Aplicación de la tribología al estudio de la textura en quesos untables

El queso es un producto lácteo con un importante valor nutricional debido a su concentración en grasa y proteína, y su consumo está extendido a nivel mundial. Además, posee una amplia variedad de texturas, proporcionándole un importante papel dentro de la industria alimentaria

Existen muchas formas de clasificar los quesos, una de ellas se basa en la textura, que está estrechamente ligada a la consistencia del queso. De esta forma, tenemos cinco tipos de queso: quesos duros, quesos semiduros, quesos semiblandos, quesos blandos y quesos muy blandos (McSweeney et al., 2017). En este estudio se trabajó con quesos blandos, que son los quesos cremosos y fácilmente untables..

Los quesos untables entran dentro de la categoría de quesos fundidos, y se definen como el producto obtenido por molturación, mezcla, fusión y emulsión, de una o más variedades de queso, con o sin adición de leche, productos lácteos y otros productos alimenticios (RD 1113/2006, de 29 de septiembre). Dicho proceso de elaboración les confiere una textura característica, que permite que se puedan untar y mezclar fácilmente.

La percepción oral de la textura tiene lugar durante la masticación. Al inicio del proceso, durante la deformación y fractura de partículas de gran tamaño, esta percepción depende de las propiedades mecánicas y reológicas del alimento. Sin embargo, al final, cuando las partículas ya son más pequeñas y el alimento ya se ha mezclado con la saliva, la percepción de la textura se debe a sus propiedades tribológicas. De esta forma, mediante la reología y la tribología se podrían evaluar los procesos que tienen lugar en la boca y que están íntimamente ligados a los atributos sensoriales del alimento.

En este sentido, desde la Estación Tecnológica de la Leche (Palencia), perteneciente al Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACyL), que se encuentra dentro de la Consejería de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural de la Junta de Castilla y León, se está trabajando, dentro del proyecto Lactocav, proyecto cofinanciado por fondos Feader europeos, en la puesta a punto de un método analítico, basándose en la reología y la tribología, que permita valorar de forma cuantitativa ciertas percepciones sensoriales.

Para la realización de este trabajo, se seleccionaron siete quesos untables (Tabla 1), elaborados con leche de cabra (5001 y 5011), oveja (5008, 5009 y 5012) y vaca (5010 y 5015). Todas las muestras poseían un contenido en grasa similar (22%-25%), salvo la muestra 5012, que contenía el doble de grasa con respecto al resto de muestras, y concentraciones variables de proteína, comprendidas entre el 5% y el 20%. Todos los quesos se mantuvieron a 4 ºC hasta el momento de análisis.

La untabilidad puede definirse como la facilidad con la que se extiende una capa fina de producto, de forma uniforme, sobre una superficie. De esta capacidad de untado va a depender, muchas veces, la aceptación o no del producto por parte del consumidor.

El test de untabilidad de las siete muestras del estudio se llevó a cabo en un texturómetro, con una sonda cónica de 90° que encaja en un recipiente cóncavo. Para ello, se rellenó el recipiente cóncavo con la muestra a testar enrasándolo hasta la superficie. Posteriormente, la sonda cónica penetró sobre el recipiente aumentando la fuerza hasta el punto de máxima profundidad. Este valor de fuerza máxima se tomó como parámetro de firmeza, y el área bajo la curva hasta alcanzar dicha fuerza máxima se extrapola como la inversa del parámetro de untabilidad. Posteriormente, mediante la fuerza necesaria para retornar la sonda a la posición de inicio se cuantificó la adherencia del producto.

La textura del queso puede variar en función del contenido en grasa, humedad y matriz proteica. En la Figura 1 se observa que aquellas muestras con un ratio bajo de Grasa/Proteína (5001, 5008 y 5009) mostraron una elevada firmeza, mayor adherencia y, por consiguiente, su untabilidad es inferior a muestras que poseen mayor coeficiente Grasa/Proteína (5010 y 5011). La muestra 5012, con un coeficiente Grasa/Proteína intermedio entre los rangos anteriores mostró un comportamiento intermedio al observado en las anteriores muestras. Sin embargo, la muestra 5015, con un coeficiente de Grasa/Proteína similar a la muestra 5012, reveló una firmeza similar a la muestra 5010 y 5011, pero una adherencia similar a 5001, 5008 y 5009, mientras que su valor de untabilidad fue superior al resto de muestras.

Se define la reología como la ciencia que estudia la deformación y flujo de materiales como respuesta a un estrés o deformación aplicada. Uno de sus usos en la industria alimentaria es la evaluación de atributos sensoriales de forma cuantitativa (Mckenna & Lyng, 2013).

Un material elástico se puede caracterizar a través del módulo de almacenamiento G’, que almacena la energía, mientras que un material viscoso la disipa, y se caracteriza reológicamente a través del módulo de pérdida G” (Gutierrez et al., 2011). Mediante mediciones reológicas se determinó el módulo de almacenamiento G’ y el módulo de pérdida G” de las muestras de queso.

El análisis de las siete muestras estudiadas mostró un comportamiento tipo gel (G’ > G”), en el rango de frecuencias estudiado (Figura 2). Esto significa que la respuesta de la muestra, a las condiciones de estrés y deformación a las que fue sometida, se debió a un comportamiento más cercano a como se comportaría un sólido. Por consiguiente, esta característica repercute en las sensaciones en boca durante la masticación, puesto que la muestra no se llega a fracturar en la primera etapa de la masticación. Este comportamiento viscoelástico podría deberse a las interacciones que se dan entre las proteínas durante el barrido de frecuencias estudiado, observándose cómo en aquellas muestras con una menor concentración de proteína o un mayor coeficiente Grasa/Proteína (5010 y 5011) desciende el módulo de comportamiento elástico (G’).

La tribología estudia la fricción, el desgaste y la lubricación entre superficies que interactúan en movimiento. Esto se puede extrapolar a las interacciones que se producen en boca durante la fase final de la masticación, donde las superficies de fricción simulan la lengua y el paladar y entre ellas se situaría el alimento a testar.

Dentro del marco del proyecto Lactocav se está poniendo a punto un método analítico basándose en la tribología que permita correlacionar atributos sensoriales con medidas de fricción. Para ello se están caracterizando las Curvas de Stribeck para cada uno de los quesos untables. En dichas curvas se representa cómo cambia el coeficiente de fricción al aumentar la velocidad de deslizamiento.

De este modo, se puede identificar en cada curva tres partes diferenciadas: la lubricación límite, que es la primera parte de la curva donde la carga es soportada, principalmente, por las asperezas de la superficie; una segunda etapa denominada lubricación mixta, donde la carga es soportada tanto por las asperezas como por el lubricante; y una tercera etapa donde la carga es soportada por la presión hidrodinámica ejercida por la muestra (Figura 3).

Tras obtener la curva de Stribeck de cada uno de los quesos untables (Figura 4), se observó distintas tendencias dependiendo de la muestra de queso testada. Salvo la muestra 5015, el resto de quesos untables testados mostraron un coeficiente de cizalla o rozamiento muy suave al inicio (fase de lubricación límite), mientras que se incrementó conforme avanzaba la velocidad de deslizamiento (fase de lubricación mixta y fase hidrodinámica).

Conclusiones

Se ha observado que la proteína y la relación Grasa/Proteína influyen de manera directa en la firmeza, adherencia y untabilidad de los quesos a través de métodos clásicos de análisis de textura, si bien puede haber otros factores distintos a los composicionales que condicionan dichas propiedades de textura.

En este sentido, la tribología se presenta como una herramienta útil para comprender las sensaciones que se generan en el paladar al consumir un alimento, donde entran en juego interacciones complejas entre lengua-saliva-paladar que los métodos clásicos de medida de textura no son capaces de interpretar.

En futuros trabajos, mediante la correlación entre los atributos sensoriales (adherencia, granulosidad y cremosidad) detectados por paneles de catadores entrenados y las curvas tribológicas, se pretenden establecer herramientas que permitan, de forma cuantitativa, conocer las sensaciones que un alimento puede generar en boca al consumidor.θ

Bibliografías

-Gutiérrez A (2011). Efecto de la adición de fibra de avena en un queso tipo panela. México: Instituto Politécnico Nacional.

-Mckenna B.M., Lyng J.G. (2013). 5 - Principles of food viscosity analysis. Food Science, Technology and Nutrition, Instrumental Assessment of Food Sensory Quality, Woodhead Publishing. Pages 129-162, ISBN 9780857094391, https://doi.org/10.1533/9780857098856.1.129.

-McSweeney P.L.H., Ottogalli G., Fox P.F. (2017). Chapter 31 - Diversity and Classification of Cheese Varieties: An Overview. Cheese (Fourth Edition), Academic Press. Pages 781-808, ISBN 9780124170124, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417012-4.00031-4.

-Real Decreto 1113/2006, de 29 de septiembre, por el que se aprueban las normas de calidad para quesos y quesos fundidos.