3 Emulsiones Alimentarias

8/9/2019 3 Emulsiones Alimentarias

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SISTEMAS COLOIDALES

Son sistemas dispersos que constan de una fase dispersa llamadas partculascoloidales y de un medio de dispersin o fase continua.

La caracterstica principal es el tamao de las partculas de la fase dispersa(nanmetro, 10-9 m y micrmetro 10-6m). Aunque no existe un lmite preciso en eltamao.

Un sistema coloidal por tanto puede estar formado por pequeas partculas o pormacromolculas.

Son sistemas inestables. No se encuentran en estado de equilibrio.

Las partculas coloidales pueden estar en forma slida, lquida o gaseosa. El medio dedispersin, tambin puede ser un slido, un lquido o un gas.

Un sol es un sistema coloidal cuyo medio de dispersin es un lquido o un gas. Cuandola fase continua es un gas, el sistema se denomina aerosol (ej.: humo, niebla, etc)

Cuando en un sol la fase dispersa es un slido, el sistema se denomina suspensincoloidal. Cuando las partculas son lquidas, emulsin.

Una espuma es un sistema coloidal en el cual se encuentran burbujas gaseosasdispersas en un lquido

Un gel es un sistema coloidal semirgido en el que el solvente queda atrapado en unared formada por grandes molculas entrecruzadas o por pequeas molculasagregadas.

El tamao de las partculas da lugar a una superficie interfacial enorme, por lo que

los efectos superficiales (adsorcin, intercambio, etc) cobran importancia capital a lahora de determinar las propiedades.


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Emulsin: dispersin de dos lquidos no miscibles resultando enuna fase continua y una fase dispersa. En alimentos los dos liquidosinmiscibles: agua/aceite (W/O) o aceite/agua (O/W).

Las emulsiones son sistemas termodinmicamente inestables( G) y cinticamente estables. El proceso de emulsificacin consta de dos etapas: formacin y ladesestabilizacin. El proceso de desestabilizacin comienzasimultneamente con el proceso de formacin

Emulsificantes: sustancias que favorecen la formacin de unaemulsin. Agentes tensioactivos.

Estabilizantes: sustancias que prolongan la estabilidad de unaemulsin, limitando que ocurran los fenmenos dedesestabilizacin.

Procesos de desestabilizacin: desproporcin, floculacin,cremado, coalescencia e inversin de fase.

EMULSIONES ALIMENTARIAS


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EMULSIONES

Se definen como las mezclas de por lo menos dos lquidos inmiscibles.El lquido que se dispersa (como las gotas), la fase discontinua o interior.El lquido circundante se llama la fase continua o externa


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La clasificacin de emulsiones en alimentos est basada en el % devolumen de la fase interna.

La relacin de la fase interna (relacin fase-volumen F) se define como

F = Vi / (Vi + Ve)

donde Vi = el volumen de fase internaVe = el volumen de fase externa

F


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ESTABILIDAD DE LAS EMULSIONESDurante la formacin de gotas dispersadas pequeas en una emulsin, elrea interfacial entre los dos lquidos es muy grande. Por ejemplo, cuando1 mL de aceite se dispersa enel agua como partculas de 1 mm de dimetro, se forman 1.9 x 1012

glbulos de gotay el rea interfacial total es 6 m2. El sistema heterogneo resultante espor consiguientetermodinmicamente inestable. Se necesitan los emulsificantes paraestabilizar el sistema a travs de una de las acciones siguientes:Tensin Interfacial, interaccin inica , partculas finas, macromoleculasTensin superficialEn la interfaz lquido-lquido, la tensin del interfacial es la fuerzanecesaria para reducir el contacto real entre las dos fase. Las molculas enla fase son atradas en todas direcciones.No se aplica ninguna fuerza neta a la molcula. Sin embargo en el lmiteentre las fases, las molculas estn en contacto con otras molculas yexperimentan fuerzas diferentes.Cuando se forma una emulsin , el rea de contacto de superficieaumenta, aumentando as la energa interfacial total . Como resultado,las molculas tienden a migrar de la interfaz al interior de la fase yreducir el rea del contacto real entre las molculas diferentes.


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Las tensiones interfaciales tpicas en el sistema alimento estn en el rango de15 a 25 dynes / cm. Cuando un agente superficialmente activo amfiflico seagrega a una emulsin, se concentra en la interfaz de aceite-agua y producenuna reduccin en la tensin interfacial de menos de 10 dynes / el cm.


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Interaccin inicaComo resultado, un sistema de la emulsin necesita ser elctricamenteneutro para permanecer estable. Si se agregan surfactantes inicos a lasuperficie de las gotas establecen una doble capa elctrica en la fase acuosay estabilizan la emulsin aceite-agua.

Partculas finasPolvo de slice, sales bsicas, fragmentos celulares de plantas ( especias),etc. Pueden estabilizar una emulsin por adsorcin en la interface formandouna barrera fsica alrededor de las gotas de la emulsin. Un equilibrio debe

lograrse entre la tensin interfacial del slido - aceite y slido - agua.Normalmente se usan partculas finamente divididas en las emulsionesaceite-agua


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MacromolculasLas protenas y gomas forman pelculas alrededor de una gota dela emulsin y establecen una barrera fsica a la coalescencia .Cuando una protena se usa como una agente emulsificante , sedespliega y re-orienta su cadena de aminocidos para que losgrupos hidrfobos se orienten con el aceite y los grupos hidrfilos,con la fase acuosa .


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PROCESOS DE DESESTABILIZACINCremadoDurante el almacenamiento, debido a la diferencia de densidad entre lamayora de los aceites comestibles y el agua , hay una tendencia de la fase de

aceite a concentrarse en la parte superior de la emulsin.La velocidad de cremado puede disminuirse reduciendo el tamao de la gota,bajando la diferencia de densidad entre el aceite y la fase acuosa, yaumentando la viscosidad del medio.

Ley de Stokes

V = 2g r2 ( 2 - 1) / 9


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EsteroFloculacinSe define como un proceso por el cual dos o ms gotas se agregan sin perdersu identidad individual. En la prctica, en las emulsiones de alimentos, lasgotas ms grandes (> 2 mm) floculan ms rpido y la floculacin es promovida

por el cremado.La floculacin es dominante a F


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Estero Coalescencia

Se produce cuando dos o ms gotitas chocan una con otra y resulta en laformacin de una gota ms grande. Es dominante cuando F es alto.Coalescencia involucra la ruptura que la pelcula superficial y es irreversible.

Varios factores, como: la solubilidad y la concentracin del emulsificador, pH,sales, relacin fase-volumen, temperatura y propiedades de la pelcula, afectanla estabilidad por colaescencia de la emulsin.


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Maduracin de OstwaldOcurre en las emulsiones con gotas polidispersas. Las colisiones entre las dosgotas pueden llevar a una gota ms grande y una gota ms pequea. Comoresultado, gotas pequeas son cada vez ms pequeas y eventualmentepueden solubilizarse en el medio continuo.

Ya que una alta solubilidad del aceite en la fase acuosa es requerida, elmadurado de Ostwald no es comn en alimentos donde los triglicridos noson normalmente solubles en agua.No obstante, ocurre en emulsiones agua / aceite donde el agua es parcialmentesoluble en aceites de triglicridos polares.


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Estero En alimentos hay dos tipos de surfactantes

bajo PM: monoglicridos, polisorbatos esteres de sacarosa, lecitina, etc.

alto PM: protenas, especialmente leche y huevos.

Sin embargo para conferir shelf-life es necesario agregar estabilizadores: por ej. Goma

arbiga, almidones modificados, goma guar, pectinas. Ellos modifican la viscosidad de

la fase continua o producen su gelacin.

Algunos surfactentes de alto PM tambien son buenos estabilizantes.

Condiciones de un buen estabilizante:

Adsorcin fuerte: (amfiflico)

Cobertura superficial completa: debe

saturar la interfase

Formacin de una capa estabilizante y

con impedimentos estricos (carcter

hidroflico

Formacin de una capa cargada

Tipos de emulsificantes

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