Nota de aplicación | CoaguSens™ Flex
Pruebas de la capacidad de fusión y la funcionalidad del queso fundido
El queso fundido juega un papel importante en la industria alimentaria, y se valora por su calidad constante, su larga vida útil y su versatilidad funcional en aplicaciones como bocadillos, salsas, platos preparados y productos de panadería. Una de las características más importantes que determinan su rendimiento en aplicaciones alimentarias es la capacidad de fundirse. Esta propiedad influye directamente en la textura, la sensación en boca y el aspecto visual cuando se calienta el queso, lo que la convierte en un factor clave tanto en el desarrollo de productos como en el control de calidad.
Características del queso fundido
La funcionalidad única del queso fundido es el resultado de una fórmula cuidadosamente equilibrada y de un proceso de fabricación controlado. Al mezclar queso natural con sales emulsionantes, agua y otros ingredientes a calor, los fabricantes pueden estandarizar la textura, el sabor y el comportamiento en todos los lotes. Este control permite realizar ajustes específicos para satisfacer necesidades concretas del mercado, como una mayor capacidad de fusión para los ingredientes de la pizza o una mejor integridad de la loncha para las hamburguesas. La capacidad de ajustar con precisión la capacidad de fusión sin sacrificar la estabilidad es una de las razones por las que el queso fundido se usa tanto en el sector de la restauración y en aplicaciones industriales.
Capacidad de fusión: una característica clave de la calidad del queso fundido
La capacidad de fusión del queso fundido se refiere a su capacidad para ablandarse y fluir cuando se expone al calor. Esta propiedad depende de factores como el contenido de humedad, el pH, la proporción entre grasa y proteína, y el tipo y la cantidad de sales emulsionantes que se usen. Una capacidad de fusión óptima garantiza una cobertura uniforme sobre los alimentos calientes, evita que se desprenda demasiado aceite y proporciona las características deseadas de elasticidad o fluidez. Un comportamiento de fusión irregular puede provocar defectos en el producto, como la formación de ampollas, una cobertura desigual o una textura indeseable, lo que afecta tanto al aspecto como a la aceptación por parte de los consumidores.
Firmeza y textura
La firmeza del queso fundido está estrechamente relacionada con su capacidad para fundirse, ya que ambas cosas dependen de la red proteica del queso y de la distribución del agua. Aunque los quesos más firmes pueden mantener su estructura al calentarlos, una firmeza excesiva puede limitar su untabilidad y dar lugar a una textura masticable. Por el contrario, las texturas más blandas pueden mejorar la capacidad de fundirse, pero corren el riesgo de desmoronarse con el calor. Los fabricantes consiguen la firmeza deseada ajustando el contenido de proteínas, la concentración de sal emulsionante y los parámetros de procesamiento, como el tiempo de calentamiento y la velocidad de cizallamiento.
Coherencia
La consistencia describe la uniformidad de las propiedades del queso fundido, tanto dentro de un mismo lote como entre diferentes lotes de producción. Desde un punto de vista funcional, la consistencia garantiza que la capacidad de fundirse, la firmeza y la textura sigan siendo predecibles durante su uso. Entre los factores que influyen en la consistencia se encuentran la mezcla homogénea de los ingredientes, el control estable del pH y la prevención de la separación de fases durante la fabricación. Mantener una alta consistencia no solo refuerza la fiabilidad de la marca, sino que también reduce los residuos y los problemas de procesamiento para los usuarios industriales.
Viscosidad
La viscosidad juega un papel importante a la hora de determinar el comportamiento de flujo del queso fundido durante la fusión. Influye en cómo se extiende el queso sobre superficies calientes, en su capacidad de estirarse y en su capacidad para ligarse con otros ingredientes. Una viscosidad más baja favorece un flujo suave y una cobertura uniforme, mientras que una viscosidad más alta ayuda a mantener la estructura en productos en capas o rellenos. Para alcanzar los niveles de viscosidad deseados, se suelen ajustar el contenido de humedad, las sales emulsionantes y la distribución de la grasa.
Entender y controlar la capacidad de fusión, la firmeza, la consistencia y la viscosidad es fundamental para garantizar que el queso fundido cumpla con las expectativas de rendimiento tanto de los consumidores como de los clientes industriales. Estos parámetros son la base para evaluar la funcionalidad y sirven de guía para mejorar las fórmulas y adaptarlas a las demandas cambiantes del mercado.
En la siguiente sección, veremos algunos enfoques prácticos para evaluar estas propiedades en situaciones reales, como parte de nuestro estudio de caso: «Pruebas de fundibilidad en quesos fundidos».
Caso práctico: Pruebas de fundibilidad en quesos fundidos
Instrumento: CoaguSens™ Flex - Análisis de precisión de la firmeza y la capacidad de fusión del queso fundido
CoaguSens™ Flex Es un instrumento analítico de precisión desarrollado para el sector lácteo con el fin de caracterizar las propiedades reológicas y viscoelásticas de los geles de leche y los quesos. Permite supervisar en tiempo real los procesos de coagulación enzimática y ácida de la leche y cuantifica la firmeza del gel y el desarrollo estructural en condiciones térmicas controladas. El sistema también permite realizar estudios de fundibilidad de los quesos (naturales o procesados) midiendo las respuestas viscoelásticas en función de la temperatura, lo que proporciona datos reproducibles sobre su rendimiento funcional.
Al generar parámetros reológicos precisos, CoaguSens™ Flex ayuda a los científicos, tecnólogos e ingenieros de procesos del sector alimentario a optimizar las formulaciones y la dosificación de los ingredientes. Sus capacidades analíticas facilitan el ajuste de los parámetros del proceso para alcanzar de forma constante los objetivos funcionales definidos, como la textura, la firmeza y el comportamiento al fundirse.
Al combinar versatilidad con una gran precisión analítica, CoaguSens™ Flex es ideal tanto para la investigación y el desarrollo—donde ayuda a comprender mejor las relaciones entre estructura y función en los sistemas lácteos— y el control de calidad, donde garantiza la uniformidad del producto, reduce la variabilidad y asegura el cumplimiento de las normas de rendimiento industriales. El instrumento mide los siguientes parámetros en función de la temperatura:
- el módulo elástico de cizallamiento (G′): mide la firmeza del gel;
- el módulo de pérdida por cizallamiento (G’’): mide el comportamiento viscoso del gel;
- la tangente de pérdida [tan(δ)]: se define como la relación G’’/G’, que indica la proporción del comportamiento viscoso respecto al comportamiento elástico de la muestra.
Resultados
Cinética de fusión
Figura 1: Comparación de los perfiles de fusión (evolución temporal del módulo de elasticidad o la firmeza) de los quesos fundidos Velveeta, Laughing Cow, Cheese Whiz y Kraft Single entre 4 °C y 70 °C.
Analizar la firmeza y la velocidad de fusión de los quesos fundidos con el CoaguSens™ Flex ofrece información reológica precisa, lo que permite a los fabricantes optimizar las fórmulas, el equilibrio de los emulsionantes y el comportamiento térmico para conseguir una textura uniforme, una capacidad de fusión controlada y un mejor rendimiento en aplicaciones industriales, culinarias y de consumo. Las curvas de capacidad de fusión obtenidas con el CoaguSens™ Flex ofrecen múltiples indicaciones:
Kraft Slice Es la muestra más firme (~100 000 Pa), lo que refleja una matriz densa de proteínas y emulsionantes, pero también es la que se derrite más rápido, ya que el valor de G′ cae por debajo de los 20 000 Pa en menos de 2 minutos. Presenta una gran rigidez y una persistencia estructural moderada ante el calor.
Velveeta Empieza con una dureza moderada (~50 000 Pa) y se funde rápidamente, estabilizándose con una elasticidad baja. Combina la resistencia inicial con una fluidificación rápida, lo que lo hace ideal para aplicaciones en las que se busca una fusión suave y uniforme.
La Vaca que se Ríe tiene una firmeza inicial menor (~35 000 Pa), pero conserva su estructura durante un poco más de tiempo, con una disminución más lenta y gradual del G′. Termina con una elasticidad residual mayor, lo que indica una textura fundida más blanda pero más estable.
Cheez Whiz es el menos firme desde el principio (<5 000 Pa) y presenta una degradación estructural insignificante, comportándose básicamente como un fluido en todo momento. Su formulación da prioridad a la fluidez frente a la resistencia del gel.
Figura 2: Comparación del módulo de elasticidad (consistencia) de los quesos fundidos Velveeta, Laughing Cow, Cheese Whiz y Kraft Single a 4 °C y 70 °C.
Figura 3: Tangente de pérdida [tan(δ)] y comportamiento viscoso de los quesos fundidos Velveeta, Laughing Cow, Cheese Whiz y Kraft Single a 4 °C
Figura 4: Tangente de pérdida [tan(δ)] y comportamiento viscoso de los quesos fundidos Velveeta, Laughing Cow, Cheese Whiz y Kraft Single a 70 °C
Velveeta
Velveeta es un queso fundido pasteurizado elaborado con leche, suero de leche, sales emulsionantes y aceites, homogeneizado y sometido a un tratamiento térmico para garantizar su estabilidad y una textura suave; se usa mucho en salsas, aderezos y alimentos procesados gracias a que se derrite de forma uniforme.
A 4 °C, el Velveeta presenta una firmeza moderada (~45 000 Pa) con un comportamiento en el que predomina la elasticidad (tan(δ) ~0,3). Al calentarlo a 70 °C, se produce una pérdida drástica de estructura (<2 000 Pa) y un fuerte aumento de tan(δ) (~0,7), lo que marca una transición hacia un comportamiento en el que predomina la viscosidad. Esto explica su capacidad de fundirse de forma suave y uniforme.
La Vaca que se Ríe
Laughing Cow es un queso fundido en porciones que se elabora mezclando quesos naturales con nata, leche en polvo y sales emulsionantes; a continuación, se esteriliza térmicamente para garantizar su conservación, lo que da como resultado un producto cremoso y fácil de untar que se suele tomar como tentempié o untar en pan y galletas saladas.
Laughing Cow tiene una consistencia moderadamente firme a 4 °C (~35 000 Pa) y conserva una elasticidad considerable cuando se calienta (~7 000 Pa a 70 °C). Su tan(δ) se mantiene estable en ~0,3, lo que indica una contribución viscosa estable al tiempo que se mantiene el equilibrio estructural. Esto da como resultado una textura suave y untable, en lugar de una fluidez total.
Cheese Whiz
Cheez Whiz es una salsa de queso fundido que lleva queso, suero de leche, aceites y sales emulsionantes, y que se somete a un proceso térmico para conseguir un producto de larga conservación, fácil de verter y con una consistencia duradera, que se usa sobre todo como salsa para mojar, aderezo o condimento en comida rápida y productos precocinados.
El Cheez Whiz tiene una estructura poco definida incluso a 4 °C (~5.000 Pa), con un tan(δ) relativamente alto (~0,5) que refleja unas propiedades en las que predomina la viscosidad. A 70 °C, su G′ cae por debajo de los 1.000 Pa, mientras que el tan(δ) sigue siendo alto, lo que confirma su naturaleza de emulsión vertible con una integridad mínima de la red de gel.
Kraft Singles
Los Kraft Singles son lonchas de queso fundido envueltas individualmente, elaboradas con queso natural, suero de leche, aceites vegetales, sales emulsionantes y estabilizantes, y pasteurizadas para garantizar la seguridad microbiológica y una capacidad de fusión constante. Están diseñadas específicamente para usarlas en bocadillos, hamburguesas y otros platos listos para comer.
Kraft Slice es el más firme en refrigeración (~100 000 Pa) y presenta un comportamiento elástico moderado (tan(δ) ~0,45). Al calentarlo a 70 °C, el G′ cae bruscamente hasta unos 4.000 Pa y el tan(δ) sube hasta cerca de 0,55, lo que indica cambios estructurales durante la fusión.
El uso de mediciones precisas para mejorar las propiedades funcionales del queso fundido
Conclusión
En este estudio se analizaron la capacidad de fusión y las propiedades funcionales de Velveeta, Laughing Cow, Cheez Whiz y Kraft Singles utilizando el CoaguSens™ Flex. El comportamiento del queso fundido depende de factores de la fórmula, como la proporción de proteínas y grasas, las sales emulsionantes, el pH y la humedad. Entre los parámetros clave que se midieron estaban el módulo elástico de cizallamiento (G′), el módulo viscoso (G″) y la tangente de pérdida [tan(δ)], lo que permitió evaluar con precisión la firmeza y el comportamiento al fundirse a diferentes temperaturas.
A 4 °C, Kraft Slice era el más firme (~100 000 Pa), seguido de Velveeta (unos 45 000 Pa) y Laughing Cow (unos 35 000 Pa), mientras que Cheez Whiz tenía una estructura poco firme (<5.000 Pa). Al calentarlas a 70 °C, la firmeza se redujo en todas las muestras, aunque con una cinética diferente: la loncha de Kraft se derritió rápidamente (~4.000 Pa), el Velveeta se licuó por completo (<2.000 Pa), la Laughing Cow conservó parte de su estructura (~7.000 Pa) y el Cheez Whiz se mantuvo blando en todo momento.
El comportamiento viscoso, medido mediante tan(δ), confirmó estas tendencias. Velveeta pasó de un comportamiento predominantemente elástico (~0,3) a uno viscoso (~0,7), mientras que Laughing Cow se mantuvo estable (~0,3), Kraft Slice subió ligeramente (0,45–0,55) y Cheez Whiz siguió siendo viscoso (~0,5) independientemente de la temperatura.
CoaguSens™ Flex ofrece una forma rápida, reproducible y cuantitativa de medir la capacidad de fusión del queso. Su capacidad para evaluar la firmeza, la velocidad de fusión y el equilibrio viscoelástico al calentarlo lo convierte en una herramienta imprescindible para Diseño de fórmulas en I+D y supervisión de la consistencia en el control de calidad, lo que garantiza que los productos cumplan los requisitos de rendimiento funcional con el mínimo de prueba y error.
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