Comportamiento fisicoquímico y hábito cristalino de nuevas grasas alternativas de la manteca de cacao

Abstract

Se estudió el comportamiento cristalino y las propiedades térmicas y de estructura de la manteca de cacao, grasas equivalentes ISC80 e ICB50 y grasas sustitutas CBSNH85 y CBSLS75 durante la cristalización dinámica e isotérmica. Utilizando calorimetría diferencial de barrido, resonancia magnética nuclear, difracción de rayos X y microscopía de luz polarizada, se investigaron los efectos de la composición de triacilglicéridos (TAGs), velocidades de enfriamiento de 2.5, 5 y 10 °C/min y cinco temperaturas de cristalización isotérmica híbrida. Los resultados mostraron que, en la cristalización dinámica, la velocidad de enfriamiento y la composición de TAGs influyeron en los patrones de cristalización. Las grasas sustitutas, especialmente CBSNH85, lograron mayores valores de contenido de sólidos grasos (SFC) a temperaturas más altas en comparación con la MC y las grasas equivalentes. CBSNH85, rica en TAGs trisaturados, cristalizó más rápidamente en el proceso isotérmico, con tiempos de inducción de 2 a 14 minutos y una constante de Avrami notablemente alta, indicando una cristalización esferúlitica. En términos de polimorfismo, la MC y las grasas equivalentes presentaron los polimorfos α y β´ con baja sensibilidad a la velocidad de enfriamiento, mientras que las grasas sustitutas mantuvieron predominantemente la forma β´. Velocidades de enfriamiento altas redujeron el SFC y afectaron la densidad cristalina, siendo mayor a menores velocidades de enfriamiento y temperaturas de cristalización más altas. Finalmente, se observó que la velocidad de crecimiento de los cristales disminuyó con el aumento de la velocidad de enfriamiento y varió con la temperatura, siendo más alta a temperaturas de cristalización menores.

The crystalline behavior and thermal and structural properties of cocoa butter, equivalent fats ISC80 and ICB50, and substitute fats CBSNH85 and CBSLS75 were studied during dynamic and isothermal crystallization. Differential scanning calorimetry, nuclear magnetic resonance, X-ray diffraction, and polarized light microscopy were used to investigate the effects of triacylglyceride (TAGs) composition, cooling rates of 2.5, 5 y 10 °C/min, and five hybrid isothermal crystallization temperatures (Tc). The results showed that, in dynamic crystallization, both the cooling rate and the composition of TAGs influenced the crystallization patterns. Substitute fats, particularly CBSNH85, achieved higher solid fat content (SFC) values at higher temperatures compared to cocoa butter (MC) and equivalent fats. CBSNH85, rich in tri-saturated TAGs, crystallized more rapidly in the isothermal process, with induction times ranging from 2 to 14 minutes and a notably high Avrami constant, indicating spherulitic crystallization. Regarding polymorphism, MC and equivalent fats exhibited α and β´ polymorphs with low sensitivity to cooling rate, whereas substitute fats predominantly maintained the β´ form. High cooling rates reduced SFC and affected crystalline density, which was higher at lower cooling rates and higher temperatures. Finally, crystal growth rates decreased with increasing cooling rates and varied with temperature, being higher at lower temperatures.