Aplicación de técnicas de RMN al análisis de quesos de oveja y películas comestiblesevaluación de su potencial para la supervisión y predicción de características reológicas y estructurales

Abstract

En la presente Tesis Doctoral se han abordado dos líneas de trabajo en las que se ha estudiado el potencial de técnicas de análisis no destructivo de Resonancia Magnética Nuclear, RMN, para aportar información sobre distintas estructuras constituidas por proteínas de origen lácteo: quesos y películas comestibles de lactosuero. Entre las técnicas de RMN, se utilizaron la Imagen de Resonancia Magnética, IRM, la relaxometría de RMN y la espectroscopía de 1H-RMN con sonda High Resolution Magnic Angle Spinning, 1H-RMN/HRMAS. Por una parte, se estudiaron los quesos de leche de oveja de pasta prensada y coagulación enzimática de mayor producción y consumo en España, elaborados en la Comunidad de Castilla y León, CL, y Castilla-La Mancha, CLM. En este estudio se incluyeron quesos de producción industrial, I, y tradicional, T, fabricados con leche pasteurizada y cruda. Los quesos se analizaron a lo largo del proceso de maduración hasta los 180 días En todos ellos se analizó la macroestructura por IRM, la microestructura por relaxometría y el metaboloma por 1H-RMN/HRMAS, además de la morfología por Microscopía Electrónica de Barrido, MEB, y diversos atributos fisicoquímicos y de textura. Por otra parte, se han elaborado películas comestibles a partir de un concentrado comercial de proteínas de lactosuero de vacuno, CPS. Se analizó su comportamiento mecánico y características estructurales por relaxometría de RMN, mono y bidimensional. Los resultados derivados del análisis por IRM permitieron la caracterización de los quesos dependiendo de su procedencia, proceso de obtención y tiempo de maduración. Se han obtenido modelos de regresión para la estimación de la dureza, cohesividad y elasticidad de los quesos a partir de los parámetros de IRM. En el estudio de relaxometría de todos los quesos de oveja, el tiempo de relajación transversal T2, presentó un comportamiento bimodal con dos componentes: uno de relajación más corta, T21, asociado a los protones del agua fuertemente ligada a las macromoléculas y otro de relajación más larga, T22, atribuido a los protones de la fase grasa. Los resultados de T2 y MEB sugieren que el proceso de maduración en los quesos de CLM favorece la compactación de su estructura, en la que la grasa estaría restringida en pequeños poros o cavidades, mientras que en los quesos de CL hay una mayor tendencia a la coalescencia de las cavidades y a la aparición de estructuras abiertas con menor compartimentación de la grasa. Es posible establecer modelos de regresión lineal para la estimación de la aw y el extracto seco de los quesos a partir del componente T21, y del tiempo de maduración utilizando los dos componentes de T2. Como primer paso, en la aplicación de la espectroscopía 1H-RMN/HRMAS para el análisis de quesos de oveja de pasta prensada, se optimizaron los principales parámetros con el objetivo de obtener espectros de alta calidad. La espectroscopía 1H-RMN/HRMAS permitió obtener el perfil metabólico de la leche de oveja y del queso, así como monitorizar la proteólisis, lipólisis y glucólisis que caracterizan la maduración. El estudio multivariante, mediante el análisis de componentes principales, de los datos obtenidos ha permitido clasificar los quesos dependiendo del tiempo de maduración, procedencia y forma de elaboración. Las películas de CPS obtenidas por tratamiento térmico presentaron los valores más bajos de solubilidad y la mayor resistencia mecánica. Se proponen como material alternativo en el envasado de los quesos para la separación de lonchas. Se concluye que las técnicas de RMN permiten la estimación de parámetros fisicoquímicos y de textura, así como la monitorización del proceso de maduración y la caracterización de los quesos de oveja de pasta prensada. La relaxometría de RMN es una herramienta con elevado potencial para el análisis estructural de películas comestibles de lactosuero y estimar su comportamiento mecánico.