Procesos entálpicos y entrópicos de sorción de humedad en el mucílago de la semilla de tamarindo (Tamarindus indica L.)

En la última década se ha notado un incremento en la demanda de hidrocoloides como agentes gelificantes, espesantes, estabilizadores y modificadores de textura empleados en la industria alimentaria y farmacéutica. Razón por la cual, se están desarrollando metodologías para la obtención de nuevos hidrocoloides provenientes de fuentes vegetales o animales, tales como los mucílagos. Los hidrocoloides deben tener una alta estabilidad térmica y química, la capacidad de formar membranas, ser comestibles, biodegrables, biocompatibles y no tóxicos. La pulpa de tamarindo tiene una amplia gama de aplicaciones, pero se deja de lado la comercialización de las semillas de tamarindo, en específico el mucílago obtenido a partir de éstas, el cual a su vez y debido a sus características, puede ser considerado como un hidrocoloide útil en los procesos contemporáneos, por lo que es necesario establecer un proceso que permita tener al mucílago en condiciones de poder ser utilizado como insumo en diferentes procesos de la industria alimentaria y/o farmacéutica y a su vez garantizar su estabilidad a distintas condiciones de humedad y temperatura. Es por ello que en este trabajo se establecerá una metodología teórica-experimental que permita establecer las condiciones de estabilidad del mucílago de la semilla de tamarindo (Tamarindus indica L.) obtenido mediante secado por aspersión, a partir de un estudio termodinámico, determinando los procesos entalpícos y entropícos de adsorción de humedad en el mucílago de la semilla de tamarindo, con la finalidad de analizar su posible factibilidad para ser considerado como un hidrocoloide potencial en la industria de la microencapsulación. La termodinámica es una herramienta muy útil para analizar el comportamiento y la estructura del agua en la superficie y en el interior tanto de los alimentos como de biopolímeros. A partir de isotermas de adsorción se pueden calcular varias funciones termodinámicas, por lo que la estabilidad de los biopolímeros está fuertemente influenciada por las características de sorción de humedad del biomaterial.El objetivo general de este trabajo fue evaluar los procesos entálpicos y entrópicos de sorción de humedad en el mucílago de la semilla de tamarindo. Primeramente se extrajo y obtuvo el mucílago de la semilla de tamarindo en polvo mediante secado por aspersión. Posteriormente, se determinaron experimentalmente isotermas de adsorción a 20, 30 y 40°C, las cuales presentaron forma sigmoidal tipo II que es característica de isotermas de biopolímeros amorfos cristalinos en sistemas con vapor de agua. Las isotermas de adsorción del mucílago se ajustaron al modelo de Guggenheim Anderson De Boer (GAB) con valores de porcentaje de error menores a 3%, varianzas menores a 0.1% y coeficientes de correlación R2 mayores de 0.999 para todas las temperaturas. El contenido promedio de humedad en la monocapa fue de 11.1 kg H2O/ 100 kg s.s. en el intervalo de temperatura estudiado, mientras que los valores de C oscilaron entre 2.57 a 1.03 y los valores de K estuvieron dentro del intervalo de 0.79 a 0.72; ambas constantes disminuyeron al aumentar la temperatura. Finalmente se establecieron las condiciones de estabilidad del mucílago de tamarindo calculando las propiedades termodinámicas diferenciales e integrales (entalpía, entropía y energía libre). Todos los valores de entalpía y energía libre de Gibbs fueron negativos dentro del intervalo de contenido de humedad y de temperatura estudiados, indicando la exotermicidad del proceso de adsorción. La entropía integral mínima se considera como la condición de máxima estabilidad del sistema. En este estudio, los valores de entropía integral se localizaron en 2.36 kg H2O/100 kg s.s. con ΔSint=0.0652 kJ/mol K, 2.41 kg H2O/100 kg s.s. con ΔSint=0.0656 kJ/mol K y 2.44 kg H2O/100 kg s.s. con ΔSint=0.0652 kJ/mol K para las temperaturas de 20, 30 y 40°C, respectivamente