Salt reduction in foods : effect of crystal microstructure on the dissolution kinetics

Un alto consumo de sodio, a través de la sal (NaCl) agregada a los alimentos ha sido relacionado con el riesgo de desarrollar diversas enfermedades incluyendo hipertensión y enfermedades cardiovasculares. La principal fuente de sodio en la dieta es la que viene en los alimentos procesados, por lo que diversas estrategias para la reducción de sal en alimentos han sido desarrolladas por la industria. Entre estas estrategias, la optimización de la liberación de los iones de sal en la boca ha sido poco estudiada. El objetivo de la presente tesis fue determinar la influencia de la microestructura de los cristales de sal en su índice de disolución en agua y saliva artificial y su correlación con la percepción de salinidad. Esta tesis está dividida en tres partes. En la primera parte se compara la disolución de cinco sales comerciales en agua desionizada y dos formulaciones de saliva artificial, a cuatro temperaturas y en ausencia de agitación. La disolución de la sal fue cuantificada in vitro mediante el análisis de imágenes obtenidas por video-microscopía a diferentes tiempos. Los índices de disolución fueron mayores en agua que en saliva artificial y, a mayores temperaturas. La video-microscopía fue un instrumento que reveló que algunos cristales se fragmentaron durante su disolución, mientras otros permanecieron como una unidad que disminuyó su tamaño hasta su completa solubilización. El aumento del área superficial dio lugar a que los cristales de forma piramidal tuviesen los mayores índices de disolución.Por consiguiente, cambios significativos pueden ser logrados en la disolución de la sal dependiendo de la estructura del cristal y su patrón de disolución. En la segunda parte, el objetivo fue estudiar la disolución de cristales de sal con diferentes morfologías en saliva artificial y correlacionar los resultados con la percepción de salinidad sobre el tiempo. La morfología de cinco sales comerciales fue analizada a través de microscopía electrónica de barrido y microtomografía computarizada. Los parámetros de forma de los cristales fueron determinados utilizando imágenes de microscopía óptica. La disolución de los cristales en saliva artificial fue evaluada a través de video-microscopía y la percepción de la salinidad fue evaluada a través de la prueba sensorial de tiempo-intensidad a un contenido de sodio estandarizado. La morfología de la sal fue correlacionada con el índice de disolución y ciertos parámetros de tiempo-intensidad (tiempo a intensidad máxima, intensidad máxima y, ángulo de aumento). Cristales no cúbicos y aglomerados, tales como los de las sales Kosher y Maldon, fueron disueltos más rápido (índice de disolución hasta 3,8 veces mayor) y tuvieron la salinidad máxima (hasta 17% más) a menores tiempos (hasta un 40% menos). La morfología de los cristales puede ser una variable a considerar en la reducción de sodio manteniendo la intensidad de salado.En la parte final se desarrolló una nueva metodología para obtener sal como microcristales. La cristalización de la sal por evaporación rápida del agua de gotas de solución salina dentro de una fase de aceite caliente fue evaluada. Los efectos de la temperatura del aceite (150; 165 y 180°C), del volumen de la gota (17 y 42 μL) y de la concentración de la salmuera (15 y 26% w/v) fueron estudiados. Partículas altamente cristalinas con tamaños medios entre 9 y 23 μm y con alrededor del 2% de aceite remanente fueron obtenidas. El tamaño del cristal disminuyó con el aumento de la temperatura, de la concentración de la solución y del volumen de las gotas. La tasa de disolución de los microcristales fue más del doble que la de los cristales originales. En conclusión, estructuras aglomeradas, planas o piramidales y microcristales tienen una alta área superficial permitiendo una rápida disolución en la saliva y así una alta percepción de salinidad. Este tipo de cristales de sal pueden ser preferencialmente aplicados en alimentos que utilizan sal en su superficie, tales como snacks, ensaladas, etc.