Effect of electrohydrodynamic atomization conditions on morphometric characteristics and mechanical resistance of chia mucilage-alginate particles

• Minerva Rentería-Ortega ^[1] ; Ma De La Paz Salgado-Cruz ^[1] ; Eduardo Morales-Sánchez ^[2] ; Liliana Alamilla-Beltrán ^[1] ; Reynold Ramón Farrera-Rebollo ^[1] ; Mariana Valdespino León ^[1] ; Georgina Calderón-Domínguez ^[1]
  1. [1] Escuela Nacional de Ciencias Biológicas
  2. [2] Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada (CICATA)
• Localización: CyTA: Journal of food, ISSN 1947-6337, ISSN-e 1947-6345, Vol. 18, Nº. 1, 2020, págs. 461-471
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de las condiciones de atomización electrohidrodinámica sobre las características morfométricas y la resistencia mecánica de las partículas de mucílago de chía y alginato
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  • español

    La atomización electrohidrodinámica (EHDA) es una técnica que produce partículas monodispersas y puede emplear biopolímeros de grado alimenticio como materiales de pared, como el mucílago de chía. El objetivo de este trabajo fue estudiar los cambios en las características morfométricas (Feret, redondez) y la resistencia mecánica de las micropartículas de mucílago de chía y alginato de sodio obtenidas en diferentes condiciones de proceso (voltaje: 11-14 kV; distancia al colector 5.5 - 8.5 cm). El diámetro de las partículas fue ≤ 1 mm, estando más deformado (redondez, RD < 0.61), con mayor resistencia mecánica (MS: 7-7.5 N) y números de Weber (We) (9.9 x 10−5 - 3.7 × 10−4) que aquellos procesado sin tensión. Se desarrolló un modelo descriptivo que relaciona We y los parámetros del proceso, corroborados por análisis de Pearson y observando correlaciones mayores que 0.8 entre We con Feret y MS (0.817, 0.807) y Feret con MS y voltaje (0.837, 0.826). Estos resultados confirmaron la viabilidad de aplicar EHDA para producir partículas de alginato de sodio y mucílago de chía con diferentes características morfométricas y mecánicas dependientes de las condiciones de proceso.

  • English

    Electrohydrodynamic atomization (EHDA) is a technique which produces monodispersed particles and can employ food grade biopolymers as wall materials, such as chia mucilage. The aim of this work was to study the changes on the morphometric characteristics (Feret, roundness) and mechanical resistance of chia mucilage-sodium alginate microparticles obtained at different process conditions (voltage: 11–14 kV; distance to collector 5.5–8.5 cm). The diameter of particles was ≤1 mm, being more deformed (roundness, RD < 0.61), with higher mechanical strength (MS: 7–7.5 N) and Weber numbers (9.9 x 10−5 – 3.7 × 10−4) than those processed without voltage. A descriptive model relating We and process parameters was developed, being corroborated by Pearson analysis, and observing correlations larger than 0.8 between We with Feret and MS (0.817, 0.807), and Feret with MS and voltage (0.837, 0.826). These results confirmed the feasibility of applying EHDA to produce chia mucilage-sodium alginate particles with different morphologies and mechanical characteristics depending on process conditions.