7mo informe de fiqui dispersiones alimentarias
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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
LA MOLINA
PROFESOR: Ing. Laura Linares García
FACULTAD: Industrias Alimentarias
CURSO: Laboratorio físico-química de alimentos
TEMA: Dispersiones Alimentarias
GRUPO: B
INTEGRANTES:
- Álvarez Guerra David
- Cano Moore Natalia
- Pinto Pareja Andrea
- Vilchez Franco Manuel
2010
I. INTRODUCCIÓN
Se llama dispersión a un sistema polifásico en el cual una fase se encuentra en forma
fragmentada (fase dispersada) dentro de otra (fase continua). Existen varios tipos de
sistemas dispersados y cada uno tiene una denominación particular. Cuando se habla
de dispersión es importante destacar el tamaño de los fragmentos de la fase
dispersada. En efecto, el comportamiento de la dispersión y su efecto depende en
buena parte del tamaño de los fragmentos. Si los fragmentos son de tamaño inferior al
micrómetro pero netamente superior al tamaño de una molécula, las dispersiones se
llaman COLOIDES.
Según la definición anterior de coloides, si no hay separación por sedimentación se
habla de una solución o suspensión coloidal o una microemulsión. Al contrario, los
sistemas que se separan por sedimentación (cualquiera que sea el tiempo requerido)
no son estables y se llamarán espumas, (macro) emulsiones o suspensiones.
Estos tipos de suspensiones se presentan a diario en la industria alimentaria y por ello
es de importancia comprender las propiedades que presentan este tipo de alimentos.
Entre ellos tenemos: emulsiones, geles y espumas.
Una emulsión es un sistema que contiene dos fases líquidas inmiscibles, una de las
cuales está dispersada en la otra, y cuya estructura es estabilizada por un agente
surfactante llamado emulsionante.
Un gel es una preparación semisólida formada por líquidos gelificados con la ayuda de
agentes gelificantes apropiados. Pueden ser geles hidrófilos (hidrogeles) o geles
lipófilos (oleogeles).
Las espumas son dispersiones de un fluido hidrófobo en un líquido hidrófilo. El
diámetro de burbuja que se forma debe ser tan grande que excluye a las espumas del
dominio de los coloides.
I.1 Objetivos
- Observar la estabilidad de la espuma de la clara de huevo respecto al tiempo
de batido.
- Observar la influencia del azúcar y el ácido en solidez de los geles de almidón.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
II.1 Estabilidad de la espuma de clara de huevo
Se determinó el tiempo adecuado de batido para lograr una mayor estabilidad de la
espuma de clara de huevo.
Materiales
- 6 vasos precipitados de 150 ml
- 6 huevos
- Batidora
- 3 probetas de 10 ml
- 3 probetas de 50 ml
- 6 embudos
- 6 baguetas
- Cronómetros
- 2 vasos de 500 ml
Procedimiento
Se pesó 6 muestras de clara de huevo de 25 g cada una, dentro de pequeños vasos
de precipitado.
Muestra 1: se batió durante 0.5 minutos a la mínima velocidad y se trasladó a un
embudo. Se colocó el embudo sobre una probeta y se dejó gotear durante 10 minutos.
Se anotó el volumen de goteo producido por la muestra.
Muestra 2, 3, 4, 5 y 6: se repitió el paso anterior para tiempo de batido de 1, 1.5, 2, 3 y
5 minutos.
II.2 Producción de un gel de almidón y efecto sobre la solidez del gel a
distintas sustancias añadidas
Materiales
- 50 g de almidón de maíz u otra fuente
- 50 g de azúcar
- 3 baguetas
- 3 cocinas
- 6 placas petri grande
- 230 ml de solución de ácido cítrico 0.5 M (25 g de ácido cítrico en 250 ml de
agua destilada)
- 3 termómetros
- 3 vasos de precipitado de 400 ml
Procedimiento
Se puso 15 g de almidón en cada uno de los 3 vasos de precipitado de 400 ml.
Muestra 1: (vaso 1) se añadió 230 ml de agua lentamente y se agitó para obtener una
suspensión. Se calentó suave y constantemente, hasta que la pasta alcance 95 °C. Se
retiró del calor e inmediatamente se vertió dentro de 2 moldes y se dejó enfriar.
Muestra 2: (vaso 2) se repitió el procedimiento que se siguió con la muestra 1, pero se
añadió 50 g de azúcar antes de la adición del agua al almidón.
Muestra 3: (vaso 3) se repitió el procedimiento que se siguió con la muestra 1, pero se
sustituyó el agua por 230 ml de una solución de ácido cítrico 0.5 M.
III. RESULTADOS Y DISCUSIONES
3.1. Estabilidad de la espuma de clara de huevo
3.1.1. Resultados
Cuadro 1: Datos de goteo respecto al tiempo de batido
Tiempo de batido(min)
0.5 1 1.5 2 3 5
Volumen de goteo(ml)
17 7.5 10.35 8.1 5 2.3
Figura 1: Estabilidad de la espuma de la clara de huevo respecto al tiempo de batido
3.1.2. Discusiones
Según Fennema (1993), las espumas alimenticias suelen ser dispersiones de burbujas
de gas en una fase continua, líquida o semisólida, que contiene un agente con
actividad de superficie, soluble. En muchos caso el gas es aire (y en ocasiones dióxido
de carbono) y la fase continua una disolución o suspensión acuosa de proteínas.
En las espumas, las burbujas de gas están separadas por una fase continua de capas
delgadas de líquido denominadas “laminillas”. La interfase gas-líquido puede medir
1m2 por ml de líquido. Para formar esta interfase (al igual que las emulsiones) se
necesita energía, y protegerla contra la coalescencia de las burbujas de gas precisa de
la presencia de sustancias con actividad de superficie que rebajen la tensión
interfasial, y formen entre las burbujas de gas una barrera elástica. Algunas proteínas
forman películas dotadas de efecto protector, adsorbiéndose en la interfase. En este
caso la laminilla situada entre dos burbujas adyacentes consta de dos películas de
proteína adsorbida, separadas por una capa de líquido.
Según Rodríguez (2008), la clara de huevo o albumen es un fluido acuoso, que suele
ser de color blanquecino opalescente, compuesto de capas de diferente viscosidad,
sus principales componentes son agua y proteínas de naturaleza viscosa. También
contiene otros componentes pero en pequeñas cantidades.
Según Fennema (1993), hay tres maneras de formar una espuma, la primera es
haciendo burbujear el gas a través de un dispersor poroso(como una placa de vidrio
sinterizado) en una solución de proteína diluida, la segunda es liberar continuamente
la presión de una disolución previamente presurizada y la tercera es la que se aplicó
en el laboratorio, batiendo o agitando una disolución proteica en presencia de
abundante fase gaseosa. La mayor intensidad de la tensión mecánica afecta tanto a la
formación de burbujas como a la coalescencia de las mismas y ordinariamente dificulta
la adsorción de proteína en la interfase.
Según Lewis (1993), la capacidad espumante de una solución ha sido medida en
términos del volumen total de espuma producido, bajo condiciones de aireación
constante o de tiempo determinado.
Lo afirmado por Lewis fue lo que se procedió en el laboratorio, ya que como se puede
observar en el Cuadro 1 la capacidad espumante se midió comparando el volumen
total de goteo después de airear mediante el constante batido a las claras de huevo.
Según Gutiérrez (1998), para formar de modo adecuado una espuma debe aplicarse
durante un tiempo una intensidad de batido tal que permita el despliegue de la
estructura proteica y su correspondiente adsorción en la interfase.
Según Fennema (1993), la estabilidad de la espuma se puede medir determinando:
(a) la intensidad del drenaje del líquido o del colapso de la espuma (reducción del
volumen) al cabo de un tiempo determinado; (b) el tiempo necesario para un drenaje
total o semitotal o para un colapso total o semitotal y (c) el tiempo preciso para que el
drenaje comience.
Lo dicho anteriormente por Gutiérrez y Fennema explica lo que se puede observar en
la Figura 1 y en el Cuadro 1, ya que conforme fue aumentando el tiempo de batido fue
disminuyendo el volumen de goteo es decir las proteínas se fueron desplegando más
formando parte de la interfase y formando mayor cantidad de espuma estable , es por
eso que al inicio había una mayor cantidad de volumen de goteo conformado por la
poca espuma inestable y la fase acuosa, conforme fue aumentando el tiempo, el
volumen de goteo fue disminuyendo, ya que se fue formando cada vez más una
espuma más estable y el volumen de goteo paso a estar conformado únicamente por
la fase acuosa la cual iba disminuyendo a través del tiempo. Por lo tanto hay una
relación inversa entre el tiempo de batido y el volumen de goteo producido
Sin embargo hay un límite, ya que según Fennema (1993), una agitación excesiva
puede disminuir tanto el overrun (aumento porcentual del volumen) como la estabilidad
de la espuma. La clara de huevo es especialmente sensible al batido en exceso. Si la
clara de huevo o la ovoalbúmina se baten durante más de 6-8 minutos, se produce
una agregación–coagulación de la proteína en la interfase aire/agua; estas proteínas
insolubilizadas no se adsorben adecuadamente en la interfase lo que hace que la
viscosidad de las laminillas líquidas resulte insuficiente para asegurar una buena
estabilidad de la espuma.
Los tres elementos principales necesarios para que un líquido produzca un sistema de
espuma estable han sido recopilados por Glicksman (1982).
1. Una baja presión de vapor para impedir la evaporación; esto ayudará a retener
la fase gaseosa dentro del líquido y minimizar su tendencia a romper la
membrana que le rodea.
2. Una baja tensión superficial para impedir la contracción y retener más aire en
cada una de las celdas.
3. Gelificación o insolubilización de la fase de recubrimiento, para dar cierta
rigidez a la espuma y minimizar la pérdida de los gases atrapados.
Como se puede observar en el Cuadro 1, el batido de entre 1 y 1.5 minutos dio
resultados inesperados, ya que al comparar esos 2 resultados, a mayor tiempo de
batido, mayor fue el volumen de goteo, lo cual se presume que se debe a una
manipulación desigual de los instrumentos en el momento del batido por parte del
analista. Por lo tanto la realización del experimento debe ser homogénea, es decir con
las mismas condiciones para cada uno de los casos.
3.2. Producción de un gel de almidón y efecto sobre la solidez del gel a distintas sustancias añadidas
3.2.1. Resultados
Cuadro 2: Observaciones de los resultados obtenidos con los diferentes tratamientos
Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3
Observaciones
Se observó fluidez
media en el gel, al
mismo tiempo éste
fue de un color
blanquecino.
Se observó mucha
fluidez en el gel,
además de un color
pardo debido al uso
de azúcar de rubia.
Se observó una
fluidez casi
imperceptible en el
gel, y un color
blanquecino.
3.2.2. Discusiones
La gelatinización consiste en las modificaciones que se producen cuando los gránulos
de almidón son tratados por calor en agua. A temperatura ambiente no
tienen modificaciones aparentes en los gránulos nativos de almidón pero cuando se le
aplica calor (60 – 70 ºC), la energía térmica permite que pase algo de agua a través
de la red molecular. Si se continúa aumentando la temperatura los enlaces de
hidrógenos se rompe y la entrada de agua se produce más fácilmente cuando
continúa el calentamiento, provocando el hinchamiento rápido de los gránulos de
almidón (formación de pasta). El rango de temperatura que tiene lugar el
hinchamiento de todos los gránulos se conoce como rango de gelatinización y es
característico de la variedad particular de almidón que se está investigando (Badui,
1986).
La gelificación es la formación de un gel y no se produce hasta que se enfría una
pasta de almidón. Es decir, la gelatinización debe preceder a la gelificación. Al
enfriarse una pasta de almidón se forman enlaces intermoleculares entre las
moléculas de amilosa. Se forma una red donde queda el agua atrapada, al igual que
cualquier otro gel, el de almidón es un líquido con características de sólidos. Los geles
formados se hacen progresivamente más fuertes durante las primeras horas de
preparación, pero a medida que progresa el tiempo el gel tiende a envejecerse debido
a la retrogradación del almidón, perdiendo su fortaleza y permitiendo la salida del agua
del gel (Badui, 1986).
Según Química y Bioquímica de los alimentos 2, los factores que influyen en la
formación de geles son:
- Origen de almidón: Cuanto más larga sea las zonas de unión de los Puentes
de hidrógeno, el gel será más fuerte, más resistente.
- Concentración de la disolución de almidón de partida. Cuanto mayor es la
concentración de almidón mayor es la viscosidad que se consiguen.
- Presencia de solutos en la disolución de almidón como es el caso de la
sacarosa. La viscosidad disminuye con la presencia de sacarosa. La sacarosa
ejerce un efecto plastificante disminuyendo la fuerza del gel. Esto se produce
porque la sacarosa interfiere en las interacciones con el agua a ya que tiene
afinidad por ésta y la absorbe. La estructura del almidón queda mas integra al
no interaccionar con el agua por lo que deberemos aplicar más temperatura
para producir la rotura de la pasta de almidón.
- Grado de calentamiento: la viscosidad máxima depende de un calentamiento
suficiente para liberar algunas moléculas de amilosa con una mínima
fragmentación de los gránulos.
- Presencia de grasas: las grasas ejercen también una acción plastificante
debido a que forman complejos que hacen que el gel sea menos resistente,
menos fuerte. Provocan la ruptura de la amilosa por lo que las zonas de unión
que quedan son más chicas por lo que reducen la fuerza del gel.
Los almidones
Los almidones son los polisacáridos vegetales más abundantes e importantes desde el
punto de vista comercial. La función nutricional de los almidones es muy importante
porque constituye después de la hidrólisis digestiva en la glucosa, la principal fuente
de calorías de la alimentación humana. Químicamente es una mezcla de dos
polisacáridos muy similares; la amilosa y la amilopectina (García, 2005).
Si se prolonga el tratamiento hidrotérmico, puede surgir una ruptura de los gránulos,
hidrólisis parcial, lo que origina un descenso en la viscosidad, produciéndose una
exudación o efecto de retrogradación (García, 2005).
En general los almidones se encuentran presentes en tejidos vegetales, bajo la forma
de gránulos intracelulares compactos. El contenido de amilosa y amilopectina influye
en forma definitiva en las propiedades sensoriales y funcionales de cada almidón
(García, 2005).
Cuando los gránulos de almidón se hidratan y se exponen al calor, hay una
gelatinización, a partir de los 55ºC - 70ºC, los gránulos se hinchan debido a la
absorción del agua, en ese momento la viscosidad de la suspensión aumenta
considerablemente, porque los gránulos hinchados se adhieren los unos a los otros. A
mayor cantidad de amilosa, mayor temperatura de gelatinización (García, 2005).
- El chuño
El chuño es un producto de la papa, es una harina o fécula de papa, se obtiene por el
método de congelación-asoleo que se aplica hasta hoy en zonas alto andinas de Perú
y Bolivia (Mamani, 1978).
Fécula, sustancia similar al almidón, es decir, un hidrato de carbono del grupo de los
polisacáridos que se encuentra en forma de gránulos en la mayoría de los órganos
vegetales y constituye el combustible celular más importante de las plantas. El término
fécula se suele utilizar para designar el almidón de los órganos vegetales
subterráneos, raíces y tubérculos, y el término almidón para el producto industrial
extraído de los granos del trigo, del arroz o del maíz. La fécula se obtiene de forma
industrial de la papa (Nexterial, 2005).
En el Cuadro 3 del Anexo 1 se pueden observar algunas propiedades funcionales de
los diferentes almidones.
- Uso
Además del valor que tiene como alimento, la fécula se emplea en pastelería,
charcutería e industrias alimentarias; en la industria textil se utiliza como aprestos y
con ella se fabrican engrudos y otros adhesivos. Aparte de la fécula de la patata, hay
otros tipos, como la de mandioca, de arrurruz (procedente de las raíces y tubérculos
de plantas originarias de las Antillas y Brasil) y de sagú, palmera que vive en Indonesia
(Nexterial, 2005).
- Valor nutritivo del chuño
Apaza (2005), señala que el chuño es un alimento peruano rico en calcio, fósforo,
hierro y calorías, previene la gastritis y la osteoporosis, evita la obesidad y tiene
una gran versatilidad para la preparación de potajes, también menciona que es
rico en hierro y contiene un alto contenido calorífico de (323 calorías) que supera
en tres veces al de la papa, como también en calcio (92 mg/100gr) son
indispensables en procesos celulares principales en los huesos, la papa
convertida en chuño blanco se incrementa notablemente su contenido de calcio
y hierro, previene la osteoporosis, es bueno para combatir la gastritis, la ulcera,
se trata de un almidón y protege las paredes del estomago.
Según Funseca et al (2007), en función a la variedad de papa empleada, destaca
en su composición nutricional la concentración de almidón que le confiere un
alto valor calórico, también destaca un significativo contenido de minerales como
el calcio y el hierro en concentraciones mayores a las gramíneas( arroz y trigo).
Ácidos Orgánicos
Según López (2002), la incorporación de ácidos orgánicos en alimentos cumple
diversas funciones dependiendo de la aplicación particular. Tales aplicaciones se
inscriben en la explotación de una o varias de las siguientes propiedades de los ácidos
orgánicos, o sus sales:
- Poder acidulante
- Capacidad amortiguadora o reguladora del pH
- Agente quelante de iones metálicos
- Emulsificante
- Efectos organolépticos
El principal uso es la acidificación y control del pH en el producto final. Un pH bajo
retarda el crecimiento de microorganismos indeseables (principalmente bacterias) y
aumenta la efectividad de conservadores como benzoatos y sorbatos. Asimismo,
reduce la necesidad de tratamientos térmicos drásticos durante la esterilización de
frutas y verduras enlatadas y promueve la inactivación de enzimas indeseables como
polofenoloxidasas (López, 2002).
Según López (2002), un pH bajo alrededor de 3 es indispensable para lograr una
consistencia apropiada en geles de pectina por lo cual los ácidos orgánicos son
esenciales en la producción de jaleas y conservas de frutas. También puede ensalzar
o potenciar el sabor de un alimento dependiendo de sus propias características como
saborizante y sus propiedades ácidas. El ácido cítrico es el de mayor uso en la
industria de alimentos y sus diferentes usos se los puede observar en el Cuadro 4 del
Anexo 2.
- El Ácido Cítrico
El ácido cítrico producido actualmente rebasa las 300 000 toneladas al año. A
diferencia de muchos otros productos que previamente eran elaborados por métodos
microbiológicos y en la actualidad se producen por vía química, este ácido se produce
en su totalidad por fermentación. Del total que se produce, el 70% es consumido por la
industria de alimentos y bebidas, mientras que el 18% se dirige a la industria
farmacéutica y el 18% a otros usos (López, 2002).
El ácido cítrico es obtenido principalmente en la industria gracias a la fermentación de
azúcares como la sacarosa o la glucosa, realizada por un microorganismo llamado
Aspergillus niger Asperg. El proceso de obtención tiene varias fases como la
preparación del sustrato de melaza, la fermentación aeróbica de la sacarosa por el
aspergillus, la separación del ácido cítrico del sustrato por precipitación al añadir
hidróxido de calcio o cal apagada para formar citrato de calcio. Después se añade
ácido sulfúrico para descomponer el citrato de calcio. La eliminación de impurezas se
realiza con carbón activado o resinas de intercambio iónico, se continúa con la
cristalización del ácido cítrico, el secado o deshidratación y el empaquetado del
producto (Nexterial, 2005).
Como se sabe, según lo previamente mencionado, cuando los gránulos de almidón se
hidratan y se exponen al calor, hay una gelatinización, a partir de los 55ºC - 70ºC, los
gránulos se hinchan debido a la absorción del agua, en ese momento la viscosidad de
la suspensión aumenta considerablemente, porque los gránulos hinchados se
adhieren los unos a los otros. A mayor cantidad de amilosa, mayor temperatura de
gelatinización (García, 2005).
Por ello, en el primer caso, en el cual se trabajó con un gel formado por
aproximadamente 13g de fécula de papa (chuño) y 230 ml de agua, solamente se
pudo observar una fluidez media propia del chuño diluido en agua, al haber sido
expuesto a altas temperaturas y luego del enfriado para que suceda la gelificación,
además que el contenido de amilosa del 20% en el almidón de la papa según muestra
el Cuadro 3 en el Anexo 1.
En el segundo caso, en el cual se trabajó con un gel formado por aproximadamente
13g de fécula de papa (chuño), 230ml de agua y 50ml de azúcar rubia, se pudo
observar una mayor fluidez en el gel, esto se puede deber a la presencia del azúcar,
ya que como se sabe el azúcar ejerce un efecto plastificante disminuyendo la fuerza
del gel. Esto se produce porque la sacarosa interfiere en las interacciones con el agua
a ya que tiene afinidad por ésta y la absorbe. La estructura del almidón queda más
integra al no interaccionar con el agua por lo que se debe aplicar más temperatura
para producir la rotura de la pasta de almidón.
En el tercer caso, en el cual se trabajó con una muestra de aproximadamente 13g de
fécula de papa (chuño) y 230 ml de ácido cítrico, se pudo observar una alta viscosidad,
esto se puede deber a la presencia del ácido cítrico, debido a que según Totosaus et
al (2000), la gelificación inducida por ácidos es común en la elaboración de alimentos.
La acidez puede conseguirse mediante la adición de ácidos orgánicos o algunos
acidulantes como glucano-lactona. Por ejemplo en las proteínas de pescado, la
acidificación por ácidos orgánicos produce un fluido más viscoso que al ser calentado
induce geles más rígidos, que los formados sólo por ácidos.
El mecanismo de gelificación por ácidos puede explicarse por la teoría de agregación
fractal propuesta por Lucey y Singh (1998), en la que señalan que la reducción de pH
forma grupos de agregados con una estructura suficientemente ordenada para
producir gel.
V. RECOMENDACIONES
- Cuidar de no exceder el tiempo de batido previsto, ya que esto puede alterar
los resultados del experimento, causando un volumen de goteo a un tiempo de
batido incorrecto.
- Tener precaución al momento de colocar las claras batidas en el embudo, ya
que se podría perder muestra si es que no se coloca bien, y esto influenciaría
mucho en los resultados finales.
- Medir correctamente y después de un mismo tiempo establecido, en este caso
fue de 10 minutos, el volumen de goteo de todas las muestras, para evitar
errores (medir más goteo del que en realidad se produjo).
- Tener exactitud a la hora de medir las cantidades de clara a utilizar en el
experimento y procurar que haya homogeneidad en el batido de todas las
muestras, es decir que se procure que una sola persona sea la encargada de
batir y que la batidora a utilizar también sea la misma y sea utilizada de forma
similar en todas las muestras.
- Tener cuidado al momento de medir las cantidades de ácido cítrico, chuño,
agua y azúcar, al mismo tiempo tener cuidado en la mezcla y el calentamiento
de cada muestra ya que este es un factor que puede alterar la consistencia del
gel.
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de una planta de papa prefrita congelada. Tesis. Escuela de Administración de
Negocios para Graduados (ESAN). Lima. Perú.
VII. ANEXOS
Anexo 1
Cuadro 3: Propiedades funcionales de los diferentes almidones
Fuente: García, 2005.
Anexo 2
Cuadro 4: Algunos usos del Ácido Cítrico en la Industria
SECTOR USO
BEBIDASSaborizante y regulador de pH: Incrementa la efectividad de los agentes antimicrobianos
DULCES Y CONSERVAS
Acidulante y regulador del pH para lograr una óptima gelificación.
CARAMELOSAcidulante y regulador del pH con el objetivo de alcanzar la máxima dureza de los geles.
VERDURAS PROCESADAS
En combinación con ácido ascórbico previene la oxidación.
ALIMENTOS CONGELADOS
Ayuda a la acción de los antioxidantes; inactiva enzimas previniendo pardeamientos indeseables inhibe el deterioro del sabor y color.
FRUTAS Y HORTALIZAS ENLATADAS
Disminuye el pH al actuar como quelante: previene la oxidación enzimática y la degradación del color, resalta el sabor.
ACEITES Y GRASAS Previene la oxidación.
CONFITERÍA Y REPOSTERIA
Se utiliza como acidulante, resaltador de sabores y para optimizar las características de los geles.
QUESOS PASTEURIZADOS PROCESADOS
En forma de sal, como emulsificante y texturizante
LÁCTEOS Estabilizante en cremas batidas
MARISCOSPara bajar pH en presencia de otros conservantes o antioxidantes.
CARNESSe utiliza como auxiliar del procesado y modificador de textura.
Fuente: Nexterial, 2005
Anexo 3
Cuadro 5: Propiedades de algunos acidulantes comúnmente usados en alimentos
Fuente: Johnson, 1974
VIII. CUESTIONARIO
1. Realice un cuadro de 10 alimentos (diferentes a los de la guía de laboratorio) y analice la fase dispersa y continua
Cuadro 6: Relación de alimentos y el tipo de dispersión que le corresponde
Alimentos Tipo de Fase dispersa Fase
dispersión continua
Merengues Espuma Gas Líquido
Pan Espuma sólida Gas Sólido
Leche Descremada Emulsión sólida Sólido Líquido
Gelatinas Gel Líquido Sólido
Humo para productos
cárnicosAerosol Sólido Sólido Gas
Marshmallows Espuma sólida Gas Sólido
Snacks Espuma sólida Gas Sólido
Nata Emulsión Líquido Líquido
Gaseosa Espuma Gas Líquido
Keke Espuma sólida Gas Sólido
Fuente: Fennema (2000)
2. Explique químicamente la gelatinización del almidón
El almidón está compuesto fundamentalmente por glucosa. Aunque puede contener
una serie de constituyentes en cantidades mínimas, estos aparecen a niveles tan
bajos, que es discutible si son oligoconstituyentes del almidón o contaminantes no
eliminados completamente en el proceso de extracción.
Los almidones de los cereales contienen pequeñas cantidades de grasas. Los lípidos
asociados al almidón son, generalmente, lípidos polares, que necesitan disolventes
polares tales como metanol-agua, para su extracción. Generalmente el nivel de lípidos
en el almidón cereal, está entre 0.5 y 1%. Los almidones no cereales, no contienen
esencialmente lípidos.
Químicamente es una mezcla de dos polisacáridos muy similares, la amilosa y la
amilopectina; contienen regiones cristalinas y no cristalinas en capas alternadas.
Puesto que la cristalinidad es producida por el ordenamiento de las cadenas de
amilopectina, los gránulos de almidón céreo, tienen parecido grado de cristalinidad que
los almidones normales. La disposición radial y ordenada de las moléculas de almidón
en un gránulo resulta evidente al observar la cruz de polarización (cruz blanca sobre
un fondo negro) en un microscopio de polarización cuando se colocan los
polarizadores a 90° entre sí. El centro de la cruz corresponde con el hilum, el centro de
crecimiento de gránulo.
• Amilosa: es el producto de la condensación de D-glucopiranosas por medio de
enlaces glucosídicos a(1,4), que establece largas cadenas lineales con 200-2500
unidades y pesos moleculares hasta de un millón; es decir, la amilosa es una a-D-
(1,4)-glucano cuya unidad repetitiva es la a-maltosa. Tiene la facilidad de adquirir
una conformación tridimensional helicoidal, en la que cada vuelta de hélice consta
de seis moléculas de glucosa. El interior de la hélice contiene sólo átomos de
hidrógeno, y es por tanto lipofílico, mientras que los grupos hidroxilo están situados
en el exterior de la hélice. La mayoría de los almidones contienen alrededor del
25% de amilosa. Los dos almidones de maíz comúnmente conocidos como ricos
en amilosa que existen comercialmente poseen contenidos aparentes de masa
alrededor del 52% y del 70-75%.
• Amilopectina: se diferencia de la amilosa en que contiene ramificaciones que le
dan una forma molecular a la de un árbol; las ramas están unidas al tronco central
(semejante a la amilosa) por enlaces a-D-(1,6), localizadas cada 15-25 unidades
lineales de glucosa. Su peso molecular es muy alto ya que algunas fracciones
llegan a alcanzar hasta 200 millones de daltones. La amilopectina constituye
alrededor del 75% de los almidones más comunes. Algunos almidones están
constituidos exclusivamente por amilopectina y son conocidos como céreos. La
amilopectina de patata es la única que posee en su molécula grupos éster fosfato,
unidos más frecuentemente en una posición O-6, mientras que el tercio restante lo
hace en posición O-3.
Gelatinización
Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, pero pueden embeber agua de
manera reversible; es decir, pueden hincharse ligeramente con el agua y volver luego
al tamaño original al secarse. Sin embargo cuando se calientan en agua, los gránulos
de almidón sufren el proceso denominado gelatinización, que es la disrupción de la
ordenación de las moléculas en los gránulos. Durante la gelatinización se produce la
lixiviación de la amilosa, la gelatinización total se produce normalmente dentro de un
intervalo más o menos amplio de temperatura, siendo los gránulos más grandes los
que primero gelatinizan.
Los diversos estados de gelatinización pueden ser determinados utilizando un
microscopio de polarización. Estos estados son: la temperatura de iniciación (primera
observación de la pérdida de birrefrigerancia), la temperatura media, la temperatura
final de la pérdida de birrefrigerancia (TFPB, es la temperatura a la cual el último
gránulo en el campo de observación pierde su birrefrigerancia), y el intervalo de
temperatura de gelatinización.
Al final de este fenómeno se genera una pasta en la que existen cadenas de amilosa
de bajo peso molecular altamente hidratadas que rodean a los agregados, también
hidratados, de los restos de los gránulos.
La gelatinización del almidón por calentamiento en medio acuoso es un fenómeno bien
conocido, durante el cual los gránulos pierden su semicristalinidad y se hinchan. Los
estudios de difracción de rayos X en almidones gelatinizados indican que se produce
una pérdida del orden semicristalino cuando los gránulos se fusionan y los métodos
calorimétricos muestran que la estructura asociada y altamente cooperativa se pierde.
Los gránulos de almidón no sufren cambios cuando están en suspensión en agua fría,
manteniendo sus propiedades ópticas, incluida la refracción de luz polarizada. Este
comportamiento se debe a fuertes uniones intermoleculares en las áreas cristalinas de
los gránulos, que resisten a la disolución en agua. Los cambios se aprecian cuando las
temperaturas alcanzan 60 a 70°C, momento en que los gránulos se hinchan
aumentando el volumen debido a una absorción de agua por los grupos polares
hidroxilos, generando nuevos enlaces que envuelven moléculas de agua.
La temperatura de gelatinización es el punto en el cual los gránulos de almidón
pierden su cruz de polarización; sin embargo, no todos los gránulos lo hacen de forma
simultánea.
3. Adjunte un artículo científico sobre el presente tema
Figura 2: Gelatina de pescado, nuevo emulsionante
Fuente: www.pescablanca.com
Un estudio reciente avala la gelatina de pescado como alternativa a la porcina en
la elaboración de alimentos y en el tratamiento de subproductos.
Los temores a una ineficaz sanidad animal y sus posibles consecuencias en las
personas, como la encefalopatía espongiforme bovina (EEB) o la gripe aviar, han
llevado a consumidores y fabricantes a buscar nuevos productos exentos de derivados
animales. Según un estudio realizado en Malasia, la gelatina de pescado podría
convertirse en un alimento apto para la elaboración de nuevos productos o como
alternativa al actual uso de la gelatina de origen porcino. Esta opción, según los
expertos, ofrece total seguridad.
La gelatina de pescado, especialmente de peces de agua caliente, posee
características similares a la gelatina porcina y, por tanto, puede ser considerada como
una alternativa para su uso en productos alimentarios. Es lo que concluye un grupo de
expertos de la Universidad Sains Malasia (USM) en la revista "Food Hidrocoloides". En
ambos casos, una correcta manipulación y elaboración es garantía absoluta de
seguridad. De hecho, algunas empresas e instituciones afirman poder demostrar de
manera concluyente que no existe ninguna relación entre la gelatina procedente de
vacuno y la EEB.
Según los investigadores, la producción y utilización de la gelatina de pescado en el
ámbito alimentario no sólo satisface las necesidades de los consumidores, sino que
también sirve como un nuevo y eficaz medio para la reutilización de algunos
subproductos de la industria pesquera.
Eficacia del pescado:
La nueva revisión establece que la gelatina de pescado comparte muchas de las
características funcionales de la gelatina de cerdo y su uso podría llegar a ser muy
relevante. Sin embargo, según los científicos de Malasia, esta opción se ve
obstaculizada por los niveles de producción actuales. "La producción actual de
gelatina de pescado no aumentará de forma significativa, al menos en un futuro
previsible, ya que la disponibilidad de materia prima, así como el bajo rendimiento, son
importantes factores limitantes".
A todo ello se añade el hecho de que la gelatina de pescado será incapaz de sustituir
por completo a la de mamíferos, aseguran los expertos. No obstante, la intención es
que pueda convertirse en una alternativa real a la oferta actual de productos. Además,
con la salida al mercado de este tipo de gelatina se pretende satisfacer a aquella
población que, por sus creencias religiosas, no consume carne de cerdo.
A tener en cuenta:
La obtención de la gelatina de pescado tantea algunas cuestiones. Aunque parece ser
un alimento con mucho futuro, su elaboración no está exenta de contratiempos. Por
una parte, se plantean cuestiones como el aumento de las condiciones de
transformación necesarias para su obtención, es decir, su proceso de obtención es
más laborioso que el habitual en la gelatina del cerdo y eso conlleva más dedicación.
En segundo lugar, el Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC) para
este tipo de alimento exige elaborar un estudio detallado con el fin de normalizar la
pureza de las muestras y de la materia prima utilizada.
A pesar de estos desafíos, los científicos ven un gran potencial en este tipo de
producto. De acuerdo con la evolución del mercado, la demanda mundial de gelatina
ha ido aumentando con los años y las previsiones apuntan a que el uso de la gelatina
de pescado ampliará el mercado existente. Además, aportará un producto novedoso y
ampliará el abanico de consumidores, como las personas cuya religión no les permite
la ingesta de cerdo y el sector de la población vegetariana que únicamente consume
vegetal y pescado.
La alternativa ideal:
La gelatina es una mezcla coloide, es decir, una sustancia semisólida, incolora,
translúcida, quebradiza y casi insípida obtenida mediante la ebullición prolongada de
piel de animal, del tejido conectivo o de los huesos. Su uso alimentario más común es
como estabilizador, espesante o texturizador en helados o mermeladas. Según
investigadores de la Universidad de Massachussets, y tras la publicación del estudio
en "Food hidrocoloides", la gelatina de pescado es estable en emulsiones de aceite y
agua, también en pesos moleculares altos y bajos y con muy pocas restricciones.
Estas nuevas investigaciones pueden proporcionar una valiosa información a los
tecnólogos de alimentos para el desarrollo de nuevos estabilizantes de emulsiones en
productos como aliños para ensaladas, salsas o bebidas, entre otros.
Pura proteína:
La gelatina es una proteína en su estado más puro. Se obtiene a partir del colágeno,
es decir, una molécula proteica que forma parte de las fibras colágenas procedentes
del tejido conectivo, de la piel de los animales o de los huesos. En el interior del
organismo la gelatina no existe como componente ya formado, sino que se obtiene por
una hidrólisis parcial irreversible del colágeno, formado por tres cadenas de
polipéptidos enrolladas en forma de hélice y estabilizadas por uniones
intramoleculares.
Del 84% al 90% de la composición de la gelatina es proteína pura, el 1% ó 2% son
sales minerales y el resto es agua. Se trata, por tanto, de un alimento natural, de un
elevado valor nutritivo, gusto insípido y exento de grasas o hidratos de carbono.
Tampoco contiene conservantes u otros aditivos ni colesterol y se digiere con facilidad
(el organismo humano la descompone por completo). Para su elaboración es
necesario convertir el colágeno insoluble procedente del animal en gelatina soluble
apta para la alimentación. Se pueden obtener diferentes tipos de gelatina dependiendo
de las rupturas en las uniones intramoleculares.
Hasta el momento, la gelatina más usada es la cola de pescado o colapez, que se
comercializa en formato de hojas transparentes y se utiliza para dar más consistencia
a las gelatinas de carne o de frutas. Su uso también es habitual en alimentos
preparados para consumirse en frío. Se puede utilizar también como adhesivo natural.
Sin embargo, la gelatina más extendida en aplicaciones culinarias es la de postres,
idónea para la elaboración de pasteles, gominolas o el "aspic", una sustancia
gelatinosa empleada en la elaboración de platos fríos como el jamón, foie gras,
marisco, verduras y frutas, entre otros. Generalmente, la gelatina se moldea al gusto y
se añaden aromas.
Fuente:
GIMFERRER, Natalia. Gelatina de Pescado, Nuevo Emulsionante. Disponible en: www.pescablanca.com/noti-pesca-blanca.php?id=341&gid=2 - 37k –.