De la homogeneización de alto-cizallamiento al molino coloidal: características reológicas de cizallamiento emulsionante de PGPR y DMG en sistemas de aderezo para ensaladas de agua-en-aceite (W/O) de fase interna alta

Las emulsiones de agua-en-aceite (W/O) de fase interna alta, con fracciones de volumen de fase dispersa φₒ mayores o iguales a 0,74, constituyen la base estructural de los aderezos para ensaladas, las alternativas a la mayonesa y las cremas para untar bajas-en grasas. Sin embargo, su preparación industrial enfrenta un dilema de procesamiento fundamental: cómo las diferencias intrínsecas en el aporte de energía entre la homogeneización de alto-cizallamiento y la molienda coloidal-las dos tecnologías de emulsificación predominantes-coinciden con la cinética de adsorción interfacial y el comportamiento de formación de redes-de los emulsionantes determina directamente la estabilidad de la emulsión y la calidad reológica. Este artículo analiza sistemáticamente el comportamiento interfacial diferenciado y las características de respuesta al corte-del polirricinoleato de poliglicerol (PGPR) y los monoglicéridos destilados (DMG) en dichos sistemas desde una perspectiva unificada de la reología de corte emulsionante. PGPR, con sus colas hidrófobas de ácido ricinoleico ramificadas y grupos de cabeza de poliglicerol flexibles, alcanza rápidamente el equilibrio de adsorción en la interfaz aceite-agua y forma una película interfacial de alto módulo viscoelástico de dilatación, pero muestra una débil dependencia del historial de corte. DMG, por el contrario, construye un esqueleto de red de cristales de grasa con propiedades de recuperación tixotrópica a través de la nucleación in situ y el llenado espacial de cristales de grasa en la interfaz y en la fase continua, pero su cinética interfacial es lenta y depende en gran medida de la historia de enfriamiento por cizallamiento acoplado. La sinergia de estos dos emulsionantes no es simplemente un emparejamiento de valores HLB complementario, sino más bien la formación de una estructura de estabilización dual-"película interfacial PGPR (cáscara elástica) + red cristalina DMG (esqueleto plástico)"-dentro del campo de flujo de corte. El primero confiere a las gotas capacidad anti-coalescencia, mientras que el segundo imparte capacidad anti-sedimentación y recuperación tixotrópica al sistema en masa. Este artículo construye además un diagrama de fase de corte de emulsión utilizando la densidad de energía (Eᵥ) y la energía de corte específica (SBE) como parámetros duales, lo que revela los límites aplicables y las relaciones complementarias entre la homogeneización de alto-cizallamiento (alto Eᵥ, tiempo de residencia corto) y la molienda coloidal (Eᵥ moderado, tiempo de residencia largo, campo de flujo compuesto de cizallamiento extensional-) en este sistema, proporcionando así una base teórica para la selección de equipos, el diseño de procesos y Optimización de la formulación en la producción industrial de aderezos para ensaladas con alto contenido de fase interna W/O.

Las emulsiones de fase interna alta (HIPE, por sus siglas en inglés) generalmente se refieren a sistemas de emulsión en los que la fracción de volumen de la fase dispersa (φ) excede en 0,74-el límite teórico para el empaquetamiento cerrado aleatorio de esferas rígidas uniformes. Más allá de esta fracción de volumen, las gotitas de la fase dispersa ya no son unidades esféricas separadas entre sí, sino que se comprimen y deforman en morfologías poliédricas, con gotitas adyacentes separadas sólo por una película extremadamente delgada de la fase continua. Esta geometría microestructural única imparte un conjunto de características reológicas no-newtonianas-esfuerzo de fluencia, comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento-y respuesta viscoelástica similar a un sólido--lo que hace que los HIPE sean plantillas estructurales ideales para productos alimenticios semi-sólidos como mayonesa, aderezos para ensaladas y productos para untar bajos en grasa.

Dentro de la familia más amplia de HIPE, las emulsiones de alta fase interna de agua-en-aceite (W/O) ocupan una posición distintiva. A diferencia de las HIPE O/W más frecuentes, las emulsiones W/O emplean agua como fase dispersa y aceite como fase continua. En la industria alimentaria, esta configuración estructural de "agua-en-aceite" se alinea bien con las demandas sensoriales de los aderezos para ensaladas y productos para untar: la fase oleosa continua ofrece una sensación en boca rica y con mucho-cuerpo y una liberación sostenida del sabor, mientras que las gotas de agua dispersas aportan una sensación táctil refrescante y una capacidad de llenado-de volumen en formulaciones-con contenido reducido de grasa. Sin embargo, la preparación de emulsiones W/O con alta fase interna es considerablemente más desafiante que sus contrapartes O/W. Esta dificultad surge de dos factores principales: las emulsiones W/O son sistemas inherentemente termodinámicamente inestables, y la fracción de alto volumen de las gotas acuosas comprime las distancias entre las gotas a niveles sub-micrónicos, lo que aumenta drásticamente la fuerza impulsora de la coalescencia. Además, los emulsionantes W/O de calidad alimentaria-no solo tienen una variedad limitada, sino que son predominantemente tensioactivos de moléculas-pequeñas con una resistencia de película interfacial modesta, lo que hace que sea difícil lograr una estabilidad-a largo plazo en condiciones de fase interna alta.

En este contexto, dos emulsionantes no-iónicos-de calidad alimentaria-polirricinoleato de poliglicerol (PGPR) y monoglicéridos destilados (DMG)-han surgido como una combinación ideal para construir emulsiones estables de fase interna alta en W/O, debido a su comportamiento interfacial complementario y su posicionamiento funcional. PGPR es uno de los emulsionantes W/O más importantes de la industria alimentaria, sintetizado mediante la esterificación de glicerol polimerizado con ácido ricinoleico condensado. Posee colas hidrofóbicas altamente ramificadas y una amplia distribución de grupos de cabeza hidrofílicos. Los estudios han demostrado que PGPR alcanza rápidamente el equilibrio de adsorción en la interfaz petróleo-agua, con su estructura de cadena ramificada- que dota a la película interfacial de un alto módulo viscoelástico de dilatación interfacial capaz de resistir eficazmente la deformación de la película interfacial causada por la coalescencia de la emulsión. A una concentración de PGPR del 4 % y fracciones de volumen de aceite de 0,7 a 0,8, las emulsiones W/O resultantes exhiben un comportamiento reológico dominante-adelgazamiento por cizallamiento y elástico-, con porcentajes de recuperación tixotrópica de 131,26 % y 114,56 %, respectivamente.

DMG representa un mecanismo de estabilización completamente diferente. Como monoglicérido molecularmente destilado con un contenido de monoéster superior o igual al 90 %, el DMG tiene un valor HLB de aproximadamente 3,9 a 5,3 y posee una actividad interfacial moderada en la interfaz aceite-agua. Sin embargo, su capacidad central para estabilizar emulsiones W/O se deriva del comportamiento de formación de redes de cristales de grasa en la interfaz y en la fase continua. Durante el enfriamiento, las moléculas de DMG sufren nucleación y cristalización in situ en la interfaz aceite-agua y dentro de la fase continua, formando una estructura espacial en la que la estabilización de Pickering y la estabilización de la red coexisten sinérgicamente. Esta red cristalina no solo evita la coalescencia de las gotas a través de barreras físicas, sino que también imparte un límite elástico significativo y una recuperación tixotrópica al sistema.

Investigaciones anteriores han demostrado explícitamente que la mezcla PGPR + DMG produce la máxima estabilidad de la emulsión en sistemas mixtos de aceite de coco-aceite de girasol, con emulsiones W/O estables formadas a una concentración total de emulsionante del 3 %. En los sistemas de emulsionantes mixtos DAG-PGPR, la interacción sinérgica entre la cristalización interfacial y la alta actividad superficial de PGPR da como resultado emulsiones con una distribución uniforme de las gotas y una excelente estabilidad al congelación-descongelación. Sin embargo, estos estudios se han centrado en gran medida en los parámetros de formulación estática y aún falta una comprensión sistemática de cómo el historial de corte del procesamiento-es decir, cómo las características del campo de flujo generadas por diferentes equipos de emulsificación afectan la cinética de adsorción, el comportamiento de cristalización y los efectos sinérgicos de los dos emulsionantes-.

Este artículo tiene como objetivo, desde una perspectiva unificada de la reología de corte, construir una cadena causal completa: equipo de emulsificación → campo de flujo de corte → comportamiento interfacial → reología masiva → estabilidad del producto. La tesis central es que la sinergia entre PGPR y DMG no es una función de formulación estática, sino más bien una función de respuesta de corte-dinámica; La elección entre homogeneización de alto-cizallamiento y molienda coloidal es, en esencia, la coincidencia y combinación de las respectivas "ventanas de cizallamiento" de los dos emulsionantes.

1 Materiales

PGPR (HLB ≈ 0,4–4,0, Guangzhou Zhonghai Chemical); DMG (contenido de monoéster mayor o igual al 90%, HLB ≈ 3,9–5,3, mismo proveedor); aceite de girasol (calidad alimentaria); agua desionizada; sal, sacarosa, goma xantana (calidad alimentaria).

Sistema modelo 2 sin aderezo para ensaladas

Fase oleosa: aceite de girasol con emulsionante mixto PGPR/DMG (concentración total 1%–5%, serie de proporciones PGPR:DMG de 0:10 a 10:0), disuelto con agitación a 70 grados. Fase acuosa: agua desionizada + sal 1,5% + sacarosa 3% + goma xantana 0,1%, disuelta con agitación a 60 grados. Relación de masa de agua-a-aceite: 70:30 (φₒ=0.7) y 60:40 (φₒ=0.6), formando dos series.

3 Equipos de emulsificación y procesamiento

La homogeneización de alto-cizallamiento (HSH) empleó un homogeneizador de dispersión digital de alta-velocidad (FJ200-SH, Shanghai Huxi), con parámetros de procesamiento de 8000 a 18 000 rpm y duraciones de 1 a 5 minutos. La molienda coloidal (CM) empleó un molino coloidal de recirculación a escala de laboratorio-(JMS-50D, Langfang General Machinery), con una separación entre el estator y el rotor de 100 a 500 μm, una velocidad del rotor de 3000 a 6000 rpm y de 1 a 5 pasadas de recirculación. Después de la emulsificación, todas las emulsiones se enfriaron rápidamente a 25 grados en un baño de agua helada.

4 métodos de caracterización

• Morfología de las gotas:Microscopía óptica (BX53, Olympus) con un aumento de ×400; Distribución del tamaño de las gotas (d₃,₂) determinada utilizando el software de análisis de imágenes ImageJ.
• Caracterización reológica:Reómetro rotacional (DHR-2, TA Instruments), geometría de placa paralela de 40 mm (espacio de 1 mm), 25 grados. Corte en estado estacionario-: 0,01 a 100 s⁻¹; barrido de amplitud: 0,01 %–100 % de tensión a 1 Hz; barrido de frecuencia: 0,1–100 rad/s con una deformación del 0,1 % (dentro del LVR); tixotropía: ciclo de velocidad de corte de tres pasos de 10⁻³→100→10⁻³ s⁻¹.
• Reología de dilatación interfacial:Reometría de dilatación interfacial basada en gota colgante- (OCA 25, DataPhysics), frecuencia de oscilación de 5 a 45 mHz, amplitud del 2 %, temperatura de 25 grados.
• Análisis de cristalización de grasas DSC:Calorimetría diferencial de barrido (DSC 214 Polyma, Netzsch), velocidad de calentamiento/enfriamiento 5 grados/min.
• Estabilidad de almacenamiento:Almacenamiento a 25 grados/4 grados durante 30 días con observación visual de la separación de fases y la coalescencia.

1 Comportamiento interfacial diferenciado de PGPR y DMG en la interfaz W/O

Las mediciones de reología de dilatación interfacial revelaron las diferencias esenciales entre PGPR y DMG en la interfaz petróleo-agua. PGPR alcanza rápidamente el equilibrio de adsorción incluso en concentraciones muy bajas (0,1%), y su módulo de dilatación interfacial E' muestra una débil dependencia de la frecuencia en el rango de frecuencia de 5 a 45 mHz, lo que indica un carácter elástico similar a un sólido-de la película interfacial. Este hallazgo está totalmente de acuerdo con la literatura: las colas hidrófobas de ácido ricinoleico ramificado de PGPR confieren un módulo viscoelástico de dilatación alto a la película interfacial, lo que le permite resistir eficazmente la deformación interfacial causada por la coalescencia de la emulsión. Después de 15 ciclos de compresión-expansión, el módulo de la película interfacial PGPR mostró solo una atenuación menor, lo que confirma su excelente estabilidad interfacial a largo plazo-.

DMG exhibió un comportamiento interfacial completamente diferente. En condiciones de medición idénticas, el módulo de dilatación de la película interfacial DMG fue significativamente menor que el de PGPR, con una pronunciada dependencia de la frecuencia-el módulo aumentó rápidamente a altas frecuencias y disminuyó a bajas frecuencias-lo que indica un carácter de película dominado por la viscosidad-. Más importante aún, cuando la temperatura se redujo de 70 grados a 25 grados, el módulo de dilatación de la película interfacial DMG experimentó un aumento escalonado, estrechamente relacionado con su comportamiento de cristalización interfacial in situ. El análisis de DSC confirmó esta hipótesis: durante el enfriamiento, DMG mostró un pico exotérmico distinto a aproximadamente 45 a 50 grados, correspondiente a la nucleación heterogénea y cristalización de monoglicéridos en la interfaz aceite-agua.

Estos dos comportamientos interfaciales distintos determinan sus respectivos patrones de respuesta dentro de los campos de corte. La adsorción interfacial de PGPR es unaproceso controlado cinéticamente: las moléculas pueden completar rápidamente ajustes conformacionales al llegar a la interfaz y lograr una cobertura de equilibrio; en consecuencia, su dependencia de la intensidad del corte es relativamente débil. El comportamiento interfacial de DMG, por el contrario, es unproceso termodinámico-cinético acoplado: las moléculas primero deben alcanzar una concentración superficial crítica en la interfaz, seguida de una cristalización in situ impulsada por enfriamiento-; Por lo tanto, la estructura interfacial final depende en gran medida de la ruta histórica del enfriamiento por corte-.

2 Influencia del tipo de campo de flujo cortante en la distribución del tamaño de las gotas

La homogeneización de alto-cizallamiento (HSH) y la molienda coloidal (CM) representan dos tipos fundamentalmente distintos de campos de flujo de emulsificación.

HSH pertenece a la categoría deturbulencia inercial-campos de flujo dominados. Bajo la alta-velocidad de rotación del rotor, el fluido sufre intensas fluctuaciones turbulentas, con la rotura de las gotas controlada principalmente por la tensión inercial turbulenta (~ρ(εd)^(2/3)). Las características principales de este campo de flujo son: densidad de energía extremadamente alta (10⁶–10⁸ W/m³), tiempo de residencia muy corto (de milisegundos a segundos) y un campo de flujo dominado por remolinos turbulentos y de corte.

Un molino coloidal, por el contrario, pertenece a la categoría decampos de flujo compuesto de corte extensional-. Dentro del espacio del estator-rotor, el fluido sufre la acción combinada de intensos flujos de extensión y corte, y el mecanismo de rotura de las gotas es considerablemente más complejo. En comparación con HSH, CM presenta una densidad de energía moderada (10⁵–10⁷ W/m³) pero un tiempo de residencia sustancialmente más largo (de segundos a minutos), con un componente de flujo extensional significativo.

Tabla 1 Comparación de las características del campo de flujo: homogeneización de alto-cizallamiento versus molino coloidal

Los resultados experimentales demostraron que cuando se usaba PGPR solo como emulsionante, HSH a 18.000 rpm durante 3 minutos produjo una distribución de gotas con d₃,₂ ≈ 8–12 μm, con morfología de gotas regular y una distribución de tamaño estrecha. Cuando se aplicó el tratamiento con CM con un aporte de energía comparable, el tamaño medio de las gotas aumentó a 15 a 20 μm, pero la distribución de tamaño fue más amplia y mostró un carácter bimodal distintivo-un pico principal a 10 a 15 μm y un pico secundario a 25 a 35 μm.

La introducción de DMG cambió radicalmente este panorama. En un sistema combinado PGPR:DMG=7:3 (concentración total 3%), la diferencia de tamaño de gota entre HSH y CM se redujo significativamente: d₃,₂ ≈ 10 μm para HSH y ≈ 12 μm para CM, reduciendo la proporción de aproximadamente 1,8× (PGPR solo) a aproximadamente 1,2×. Más importante aún, la estabilidad de almacenamiento (30 días, 25 grados) de la emulsión producida por CM-fue notablemente superior a la del producto HSH-el índice de desestabilización de la primera fue solo aproximadamente el 40% del del segundo.

3 Mecanismo de respuesta de corte- de la estructura de estabilización dual "PGPR Interfacial Film + DMG Crystal Network"

¿Por qué CM demuestra una ventaja relativa tan pronunciada en el sistema combinado PGPR/DMG? La respuesta radica en las respuestas diferenciadas de los dos emulsionantes al historial de corte y las características únicas del campo de flujo CM que coinciden con precisión con sus respectivas "ventanas de corte".

La adsorción interfacial de PGPR es un proceso cinético rápido. Ya sea en la turbulencia a escala de milisegundos-de HSH o en la segunda-escala de flujo de corte extensional-de CM, las moléculas de PGPR pueden completar rápidamente la adsorción en las superficies de las gotitas recién generadas, formando una película interfacial elástica. Sin embargo,La capacidad de autorreparación de la película interfacial PGPR contra daños mecánicos es limitada.. En las condiciones de turbulencia extrema de HSH, las gotas nacientes sufren repetidos ciclos de rotura-coalescencia-re-rotura, y la película interfacial se rasga y reconstruye continuamente, lo que reduce la eficiencia de la emulsificación marginal.

DMG, por el contrario, requiere un entorno acoplado de "enfriamiento por cizallamiento" fundamentalmente diferente. Los requisitos previos para que DMG ejerza su función estabilizadora en la interfaz y en la fase continua son: (1) las moléculas deben tener tiempo suficiente para alcanzar una concentración superficial crítica en la superficie de la gota; (2) las gotas deben mantener la estabilidad morfológica bajo un corte apropiado para proporcionar plantillas de nucleación para la cristalización interfacial; (3) la velocidad de enfriamiento debe ser moderada para permitir un crecimiento adecuado de los cristales sin agregación excesiva.

Las características del campo de flujo de HSH-alta densidad de energía, tiempo de residencia extremadamente corto y fuerte turbulencia-contradicen prácticamente todos los requisitos de DMG.En HSH, la vida útil de las gotas individuales es extremadamente breve (de milisegundos a segundos) y las moléculas de DMG no tienen tiempo suficiente para acumularse en la interfaz, y mucho menos para completar la nucleación interfacial y el crecimiento de cristales. El importante calor por fricción generado por HSH requiere además una compensación de enfriamiento externo adicional, lo que comprime aún más la ventana de cristalización de DMG.

Las características del campo de flujo de CM-densidad de energía moderada, tiempo de residencia más largo y componente de flujo extensional significativo-satisfacen todos los requisitos de DMG.En el flujo hueco de CM, las gotas sufren una deformación extensional gradual; el aumento del área superficial se produce sincrónicamente con la difusión superficial de DMG, proporcionando condiciones cinéticas ideales para la cristalización interfacial. Bajo el flujo extensional, las gotas se rompen a través de un mecanismo de ruptura de alargamiento-en forma de "pesa de pesa"-, lo que produce gotas hijas de morfología regular y tamaño uniforme, lo que facilita la posterior construcción uniforme de la red cristalina. Más importante aún, el tiempo de residencia más largo de CM le permite a DMG una amplia oportunidad para completar la nucleación de los cristales y el crecimiento inicial en la fase continua, formando una estructura espacial en la que la estabilización de Pickering y la estabilización de la red coexisten sinérgicamente.

Resumimos este mecanismo como elModelo de estabilización dual "Película interfacial PGPR (carcasa elástica) + red de cristal DMG (esqueleto de plástico)". En este modelo, PGPR proporciona el primer nivel de protección-dotando a cada gota de una película interfacial elástica que resiste la coalescencia; DMG proporciona el segundo nivel de protección-construyendo un esqueleto plástico de redes cristalinas entre gotas, dotando al sistema de capacidad anti-sedimentación y rendimiento de recuperación tixotrópica. La existencia de esta estructura dual ha recibido apoyo indirecto de la literatura: los estudios sobre sistemas de emulsionantes mixtos DAG-PGPR han demostrado que la interacción sinérgica entre la cristalización interfacial y la alta actividad superficial de PGPR da como resultado emulsiones con una distribución uniforme de las gotas y una excelente estabilidad ante la congelación-descongelación; En PGPR-que contienen emulsiones W/O, la grasa interfacial hace que las gotas actúen como rellenos activos, reforzando la rigidez y dureza del sistema.

4 Construcción del diagrama de fase de corte del emulsionante y criterios de selección del proceso

Con base en resultados experimentales sistemáticos, construimos un diagrama de fase de corte emulsionante utilizando la densidad de energía (Eᵥ) y la energía de corte específica (SBE) como parámetros duales, delineando los límites aplicables y las relaciones complementarias entre HSH y CM en este sistema.

Tabla 2 Diagrama de fase de corte de emulsificación para emulsiones de fase interna alta mezcladas con PGPR/DMG sin O

ventana yoes adecuado para aderezos para ensaladas que requieren alta fluidez y excelente rendimiento de extrusión. Aquí, PGPR es el emulsionante dominante (mayor o igual al 80%), y una pequeña cantidad de DMG proporciona estabilización auxiliar. La alta densidad de energía de HSH puede refinar adecuadamente las gotas, mientras que el bajo contenido de DMG garantiza que los efectos térmicos de HSH no interrumpan la débil red cristalina. La emulsión resultante tiene un límite elástico de aproximadamente 50-150 Pa y una recuperación tixotrópica de aproximadamente 80%-100%, apropiada para productos exprimibles embotellados.

Ventana IIrepresenta la región óptima de complementariedad entre HSH y CM. El concepto central de esta estrategia es emplear HSH para una rotura eficiente de las gotas primarias, seguido de CM para lograr un refinamiento estructural secundario-incluida la homogeneización del tamaño de las gotas y la construcción direccional de la red cristalina DMG. Los experimentos confirmaron que un proceso en tándem de "pre-emulsificación de HSH (18.000 rpm, 1 min) + refinación por recirculación de CM (3.000 rpm, 3 pasadas)" puede lograr simultáneamente la finura de las gotas (d₃,₂ ≈ 10–15 μm) y estabilidad en el almacenamiento a largo plazo-(índice de desestabilización de 30 días < 5%). Este proceso es adecuado para aderezos para ensaladas y productos para untar con requisitos exigentes de estabilidad en almacenamiento.

Ventana IIIes la región donde el efecto de red de cristal DMG se realiza plenamente. El tiempo de residencia más prolongado y las características de flujo extensional de CM brindan a DMG una amplia oportunidad para construir una red cristalina completa en la interfaz y en la fase continua. La emulsión resultante puede alcanzar un límite elástico de 200 a 400 Pa, una recuperación tixotrópica superior al 120 % y características pronunciadas del cuerpo plástico--manteniendo la forma en condiciones estáticas (crestas distintas después de la extracción) al mismo tiempo que exhibe una resistencia viscosa moderada durante la dispersión dinámica. Esta ventana es particularmente adecuada para productos para untar congelados/refrigerados y alternativas de mantequilla de origen vegetal que requieren una alta capacidad de retención de forma.

Ventana IVindica que simplemente extender el tiempo de CM o aumentar la velocidad del rotor no puede compensar las deficiencias estructurales causadas por una dosis insuficiente de PGPR o condiciones inadecuadas de cristalización de DMG.

5 Análisis cuantitativo del comportamiento de recuperación tixotrópica y mejora sinérgica de PGPR/DMG

El comportamiento de recuperación tixotrópica es un indicador central para evaluar la calidad del uso de aderezos y productos para untar para ensaladas.-El producto debe exhibir una buena fluidez cuando se exprime de una botella o se unta sobre el pan, pero debe recuperar rápidamente su estructura sólida-después de la extrusión o el esparcimiento para evitar el colapso y la exudación de aceite.

Las emulsiones que contienen solo PGPR mostraron una recuperación tixotrópica de aproximadamente 70% a 85%, con una tasa de recuperación lenta (tiempo característico ~ 120 a 200 s). Las emulsiones que contienen solo DMG no pudieron formar un bucle de histéresis tixotrópica completo debido a las gotas gruesas y la coalescencia severa (recuperación<50%). When the two were blended at a 7:3 ratio, the thixotropic recovery could reach 130%–140%-exceeding the theoretical upper limit of 100% and indicating that the recovered structure was stronger than the initial structure-with a substantially accelerated recovery rate (characteristic time ~20–40 s). This counterintuitive "super-complete recovery" phenomenon suggests that further structural reinforcement occurs during the recovery process: the DMG crystal network continues to evolve toward a more ordered structure under static conditions, while the PGPR interfacial film preserves droplet integrity throughout this evolution.

Desde la perspectiva unificada de la reología de corte emulsionante, este artículo revela el mecanismo sinérgico y las características de respuesta-de corte de PGPR y DMG en sistemas de aderezo para ensaladas W/O de fase interna alta, y ofrece la siguiente guía para la preparación industrial:

Principios de selección de equipos:Los productos de alta-fluidez se producen mejor mediante el procesamiento HSH en un solo-paso; se recomiendan productos de estabilidad media-a-alta para el procesamiento en tándem HSH + CM; Los productos de alto formato-se preparan de manera óptima utilizando el procesamiento CM-dominante de múltiples-pasos.

Principios de diseño de formulaciones:Las formulaciones con una proporción alta de PGPR deben combinarse con la alta densidad energética de HSH; las formulaciones de relación PGPR media-a-baja deben combinarse con el campo de flujo de corte extensional-de CM; Por cada aumento del 10% en la proporción de DMG, se recomienda extender el tiempo de residencia de CM en aproximadamente un 20% o aumentar la recirculación de CM en una pasada adicional.

Las direcciones de investigación futuras pueden incluir: extender la metodología del diagrama de fase de corte desarrollada en este estudio a otros sistemas de emulsión alimentaria W/O (por ejemplo, margarina, crema batida no láctea); emplear técnicas in situ de dispersión de ángulo pequeño-y reflectometría de neutrones para dilucidar la cinética de cristalización interfacial de DMG en condiciones de enfriamiento cortante-; y comparar el proceso en tándem HSH + CM con tecnologías emergentes como la emulsificación de microfluidos para explorar la máxima precisión de control que se puede lograr en la preparación de emulsiones W/O con alta fase interna.

La acción sinérgica de PGPR y DMG en sistemas de aderezo para ensaladas W/O de fase interna alta representa un mecanismo de estabilización complementario dinámico,-historial-dependiente del cizallamiento y basado en mecanismos físicos fundamentalmente diferentes-viscoelasticidad de la película interfacial versus construcción de redes cristalinas. La elección entre homogeneización de alto-cizallamiento y molienda coloidal es, en esencia, la coincidencia de las respectivas "ventanas de corte" de los dos emulsionantes: HSH coincide con la rápida adsorción interfacial de PGPR, mientras que CM coincide con la cristalización de nucleación interfacial y la construcción de red de DMG. El uso tándem de los dos tipos de equipos constituye una solución de ingeniería que concilia eficiencia con calidad. El "diagrama de fase de corte del emulsionante" construido en este estudio proporciona una base teórica sistemática y una guía práctica para la selección de equipos, el diseño de procesos y la optimización de la formulación de emulsiones W/O con alta fase interna en la industria alimentaria.