Máquinas para la elaboración de nata vegana

Proyecto de investigación en cooperación con la Universidad Técnica de Berlín (TU Berlin) y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT)

En el contexto de una creciente concienciación de los consumidores en materia de salud y de una transformación general hacia un mayor consumo de alimentos de origen vegetal, la industria alimentaria muestra un gran interés en el desarrollo de productos en los que las grasas y proteínas de origen animal se sustituyan por alternativas vegetales; el foco principal se centra en las alternativas veganas a la leche y a la nata.

Probst & Class investiga, en cooperación con dos universidades alemanas líderes, la importancia de la fase proteica y lipídica en el desarrollo de alternativas veganas a la leche y a la nata. Para ello se utiliza nuestro molino coloidal de laboratorio (PUC 60, modelo O). El informe completo puede descargarse aquí en formato PDF (en alemán).

Nuestro molino coloidal de laboratorio (PUC 60, tipo O) se emplea en este proyecto de investigación.

Resultados intermedios del proyecto de investigación (estado en 2025)
A continuación se describen los resultados del proyecto en cada fase de trabajo. 

• FA 1 – Obtención y caracterización de proteínas
  • Proteína de guisante
  • Obtenidos 300 g de fracción rica en globulinas (≈ 90 % proteína).
  • Concentración interfacial crítica (CIC) ≈ 0,01 % p/p.
  • Solubilidad determinada en función del pH (óptimo pH 7).
  • Proteínas mayoritariamente nativas (pico de desnaturalización ≈ 75 °C).
  • Hito 1 alcanzado.
• Proteína de avena
  • Protocolo de desengrasado con hexano establecido; grasa residual ↓ a ≈ 1,6 %.
  • Finalización de la purificación prevista para febrero 2025.

FA 2 – Interfases proteína / fosfolípido

• Lípidos ensayados: PC 18:0/18:1, PE 18:0/18:1 y seis mezclas de lecitina.
• Los fosfolípidos insaturados presentan CMC más bajas que los saturados.
• Ventana de coexistencia estable: proteína 0,01 % + PL ≤ 0,005 % (saturado) o ≤ 0,0005 % (insaturado).
• Emulsiones (Ø 5–10 µm): los PC saturados estabilizan las gotas; los insaturados provocan rápido crecimiento de gota.
• PC 18:0 y PC 18:1 seleccionados para fases posteriores. Hito 2 alcanzado.

FA 3 – Evaluación de fases grasas

• Oleogeles de cera de girasol, salvado de arroz, carnauba y candelilla:
  • La dureza del gel aumenta con el contenido de cera.
  • Todos los sistemas son frágiles; la cera de candelilla muestra la mejor relación fusión-fragilidad.
• Oleogeles de etilcelulosa descartados (requerían ≥ 20 % EC y 160 °C).
• Caracterizadas diversas fracciones TAG de palma y karité.
• Seleccionados para la Fase II: 15 sistemas representativos
(oleogeles de cera de girasol y candelilla + aceite de palmiste totalmente hidrogenado).
Hito 3 alcanzado.

FA 4 – Estabilidad interfacial termo-mecánica

• La homogeneización a alta presión (200/50 bar, 50 °C) apenas altera la proteína de guisante.
• Reología interfacial
  • Película de proteína pura: G′ > G″ hasta ≈ 100 % de deformación.
  • Con PC 18:0: G′ aumenta → aportes elásticos adicionales.
  • Con PC 18:1: G′ disminuye → interacciones proteína-proteína debilitadas.
• Películas estables durante 12 h de barrido temporal. Hito 4 alcanzado.

FA 5 – Parámetros de proceso (velocidad de enfriamiento y cizalladura)

• Emulsiones enfriadas rápidamente (20 K min⁻¹) vs. lentamente (5 K min⁻¹):
la estrategia de enfriamiento tiene menor influencia que el tipo de cera.
• Enfriamiento lento ↑ deformación de gotas; la estearina de palma forma cristales puntiagudos → mayor riesgo de coalescencia.
• Homogeneización (5 ciclos, 50 bar) produce un d₅₀ de 1–4 µm. FA 5 según lo previsto.

FA 6 – Tamaño de gota vs. estructuración

• 1,2 µm (análogo a leche) vs. 3,6 µm (análogo a nata): tribología casi idéntica; el tamaño de gota apenas afecta en la perdepción en boca.
• La fricción correlaciona con el contenido de grasa sólida, no con el tamaño de gota ni con el tipo de proteína.
• Recogida de datos finalizada; ensayos de almacenamiento y agitación en curso.

FA 7 ss. – Aplicaciones modelo y escalado

• Diseño experimental para leche barista, crema de cocción y nata montada listo; ejecución a partir de febrero 2025.
• Escalado piloto de dos formulaciones con socios industriales a partir del T3 / 2025.
• Guía práctica en preparación para su transferencia  a PYMES (publicación prevista abril 2026).

Conclusiones clave del proyecto

• La co-estabilización interfacial requiere rangos muy estrechos de proteína/PL; los PC saturados aumentan la elasticidad de la película, los insaturados pueden desestabilizarla.
• Los oleogeles de cera proporcionan estructuras grasas firmes pero frágiles; la cera de candelilla ofrece el mejor perfil fusión-fragilidad.
• La estrategia de enfriamiento tiene mayor impacto en la morfología de las gotas que la dureza del gel; el enfriamiento lento incrementa el riesgo de coalescencia.
• Tribología como indicador sensorial: la fricción viene determinada principalmente por el contenido de grasa sólida y el módulo elástico de la grasa, no por el tamaño de gota ni por la fuente proteica.
• Todos los hitos hasta MS 4 se han alcanzado; el proyecto avanza según lo previsto.

Próximos pasos previstos para 2025

1. Finalizar la purificación de la proteína de avena y ampliar los ensayos de coexistencia con PL.
2. Realizar estudios de almacenamiento prolongado para evaluar la la estabilidad de la emulsión y textura.
3. Ejecutar el escalado piloto y validación sensorial de las dos formulaciones líderes.
4. Elaborar guías prácticas sobre selección de ingredientes, ventanas de proceso y métodos de ensayo para la transferencia a PYMES (T1 / 2026).

Descargue aquí más información sobre el proyecto de investigación en formato PDF (en alemán).

Probst & Class como proveedor de la industria alimentaria

Los molinos Probst & Class llevan 80 años a la vanguardia del procesamiento de alimentos. Con una PUC, tanto los pequeños productores como la industria elaboran alternativas vegetales a la leche de calidad superior y constante.

La alta calidad de fabricación de las máquinas PUC suele garantizar una vida útil de varias décadas. El suministro de piezas de repuesto y de desgaste, incluso para modelos muy antiguos, es una garantía de inversión segura y de un bajo coste total de propiedad.