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Tus comidas y bebidas favoritas pronto podrían tener un sabor aún mejor, gracias a los nuevos cálculos desarrollados en A * STAR. Una fuente importante de pérdida de sabor para alimentos y bebidas son las moléculas de aroma que se absorben en los materiales de envasado poliméricos utilizados para almacenar los productos. Los investigadores han desarrollado ahora un método para predecir rápidamente la absorción de moléculas de aroma mediante el envasado de polímeros.
Medir experimentalmente la pérdida de moléculas de sabor y otros compuestos orgánicos en su empaque de polímero es difícil y lento, explica Jianwei Zheng del Instituto A * STAR de Computación de Alto Rendimiento. "La concentración de compuestos orgánicos como moléculas de sabor en una bebida es muy diluida, ", dice. Y el proceso de absorción de la bebida en el polímero puede tardar unos meses en alcanzar el equilibrio, él añade.
Zheng y sus colegas se unieron a investigadores de Coca-Cola Company en Atlanta, ESTADOS UNIDOS, para desarrollar un método más rápido. El equipo desarrolló un cálculo matemático para predecir rápidamente hasta qué punto el envase absorbería moléculas orgánicas de los productos de bebida que contienen.
El equipo adaptó un modelo bien conocido de propiedades de los polímeros, desarrollado por primera vez en la década de 1940, llamada teoría de Flory-Higgins. Este modelo matemático se desarrolló originalmente para describir el comportamiento de mezcla de un polímero con un disolvente.
Adaptar el modelo para que pueda describir el comportamiento de mezcla de polímeros con compuestos orgánicos, como moléculas de aroma, el equipo combinó la teoría de Flory-Higgins con métodos de contribución grupal (GCM). "Los métodos de contribución grupal asumen que las propiedades de una sustancia son la suma de las contribuciones de todos los grupos químicos constituyentes, "Zheng explica. Entonces, las propiedades de la molécula CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH, por ejemplo, se puede calcular sumando las propiedades de un CH 3 grupo, dos CH 2 grupos y un grupo COOH. "Los datos de cada grupo generalmente se estiman a partir de datos experimentales, "Dice Zheng.
En el caso de envasado de alimentos, el cálculo esencialmente predice la medida en que una molécula de aroma dada se disolverá en un polímero dado sumando la mezcla de cada componente químico del polímero con cada componente químico de la molécula de aroma.
El equipo probó su enfoque utilizando moléculas aromáticas como limoneno y eugenol, y polímeros como PET y PVC. "El cálculo es muy rápido, y los resultados fueron consistentes con los datos experimentales disponibles, "Dice Zheng.
Los investigadores ahora están refinando y expandiendo su enfoque, "ajustar los parámetros de contribución del grupo y crear la base de datos para más grupos, " él añade.
