± 0.01
a
84.00 ± 0.01
a
1051.33 ± 0.92
aA
1047.41 ± 0.54
a
1048.18 ± 0.09
a
Zn
50N
0
14
28
0.86 ± 0.01
bA
0.86 ± 0.01
b
0.89 ± 0.01
a
48.48 ± 0.01
cB
46.84 ± 0.01
b
47.88 ± 0.01ª
83.67 ± 0.01
aA
83.87 ± 0.01
a
84.00 ± 0.01
a
1049.44 ± 0.70
aA
1050.44 ± 0.34
a
1042.39 ± 0.78
a
Zn
25N
0
14
28
0.86 ± 0.01
bA
0.88 ± 0.01
b
0.89 ± 0.01
a
40.93 ± 0.01
cD
46.08 ± 0.01
b
47.21 ± 0.01ª
83.76 ± 0.00
aA
83.80 ± 0.09
a
83.94 ± 0.08
a
1046.32 ± 0.19
aA
1043.41 ± 0.05
a
1044.41 ± 0.47
a
Zn
50M
0
14
28
0.86 ± 0.01
aA
0.86 ± 0.01
b
0.90 ± 0.01
c
51.18 ± 0.01
cA
54.15 ± 0.01
b
54.44 ± 0.01ª
83.62 ± 0.05
aA
83.81 ± 0.08
a
84.00 ± 0.08
a
1045.24 ± 0.47
aA
1043.22 ± 0.61
a
1047.41 ± 0.54
a
Media de tres replicas. Los valores con letras diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Letras minúsculas=
diferencias durante el almacenamiento, letras mayúsculas=diferencias entre muestras.
35
Tabla 4. Parámetros de color de yogures fortificados a los 28 días de almacenamiento
Muestras
Tiempo (d)
L
a
b
E
Control
0
14
28
89.71 ± 0.41
aA
88.27 ± 0.09
b
82.31 ± 0.01
c
-4.02 ± 0.02
cA
-2.19 ± 0.01
b
1.57 ± 0.04
a
12.08 ± 0.00
aA
-11.31 ± 0.05
b
9.76 ± 0.04
c
0.00 ± 0.00
c
2.28 ± 0.08
b
4.17 ± 0.03
a
Ca
30N
0
14
28
90.12 ± 0.18
aA
88.12 ± 0.02
a
83.56 ± 0.01
b
-4.12 ± 0.02
cA
2.21 ± 0.01
b
1.58 ± 0.13
a
-11.68 ± 0.12
aA
-10.95 ± 0.01
b
9.60 ± 0.01
c
0.00 ± 0.00
b
2.01 ± 0.41
a
2.06 ± 0.76
a
Ca
15N
0
14
28
89.76 ± 0.25
aA
87.69 ± 0.40
b
82.77 ± 0.44
c
-4.17 ± 0.02
cA
-2.17 ± 0.02
b
-1.87 ± 0.01
a
11.80 ± 0.04
aA
10.84 ± 0.05
b
9.47 ± 0.03
c
0.00 ± 0.00
b
2.14 ± 0.09
a
3.38 ± 0.17
a
Ca
30M
0
14
28
89.93 ± 0.11
aA
86.23 ± 0.05
b
83.11 ± 0.14
c
-4.15 ± 0.04
cA
-1.97 ± 0.01
b
-1.72 ± 0.06
a
11.74 ± 0.02
aA
10.50 ± 0.01
b
9.78 ± 0.01
c
0.00 ± 0.00
c
3.46 ± 0.23
b
3.38 ± 0.22
a
FZ
50N
0
14
28
86.69 ± 0.28
aB
84.44 ± 0.10
b
78.96 ± 0.60
c
0.78 ± 0.09
cB
0.31 ± 0.04
b
3.34 ± 0.04
a
10.58 ± 0.02
aB
8.38 ± 0.04
b
7.41 ± 0.23
c
0.00 ± 0.00
b
2.93 ± 0.00
a
5.51 ± 0.00
a
FZ
25N
0
14
28
85.91 ± 0.07
aB
83.34 ± 0.10
b
78.40 ± 0.26
c
-0.04 ± 0.01
cB
1.86 ± 0.02
b
2.12 ± 0.14
a
10.87 ± 0.09
aB
9.11 ± 0.01
b
8.36 ± 0.10
c
0.00 ± 0.00
c
2.93 ± 0.23
b
5.51 ± 0.16
a
FZ
50M
0
14
28
86.03 ± 0.12
aB
83.49 ± 0.25
b
81.05 ± 0.11
c
-0.01 ± 0.01
bB
0.50 ± 0.08
ab
1.16 ± 0.05
a
10.71 ± 0.02
aB
9.48 ± 0.08
b
8.83 ± 0.05
c
0.00 ± 0.00
c
4.29 ± 0.23
a
2.90 ± 0.20
b
Zn
50N
0
14
28
89.79 ± 0.34
aA
86.16 ± 0.08
b
82.11 ± 0.19
c
-4.18 ± 0.00
bA
1.99 ± 0.10
a
-1.82 ± 0.06
a
-11.76 ± 0.01
aA
10.08 ± 0.04
b
9.67 ± 0.00
c
0.00 ± 0.00
b
3.99 ± 0.20
a
4.40 ± 0.07
a
Zn
25N
0
14
28
89.57 ± 0.13
aA
86.41 ± 0.06
b
83.48 ± 0.07
c
-4.17 ± 0.00
cA
-1.79 ± 0.04
b
-1.87 ± 0.07
a
11.80 ± 0.03
aA
10.27 ± 0.02
b
9.59 ± 0.03
c
0.00 ± 0.00
b
4.27 ± 0.01
a
3.17 ± 0.13
a
Zn
50M
0
14
28
90.44 ± 0.48
aA
88.03 ± 0.14
b
81.43 ± 0.12
c
-4.10 ± 0.02
cA
-2.12 ± 0.01
b
-1.67 ± 0.02
a
11.83 ± 0.06
aA
10.01 ± 0.02
b
8.93 ± 0.04
c
0.00 ± 0.00
c
2.60 ± 0.08
b
4.56 ± 0.10
a
Media de tres replicas. Los valores con letras diferentes denotan diferencias significativas (P < 0.05). E
= cambios durante el almacenamiento. Letras minúsculas para diferencias durante el almacenamiento. Letras
mayúsculas para diferencias entre muestras.
36
Tabla 5. Propiedades de flujo de yogures fortificados (28 días de almacenamiento).
Muestras
Tiempo
(días)
n
LP
K
LP
(Pa·s
n
)
n
HB
K
HB
(Pa·s
n
)
0
(Pa)
Control
0
14
28
0.34 ± 0.01
aA
0.34 ± 0.03
a
0.35 ± 0.01
a
5.53 ± 0.03
aB
5.15 ± 0.09
b
4.05 ± 0.02
c
0.36 ± 0.01
aA
0.35 ± 0.01
a
0.32 ± 0.01
a
5.39 ± 0.03
aB
4.76 ± 0.09
b
3.76 ± 0.02
c
0.47 ± 0.02
aA
0.42 ± 0.02
a
0.30 ± 0.03
a
Ca
30N
0
14
28
0.21 ± 0.01
aA
0.27 ± 0.02
a
0.35 ± 0.01
a
8.19 ± 0.01
aA
5.94 ± 0.01
b
4.62 ± 0.08
c
0.22 ± 0.01
aA
0.29 ± 0.01
a
0.30 ± 0.01
a
7.55 ± 0.01
aA
6.21 ± 0.01
b
4.31 ± 0.08
c
0.57 ± 0.02
aA
0.61 ± 0.03
a
0.38 ± 0.09
a
Ca
15N
0
14
28
0.30 ± 0.01
aA
0.34 ± 0.02
a
0.49 ± 0.01
a
5.97 ± 0.02
aB
4.00 ± 0.07
b
2.78 ± 0.04
c
0.32 ± 0.01
aA
036 ± 0.01
a
0.37 ± 0.01
a
5.53 ± 0.02
aB
3.73 ± 0.07
b
2.55 ± 0.04
c
0.47 ± 0.08
aA
0.31 ± 0.04
a
0.26 ± 0.00
a
Ca
30M
0
14
28
0.31 ± 0.01
aA
0.35 ± 0.05
a
0.39 ± 0.00
a
5.51 ± 0.01
aB
4.00 ± 0.01
b
3.45 ± 0.01
b
0.33 ± 0.01
aA
0.36 ± 0.01
a
0.29 ± 0.01
a
5.16 ± 0.01
aB
3.71 ± 0.01
b
3.24 ± 0.01
c
0.43 ± 0.02
aA
0.32 ± 0.05
a
0.35 ± 0.08
a
FZ
50N
0
14
28
0.27 ± 0.01
aA
0.29 ± 0.07
a
0.39 ± 0.01
a
5.41 ± 0.02
aB
5.73 ± 0.01
a
2.55 ± 0.04
b
0.28 ± 0.01
aA
0.30 ± 0.01
a
0.29 ± 0.01
a
5.01 ± 0.02
aB
5.32 ± 0.01
ab
2.44 ± 0.04
b
0.42 ± 0.09
aA
0.35 ± 0.06
a
0.29 ± 0.08
a
FZ
25N
0
14
28
0.24 ± 0.01
aA
0.35 ± 0.03
a
0.41 ± 0.00
a
5.15 ± 0.03
aB
3.72 ± 0.01
b
2.88 ± 0.01
c
0.25 ± 0.01
aA
0.37 ± 0.01
a
0.38 ± 0.01
a
6.19 ± 0.03
aB
3.47 ± 0.01
b
2.73 ± 0.01
c
0.35 ± 0.06
aA
0.28 ± 0.01
a
0.17 ± 0.08
a
FZ
50M
0
14
28
0.30 ± 0.01
aA
0.32 ± 0.03
a
0.34 ± 0.01
a
6.06 ± 0.01
aB
4.42 ± 0.01
b
3.83 ± 0.01
c
0.32 ± 0.01
aA
0.34 ± 0.01
a
0.23 ± 0.01
a
5.58 ± 0.01
aB
4.11 ± 0.01
b
2.68 ± 0.01
c
0.50 ± 0.02
aA
0.33 ± 0.04
a
0.19 ± 0.09
a
Zn
50N
0
14
28
0.26 ± 0.01
aA
0.32 ± 0.02
a
0.34 ± 0.01
a
7.37 ± 0.01
aA
4.89 ± 0.01
b
3.80 ± 0.01
c
0.28 ± 0.01
aA
0.33 ± 0.01
a
0.35 ± 0.01
a
6.80 ± 0.01
aA
4.93 ± 0.01
b
3.58 ± 0.01
c
0.60 ± 0.07
aA
0.39 ± 0.04
a
0.40 ± 0.08
a
Zn
25N
0
14
28
0.26 ± 0.01
aA
0.33 ± 0.03
a
0.36 ± 0.01
a
6.31 ± 0.00
aB
4.18 ± 0.09
b
4.27 ± 0.08
b
0.28 ± 0.01
aA
0.34 ± 0.01
a
0.35 ± 0.01
a
6.47 ± 0.00
aB
4.49 ± 0.09
b
4.00 ± 0.08
c
0.31 ± 0.09
aA
0.32 ± 0.05
a
0.35 ± 0.07
a
Zn
50M
0
14
28
0.20 ± 0.01
aA
0.31 ± 0.03
a
0.37 ± 0.01
a
6.79 ± 0.05
aB
4.45 ± 0.08
b
3.39 ± 0.08
c
0.22 ± 0.01
aA
0.32 ± 0.01
a
0.29 ± 0.01
a
6.15 ± 0.05
aB
4.13 ± 0.08
b
3.21 ± 0.08
c
0.57 ± 0.07
aA
0.34 ± 0.01
a
0.30 ± 0.04
a
Media de tres replicas. Los valores con letras diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05).
0
= esfuerzo de cedencia, n= índice de
flujo, K= coeficiente de consistencia, PL= modelo de Ley de potencia, HB= modelo de Herschel-Bulkley. Letras minúsculas= diferencias
durante el almacenamiento, letras mayúsculas= diferencias entre muestras.
37
Tabla 6. Propiedades de textura en yogures fortificados (28 días de almacenamiento).
Muestras
Tiempo (días)
Firmeza (N)
Cohesividad
(adimensional)
Control
0
14
28
0.60 ± 0.01
aC
0.56 ± 0.03
b
0.55 ± 0.01
c
-0.42 ± 0.01
aC
-0.41 ± 0.01
a
-0.39 ± 0.01
b
Ca
30N
0
14
28
0.93 ± 0.01
aA
0.86 ± 0.02
b
0.81 ± 0.01
c
-0.65 ± 0.01
aA
-0.55 ± 0.01
b
-0.44 ± 0.01
c
Ca
15N
0
14
28
0.63 ± 0.01
aC
0.60 ± 0.02
b
0.58 ± 0.01
c
-0.57 ± 0.01
aB
-0-54 ± 0.01
b
-0.53 ± 0.01
b
Ca
30M
0
14
28
0.60 ± 0.01
aC
0.58 ± 0.05
b
0.55 ± 0.00
c
-0.46 ± 0.01
aC
-0.43 ± 0.01
b
-0-40 ± 0.01
c
FZ
50N
0
14
28
0.60 ± 0.01
aC
0.58 ± 0.07
b
0.56 ± 0.01
c
-0.43 ± 0.01
aC
-0.41 ± 0.01
a
-0.39 ± 0.01
b
FZ
25N
0
14
28
0.62 ± 0.01
aC
0.60± 0.03
b
0.58 ± 0.00
c
-0.43 ± 0.01
aC
-0.40 ± 0.01
b
-0.32 ± 0.01
c
FZ
50M
0
14
28
0.60 ± 0.01
aC
0.59 ± 0.03
b
0.55 ± 0.01
c
-0.39 ± 0.01
aD
-0.37 ± 0.01
a
-0.33 ± 0.01
b
Zn
50N
0
14
28
0.72 ± 0.01
aB
0.69 ± 0.02
b
0.68 ± 0.01
c
-0.53 ± 0.01
aB
-0.45 ± 0.01
b
-0.38 ± 0.01
c
Zn
25N
0
14
28
0.66 ± 0.01
aC
0.63 ± 0.03
b
0.61 ± 0.01
c
-0.47 ± 0.01
aC
-0.43 ± 0.01
b
-0.40 ± 0.01
c
Zn
50M
0
14
28
0.63 ± 0.01
aC
0.61 ± 0.03
b
0.58 ± 0.01
c
-0.48± 0.01
aBC
-0.45 ± 0.01
b
-0.44 ± 0.01
b
Media de tres replicas. Los valores con letras diferentes denotan diferencias significativas
(P<0.05). Letras minúsculas para diferencias durante el almacenamiento. Letras mayúsculas para
diferencias entre muestras.
38
Tabla 7. Propiedades fisicoquímicas de quesos fortificados (29 días de almacenamiento)*.
Muestras
Tiempo
(días)
pH
Acidez
(g/100g)
Sinéresis
(g/100g)
Humedad
(g/100g)
Control
1
15
29
5.93 ± 0.01
aA
5.93 ± 0.03
a
5.93 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
13.70 ± 0.09
aA
13.70 ± 0.01
a
13.70 ± 0.08ª
56.43 ± 0.03
aA
56.40 ± 0.09
a
56.39 ± 0.02
a
Ca
30N
1
15
29
5.87 ± 0.01
aA
5.87 ± 0.02
a
5.87 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.07 ± 0.01
aB
9.08 ± 0.05
a
9.07 ± 0.01ª
54.78 ± 0.01
aA
54.76 ± 0.01
a
54.48 ± 0.08
a
Ca
15N
1
15
29
5.90 ± 0.01
aA
5.90 ± 0.02
a
5.90 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.13 ± 0.01
aB
9.13 ± 0.05
a
9.13 ± 0.01ª
55.76 ± 0.02
aA
55.78 ± 0.07
a
55.70 ± 0.04
a
Ca
30M
1
15
29
5.83 ± 0.01
aA
5.83 ± 0.05
a
5.83 ± 0.00
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.23 ± 0.01
aB
9.23 ± 0.08
a
9.23 ± 0.03ª
54.90 ± 0.01
aA
54.84 ± 0.01
a
54.80 ± 0.01
a
FZ
50N
1
15
29
5.87 ± 0.01
aA
5.87 ± 0.07
a
5.87 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.07 ± 0.01
aB
9.07 ± 0.01
a
9.07 ± 0.01ª
55.41 ± 0.02
aA
55.23 ± 0.01
a
53.14 ± 0.04
a
FZ
25N
1
15
29
5.90 ± 0.01
aA
5.90 ± 0.03
a
5.90 ± 0.00
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.23 ± 0.01
aB
9.23 ± 0.01
a
9.23 ± 0.01ª
55.27 ± 0.03
aA
55.17 ± 0.01
a
54.77 ± 0.01
a
FZ
50M
1
15
29
5.80 ± 0.01
aA
5.80 ± 0.03
a
5.80 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.33 ± 0.01
aB
9.33 ± 0.01
a
9.33 ± 0.01ª
55.19 ± 0.01
aA
55.20 ± 0.01
a
55.16 ± 0.01
a
Zn
50N
1
15
29
5.93 ± 0.01
aA
5.93 ± 0.02
a
5.93 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.13 ± 0.01
aB
9.13 ± 0.01
a
9.13 ± 0.01ª
55.46 ± 0.01
aA
55.40 ± 0.01
a
55.20 ± 0.01
a
Zn
25N
1
15
29
5.93 ± 0.01
aA
5.93 ± 0.03
a
5.93 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.17 ± 0.01
aB
9.17 ± 0.01
a
9.17 ± 0.01ª
55.28 ± 0.00
aA
55.18 ± 0.09
a
54.98 ± 0.08
a
Zn
50M
1
15
29
5.97 ± 0.01
aA
5.97 ± 0.03
a
5.97 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
aA
0.61 ± 0.01
a
0.61 ± 0.01
a
9.13 ± 0.01
aB
9.13 ± 0.01
a
9.13 ± 0.01ª
55.49 ± 0.05
aA
55.44 ± 0.08
a
55.36 ± 0.08
a
* Media de tres replicas. Valores con letras diferentes denotan diferencias significativas (P < 0.05).
Letras minúsculas para diferencias durante el almacenamiento. Letras mayúsculas para diferencias
entre muestras.
39
Tabla 8. Parámetros de color de quesos fortificados y el control (29 días de almacenamiento).
Muestras
Tiempo
(d)
L
a
b
E
Control
1
15
29
93.49± 0.21
aA
93.44 ± 0.13
b
92.45 ± 0.23
c
-2.61 ± 0.02
cD
-2.31 ± 0.23
b
-
2.29 ± 0.15
a
8.76 ± 0.04
aA
11.38 ± 0.05
b
14.47 ± 0.04
c
0.00 ± 0.00
c
6.12 ± 0.57
a
7.04 ± 0.20
b
Ca
30N
1
15
29
93.15 ± 0.09
aA
93.37 ± 0.11
a
93.42 ± 0.13
b
-2.56 ± 0.02
cD
-
2.26 ± 0.22
b
-
2.00 ± 0.17
a
8.65 ± 0.04
aA
11.38 ± 0.51
b
12.70 ± 0.07
c
0.00 ± 0.00
c
2.45 ± 0.10
a
0.57 ± 0.05
b
Ca
15N
1
15
29
94.14 ± 0.50
aA
93.46 ± 0.72
b
93.05 ± 0.12
c
-2.66 ± 0.03
cD
-2.15 ± 0.39
b
-1.80 ± 0.12
a
8.54 ± 0.19
aA
11.66 ± 0.25
b
13.26 ± 0.40
c
0.00 ± 0.00
c
3.98 ± 0.33
a
1.89 ± 0.07
b
Ca
30M
1
15
29
93.76 ± 0.87
aA
93.16 ± 0.87
b
92.20 ± 0.46
c
-2.61 ± 0.00
cD
-2.49 ± 0.09
b
-2.35 ± 0.19
a
8.47 ± 0.02
aA
12.21 ± 0.41
b
14.45 ± 0.33
c
0.00 ± 0.00
c
4.85 ± 0.84
a
1.86 ± 0.07
b
FZ
50N
1
15
29
80.71 ± 0.13
aC
79.72 ± 0.74
b
78.98 ± 0.33
c
11.88 ± 0.08
cA
13.10 ± 0.86
b
13.90 ± 0.18
a
11.73 ± 0.09
aB
13.84 ± 0.04
b
15.26 ± 0.23
c
0.00 ± 0.00
c
5.14 ± 0.10
a
2.09 ± 0.31
b
FZ
25N
1
15
29
81.22 ± 0.18
aC
81.00 ± 0.32
b
79.94 ± 0.18
c
10.99 ± 0.04
cB
11.56 ± 0.42
b
12.10 ± 0.34
a
9.30 ± 0.04
aB
11.58 ± 0.08
b
13.18 ± 0.06
c
0.00 ± 0.00
c
4.66 ± 0.16
a
4.32 ± 0.16
b
FZ
50M
1
15
29
88.65 ± 0.14
aB
87.36 ± 0.82
b
86.74 ± 0.71
c
3.12 ± 0.15
bC
3.53 ± 0.14
ab
3.66 ± 0.18
a
6.27 ± 0.08
aA
8.57 ± 0.08
b
10.78 ± 0.25
c
0.00 ± 0.00
c
4.29 ± 0.45
a
4.15 ± 0.33
b
Zn
50N
1
15
29
94.55 ± 0.15
aA
93.14 ± 0.17
b
92.71 ± 0.10
c
-2.61 ± 0.02
bD
-
2.51 ± 0.20
a
-2.18 ± 0.10
a
8.10 ± 0.11
aA
12.27 ± 0.34
b
15.06 ± 0.19
c
0.00 ± 0.00
c
5.92 ± 0.65
a
5.99 ± 0.08
b
Zn
25N
1
15
29
94.96 ± 0.16
aA
94.69 ± 0.27
b
93.55 ± 0.41
c
-2.56 ± 0.02
cD
-2.35 ± 0.15
b
-2.36 ± 0.18
a
7.96 ± 0.14
aA
10.61 ± 0.77
b
14.00 ± 0.94
c
0.00 ± 0.00
c
4.27 ± 0.01
a
3.17 ± 0.13
b
Zn
50M
1
15
29
94.38 ± 0.15
aA
93.20 ± 0.69
b
93.11 ± 0.56
c
-2.56 ± 0.02
cD
-2.23 ± 0.21
b
-2.04 ± 0.10
a
8.13 ± 0.08
aA
12.32 ± 0.02
b
13.97 ± 0.08
c
0.00 ± 0.00
c
5.32 ± 0.68
a
1.84 ± 0.91
b
* Media de tres replicas. Valores con letras diferentes denotan diferencias significativas (P < 0.05).
Letras minúsculas para diferencias durante el almacenamiento. Letras mayúsculas para diferencias
E cambio neto de color durante el almacenamiento.
40
Tabla 9. Pruebas de textura de quesos frescos fortificados (29 días de
almacenamiento)*.
Muestras
Tiempo
(días)
Dureza (N)
Adhesividad
(N-mm)
Cohesividad
(adimensional)
Control
1
15
29
8.77 ± 0.23
cAB
14.74 ± 0.37
b
15.60 ± 0.03
a
-0.47 ± 0.05
aAB
-1.06 ± 0.08
b
-1.87 ± 0.37
c
0.23 ± 0.02
aA
0.23 ± 0.03
a
0.24 ± 0.01
a
Ca
30N
1
15
29
10.56 ± 0.26
cAB
11.95 ± 0.43
b
16.50 ± 0.35
a
-0.58 ± 0.09
aAB
-1.20 ± 0.21
b
-1.42 ± 0.21
c
0.24 ± 0.02
aA
0.23 ± 0.02
a
0.22 ± 0.02
a
Ca
15N
1
15
29
5.33 ± 0.72
cCD
6.95 ± 0.39
b
10.92 ± 0.75
a
-0.41 ± 0.02
aAB
-1.12 ± 0.24
b
-1.23 ± 0.19
c
0.25 ± 0.01
aA
0.25 ± 0.01
a
0.23 ± 0.01
a
Ca
30M
1
15
29
10.21 ± 0.78
cA
15.95 ± 0.29
b
17.72 ± 0.29
a
-0.72 ± 0.23
aAB
-0.81 ± 0.20
b
-1.34 ± 0.25
b
0.24 ± 0.03
aA
0.24 ± 0.01
a
0.23 ± 0.02
a
FZ
50N
1
15
29
4.72 ± 0.80
aCD
10.26 ± 0.18
a
12.11 ± 0.26
a
-1.16 ± 0.17
aB
-1.16 ± 0.28
a
-1.24 ± 0.06
b
0.26 ± 0.02
aA
0.26 ± 0.01
a
0.24 ± 0.01
a
FZ
25N
1
15
29
4.47 ± 0.18
bCD
9.86 ± 0.46
b
10.33 ± 0.77
a
-0.97 ± 0.01
aAB
-0.97 ± 0.01
b
-1.19± 0.29
c
0.24 ± 0.02
aA
0.23 ± 0.01
a
0.23 ± 0.03
a
FZ
50M
1
15
29
4.98 ± 0.90
cCD
10.90 ± 0.12
b
11.89 ± 0.65
a
-0.63 ± 0.16
aA
-0.72 ± 0.20
b
-0.73 ± 0.01
c
0.24± 0.02
aA
0.23± 0.01
a
0.22 ± 0.02
a
Zn
25N
1
15
29
6.28 ± 0.39
cCD
7.15± 0.61
b
8.75 ± 0.13
a
-0.87± 0.08
aAB
-1.12 ± 0.26
b
-1.15 ± 0.34
c
0.25 ± 0.01
aA
0.24 ± 0.01
a
0.24 ± 0.00
a
Zn
50N
1
15
29
3.57 ± 0.06
cD
6.64 ± 0.29
b
7.53 ± 0.58
a
-1.13 ± 0.34
aB
-1.19 ± 0.12
b
-1.69 ± 0.14
b
0.24 ± 0.02
aA
0.24 ± 0.01
a
0.24 ± 0.01
a
Zn
50M
1
15
29
6.58 ± 0.23
cCD
7.85 ± 0.93
b
8.75 ± 0.13
a
-0.37 ± 0.03
aAB
-1.10 ± 0.22
b
-1.15 ± 0.06
c
0.23 ± 0.00
aA
0.23 ± 0.01
a
0.25 ± 0.04
a
* Media de tres replicas. Valores con letras diferentes denotan diferencias
significativas (P < 0.05). Letras minúsculas para diferencias durante el
E cambio neto
de color durante el almacenamiento.
41
FIGURAS
Figura 1. Micrografías obtenidas por MET: (a) CaHPO
4
, (b) CaHPO
4
recubiertas con
inulina, (c) -Fe
2
O
3
, (d) -Fe
2
O
3
recubiertas con inulina, (e) ZnO, (f) ZnO recubiertas con
inulina.
42
Figura 2. Reogramas de yogur fortificado: FZ
50N

25N

50M

15N

Ca
15N

30M

50N
(□), Zn
25N
(+), Zn
50M

28.
43
44
Figura 3. Curvas de creep para las muestras de queso fortificadas con am minerales y un
queso control, ( a) día 1 y (b) 29 días de almacenamiento.
45
Figura 4. Curvas de relajación para quesos fortificadas con nano y micro minerales y queso
control, (a) día 1, (b) 29 días almacenamiento.
46
Figura 5. Micrografias de queso Panela, (a) control, (b) fortificado con nanopartículas de
calcio, (c) fortificado con nanopartículas de hierro, (d) fortificado con nanopartículas de zinc,
(e) fortificado con micromienrales de zinc.
47
Figura 6. Resultados de la evaluación sensorial de quesos fortificados con calcio (Ca
30N
),
zinc (Zn
50N
y Zn
50M
) y hierro (FZ
50N
) y el control, para los atributos de color, olor, sabor,
textura y aceptación general, las muestras con letras diferentes denotan diferencias
significativas (P < 0.05).