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Tendencias dependientes del pH en crema para café investigadas mediante análisis de tamaño de partícula y potencial zeta

2025-05-23Application Note

Explore cómo el pH afecta la estabilidad de la crema para café utilizando el BeNano 180 Zeta Max para un análisis preciso del tamaño de partícula y el potencial zeta.

Producto	BeNano 180 Zeta Max
Industria	Análisis de alimentos y bebidas
Muestra	Crema para café
Tipo de medición	Tamaño de partícula, potencial zeta
Tecnología de medición	Dispersión dinámica de luz, dispersión de luz electroforética

Introducción

El potencial zeta de las partículas está fuertemente influenciado por el entorno del dispersante, donde factores como el pH, la fuerza iónica y las pequeñas moléculas afectan significativamente tanto su magnitud como su signo. Entre estos factores, el pH ejerce el efecto más notable. En general, las partículas presentan carga positiva en medios de pH bajo y carga negativa en condiciones de pH alto, excluyendo los efectos de la adsorción de iones hidrógeno e hidroxilo. Cerca del punto isoeléctrico (IEP), la carga de las partículas es mínima, lo que resulta en un bajo potencial zeta, una mayor tendencia a la agregación y una menor estabilidad. Por lo tanto, tanto el tamaño de partícula como el potencial zeta son indicadores clave de la estabilidad del sistema.

El BeNano 180 Zeta Max, integrado con el autotitulador BAT-1, permite la medición precisa del tamaño de partícula y del potencial zeta en un amplio rango de condiciones de pH dentro de una sola secuencia de ensayo, proporcionando una evaluación integral de la estabilidad de la muestra. Esta nota de aplicación investiga la relación entre el pH, el tamaño de partícula y el potencial zeta en la crema para café.

Experimental

El BeNano 180 Zeta Max utiliza un láser de 671 nm con una potencia de salida de 50 mW como fuente de luz. Las mediciones del potencial zeta se realizaron mediante un detector situado a 12°, mientras que el tamaño de partícula se determinó a 173°. En este estudio, se analizó una muestra de crema para café dispersada en agua para examinar las variaciones en el tamaño de partícula y el potencial zeta a diferentes niveles de pH. El proceso de titulación de pH implicó la adición de una solución de HCl para ajustar el pH de la muestra. El pH objetivo se estableció en 2, con incrementos de 1 y una tolerancia de 0,2. La unidad de control de temperatura integrada del BeNano de Bettersize mantuvo una temperatura constante de 25 °C ± 0,1 °C. Las mediciones se realizaron utilizando una celda capilar plegada.

Resultados y discusión

Al medir el tamaño de partícula y el potencial zeta a diferentes valores de pH, se obtuvo la tendencia en función del pH.

Dependence of size and zeta potential on pH of coffee creamer

Figure 1.

Dependencia del tamaño de partícula y del potencial zeta respecto al pH del blanqueador de café

Al analizar el tamaño de partícula y el potencial zeta en un amplio rango de pH, se observó una tendencia clara. Al inicio de la titulación (pH 9,14), el potencial zeta fue aproximadamente de -60 mV, lo que indica una alta densidad de carga negativa en la superficie de las partículas. En este pH, el tamaño de partícula se situó alrededor de 380 nm.

A medida que se añadió HCl y el pH disminuyó, el potencial zeta se aproximó gradualmente a cero, alcanzando el punto isoeléctrico (IEP) en pH 5,52. En esta etapa, el tamaño de partícula aumentó significativamente debido a la reducción del potencial zeta, lo que provocó una disminución de la repulsión interparticular y una notable agregación de partículas. Con la adición adicional de HCl, la carga del sistema de partículas cambió de negativa a positiva. A medida que el pH continuó disminuyendo, el potencial zeta se volvió cada vez más positivo, lo que generó una mayor repulsión electrostática entre las partículas y, en consecuencia, una reducción del tamaño de partícula.

shifted from negative to positive. As the pH continued to drop, the zeta potential became increasingly positive, resulting in stronger electrostatic repulsion between the particles and a corresponding decrease in particle size.

zeta potential analyzer

BeNano 180 Zeta Max

Conclusión

Este estudio analizó las variaciones del tamaño de partícula y del potencial zeta en función del pH en crema para café. A valores altos de pH, el potencial zeta fue negativo, pasando a ser positivo a medida que el pH disminuía, con el punto isoeléctrico identificado alrededor de pH 5,52. En esta etapa, la agregación de partículas se intensificó de forma significativa. Estos resultados ponen de manifiesto el papel fundamental del pH en la regulación de la estabilidad y el comportamiento de los sistemas coloidales.