ISSN

201

3-17

55, S

CQ

-IEC

E

du

caci

ó Q

uím

ica

Edu

Qn

. 4

(200

9), p

. 46-

52

IntroduccióAquest article presenta el taller

«El món tou: la gelatina i els geli-ficants» que forma part del con-junt d’activitats «Explicacionscientífiques a través de la cuina»que des de la Fundació Alícia s’o-fereix als alumnes de secundària.En el número 2 d’aquesta revistaes va publicar el taller «Les emul-sions» que també forma part d’a-quest conjunt d’activitats.

Des del punt de vista científic,el fet de parlar de l’estat sòlidsempre ha estat molt relacionatamb objectes no deformables,però molts productes quotidians,entre ells alguns aliments, sónsòlids tous deformables. Aquestés el cas del món dels gels ali-mentaris que ens proporciona unbon punt de partida per endinsar-nos en aquesta temàtica i peranalitzar el significat de diversos

termes científics relacionats ambel que anomenarem el món tou.

Les gelificacions són una de leselaboracions més típiques de lacuina, i en la cuina moderna hanexperimentat un important des-envolupament. Fins fa pocs anys,els gels s’obtenien principalmentamb fulles de gelatina, conegudescom cues de peix. A partir de 1997es va incorporar l’agar-agar, underivat de les algues, que avui dia

46

El món tou: la gelatina i els gelificantsSoft word: jelly and gelatins

Pere Castells / Fundació Centre Internacional de Cultura de l'Alimentació i Recerca Gastronòmica de SantBenet de Bages.

resum

En aquest article es presenta un dels tallers adreçats als alumnes de secundària realitzat perla Fundació Alícia. La cuina i els aliments constitueixen sens dubte un bon context per pro-moure l’aprenentatge de les ciències i en concret de conceptes relacionats amb la química,alhora que aprenen a valorar la cuina i a relacionar la cuina amb la ciència. L’article aportael material per a l’alumne, informació complementària per al professorat i les reflexionssobre el desenvolupament del taller

paraules claugelatina, agar, goma gellan, esferificació, gelificants, ions calci

abstract

This article presents a workshop aimed at secondary students conducted by the AliciaFoundation. The kitchen and food are clearly a good context to promote learning of scienceand, in particular, concepts related to chemistry, while learning to appreciate the kitchen andcooking related to science. This article provides the material for the student, information forteachers and reflections on the workshop.

keywordsgelatin, agar, gellan gum, spherification, gelling, calcium ions

DO

I: 1

0.24

36/2

0.20

03.0

2.32

htt

p:/

/scq

.iec.

cat/

scq

/in

dex

.htm

l

_q _ Q_ q g

ja és d’ús comú. Les carragueni-nes kappa i iota també s’obtenena partir d’algues i presentencaracterístiques particulars d’e-lasticitat i de fermesa que els hiatorguen una personalitat prò-pia. I per completar la família espresenta la goma gellan, que per-met obtenir un gel rígid.

Els diferents productes gelifi-cants (gelatina cua de peix, agar-agar, goma gellan, carragenats,etc.) donen textures diverses i, amés, es comporten d’una maneradiferent davant l’acció de lacalor, en presència de sals, etc.

Descripció i objectius del tallerAquest taller es planteja com

un joc de recerca. Els alumnestreballen en grup formant equipspreferentment de quatre alum-nes. Cal que els equips puguinfer i manipular gelatines. És untaller pensat tant per a alumnesde l’ESO com del batxillerat i téuna durada d’una hora i mitja.

Els objectius del taller són elssegüents:

• Observar els canvis que esprodueixen en la matèria líquidaquan s’hi afegeix un gelificant.

• Conèixer i aplicar les tècni-ques per preparar gels.

• Conèixer i manipular diversostipus de gels per estudiar lesseves propietats mecàniques.

• Estudiar el comportament deles gelatines davant la calor, lapresència de sals, etc.

La sessió està estructura enquatre fases o moments.

Fase 1. Inici de la investigacióEls alumnes disposen d’una

fitxa informativa amb una breudescripció i algunes propietats decadascun dels productes gelifi-cants. Cada equip disposa d’unacaixa amb flascons petits delsproductes gelificants. Cal querelacionin cada flascó amb l’en-vàs original del producte i queobservin el seu aspecte i les dife-rències que hi ha entre ells.

Qu

ímic

a i

soci

etat

Edu

caci

ó Q

uím

ica

nú

mer

o 4

47

FITXA D’INFORMACIÓ DELS GELIFICANTS

GELATINA. És una mescla de proteïnes solubles en aigua utilitzades tradicio-nalment com a gelificant. Per les seves propietats és un hidrocol·loide. S’obtéper separació fisicoquímica a partir del col·lagen dels ossos o de les pells, pre-dominantment de porc, però també de vedella.

AGAR-AGAR. És un additiu, un hidrat de carboni de tipus fibra que s’utilitzacom a gelificant. Per les seves propietats és un hidrocol·loide. S’extreu de lesalgues vermelles de tipus Gelidium i Gracilaria mitjançant un tractament fisi-coquímic.

ALGINAT SÒDIC. És una sal orgànica derivada d’hidrats de carboni de tipusfibra utilitzada com a gelifiicant, espessidor i estabilitzant. Per les seves pro-pietats és un hidrocol·loide. S’extreu mitjançant un tractament amb carbonatde sodi d’algues brunes que es troben en mars i oceans d’aigües fredes.

CLORUR DE CALCI. És una sal de calci que normalment s’extreu de minerals.

(Font: Lèxic científic-gastronòmic. Barcelona. Planeta, 2006)

Aspecte de gelificacions d’agar-agar, de gelatina cua de peix i de goma gellan.

Treballant en grup

_q _ Q_ q g

Edu

caci

ó Q

uím

ica

nú

mer

o 4

48

Fase 2. Gelatinització i cuinaActivitat 1. Obtenció de productesgelatinitzats i aplicació de calor.

Cada equip prepara un gel ambgelatina i un gel amb agar-agar.Després de preparar els gels calcomparar-los i observar-ne elcomportament amb la calor. Esdemana als alumnes que seguei-xin el procediment de preparaciódels gels, que descriguin i compa-rin les dues gelatines obtingudes.

Després es posa cadascuna deles dues gelatines preparadesdamunt una font de calor a apro-ximadament 70ºC i s’observa elcomportament de les gelatines.Es demana als alumnes quèobserven quan s’aplica calor acadascuna de les gelatines prepa-rades, que comparin i que des-criguin l’efecte de la calor:

- Descriu les diferències entreels dos productes gelatinitzats.

- Què s’observa quan s’aplicacalor als dos productes gelatinit-zats?

Activitat 2. Productes gelatinitzatsdurs/tous

Per comparar la duresa d’unagelatina de cua de peix i d’unagelatina d’agar-agar, es preparenmostres de gelatina d’agar-agar ide cua de peix amb una proporcióde gelificant superior a l’empradaper estudiar l’efecte de la calor.

Un cop gelificades les dues pre-paracions, es ratllen. Es demanaals alumnes que responguin lespreguntes següents- Quin gel és més dur?- Quin gel es pot ratllar?- Quines diferències hi ha entreun gel de gelatina de cua de peixi un gel d’agar-agar?

Fase 3. Els productes gelificants ila innovació a la cuina

En aquesta fase del taller s’uti-litzen els productes gelificantsper fer esferificacions, una de lesdarreres innovacions en el mónde la cuina.

Els alumnes preparen esferesde suc de pèsol mitjançant la tèc-nica de l’esferificació i esferes deiogurt seguint el procés d’unaesferificació inversa. Es propor-ciona als alumnes les mesclesper fer les esferificacions i elsbanys a utilitzar ja preparats i sesegueix el procediment descrit ala fitxa següent.

Preparació de gels i aplicacióde calor

Preparació d’un gel d’agar-agar

- S’utilitzen 200g d’aigua o suc de

fruita i 2 g d’agar-agar.

- Es mesclen els dos productes i

s’escalfen fins a ebullició.

- Es retira del foc i es deixa refredar.

Preparació d’un gel de gelatina de

cua de peix

- S’utilitzen 200g d’aigua o suc de

fruita i 2 fulles de gelatina

- S’introdueixen les fulles de gelati-

na en aigua freda per hidratar-les

durant 5 min.

- Es treuen de l’aigua i s’assequen

una mica.

- S’introdueixen dins l’aigua o el suc

de fruita i s’escalfa la mescla

durant uns minuts.

- Es retira del foc i es deixa refredar.

Preparant gelatines

Preparació de gels durs i gelstous

Preparació d’un gel d’agar-agar• S’utilitzen 500 g d’aigua i 13 g d’a-

gar-agar.

Preparació d’un gel de gelatina decua de peix• S’utilitzen 500 g d’aigua i 10 fulles

de gelatina de cua de peix.

En els dos casos se segueix el mateix

procediment que en el cas de la pre-

paració de gelatines i aplicació de la

calor.

Estudi de la duresa de les gelatines.

_q _ Q_ q g

Els alumnes han de respondreles preguntes següents:

- Què s’observa?- Per què es diu esferificació?- Per què els noms de caviar i

ravioli? Es proposa reflexionar sobre el

procés intentant modelitzar lesestructures que es formen. Esmostra als alumnes una maquetafeta amb clips i xinxetes per repre-sentar un model del gel format enel procés d’esferificació. Després espregunta als alumnes com seriauna maqueta construïda ambboles i amb una caixa d’ous.

Fase 4. Continuar experimentant irecollir

Ara cada equip ja és expert enla utilització de productes gelifi-cants a la cuina i es convida elsalumnes a continuar experimen-tant a casa.

Els alumnes poden fer les pre-guntes que creguin convenientsper aclarir possibles dubtes i permillorar els seus aprenentatgesper tal d’aconseguir ser un bon«equip gelificador».

Es recorda als alumnes que calque recullin el material per dei-xar-ho tot en condicions per aaltres grups d’alumnes que realit-zin després el taller.

Informacions complementàriesper al professorat

Un dels objectius de la realitza-ció dels tallers de ciència i cuinaés apropar els processos culinarisals alumnes en un entorn fora del’escola, però amb la intenció quedes de la mateixa escola el pro-fessorat disposi d’estratègies id’informació a l’abast per conti-nuar treballant a l’aula. Les infor-macions que es presenten a con-

tinuació pretenen facilitar al pro-fessorat l’estímul i l’ajuda inicialnecessaris per treballar a l’aulaaspectes relacionat amb les gelifi-cacions, per introduir conceptesfisicoquímics, per desenvoluparcompetències, etc. Es podenrealitzar petites recerques enaquest àmbit, proposant alsalumnes que investiguin els fac-tors que influeixen en aquestsprocessos, que controlin varia-bles, que observin propietats, queinterpretin els fenòmens i elsresultats, etc. Des de la nostrafundació ens oferim a ajudar elsalumnes interessats a aprofundiren aquestes temàtiques.

Tot seguit es proporciona lainformació bàsica per familiarit-zar-se amb els productes gelifi-cants d’ús més freqüent i amb latècnica de l’esferificació.

Qu

ímic

a i

soci

etat

Edu

caci

ó Q

uím

ica

nú

mer

o 4

49

FITXA INFORMACIÓ ESFERIFICACIONS

L’esferificació és una tècnica que s’utilitza per fer una gelificació controlada

amb una esfera líquida per dins. La reacció es basa en la utilització d’un

producte, l’alginat de sodi, que en contacte amb l’ió calci gelatinitza i es

forma una esfera.

La reacció química és la següent:

2 NaAlginat + Ca2+ → Ca(Alginat)2 + 2Na+

Esferificació: ravioli o caviar de pèsolsUtilitzeu la mescla preparada amb

1 L de suc de pèsols i 5 g d’alginat de sodi.

Utilitzeu el bany preparat amb 1 L d’aigua

i 6,5 g de clorur de calci

Agafeu amb una cullera o una xeringa la

mescla de suc de pèsols i l’alginat de sodi

i introduïu-la dins el bany d’aigua amb

clorur de calci.

Traieu les esferes de dins del bany amb

una cullera-colador.

Esferificació inversa: ravioli de iogurtUtilitzeu el bany preparat amb 1L d’aigua i 5 g d’alginat de sodi.

Agafeu amb una cullera el iogurt i introduïu-lo dins el bany d’alginat de

sodi.

Activitat 3. Tècniques d’esferificació i d’esferificació inversa

Preparant esferificacions

_q _ Q_ q g

Edu

caci

ó Q

uím

ica

nú

mer

o 4

50

Està formada per mescles de proteïnes solubles en aigua utilitzades tradicionalmentcom a gelificants. S’obtenen per separació físicoquímica a partir del col·lagen d’os-sos o de pells, predominantment de porc, però també de vedella. Es troba al mercaten forma de fulls de gelatina o en pols.Informacions addicionals• A banda de les propietats gelificants, també és un emulsionant.• Hi ha molts tipus de gelatina, que es mesura en graus Bloom. Com més alta és

aquesta xifra, més dur és el gel. La més utilitzada és la de 220 graus Bloom.• Es presenta en forma de làmines (2 g per unitat) que cal hidratar en aigua freda i escalfar fins a 40-50º C per preparar el

gel. També n’hi ha en pols. • A la gelatina utilitzable en fred se li ha fet un tractament de pregelatinització, és a dir ja no necessita escalfar-se a una

temperatura per aconseguir l’efecte de gelificant. • Fins fa poc era l’únic producte gelificant utilitzat en cuina.Utilitzacions generals• En la indústria alimentària: postres, làctics, pastisseria, carns, reestructuració de productes, etc.• En restauració: múltiples aplicacions, en gelatines fredes dolces i salades i com a emulsionant per produir escumes

És un additiu, un hidrat de carboni de tipus fibra que s’utilitza com a gelificant.S’extreu mitjançant un tractament físicoquímic a partir d’algues vermelles de tipusGelidium i Gracilaria.Es troba al mercat en forma de producte en pols i també en forma d’alga.Informacions addicionals: • Forma gels termoreversibles. • Després de la gelatina de cua de peix, ha estat l’únic gelificant utilitzat en cuina i

ha permès elaborar gelatines calentes.Utilitzacions generals• En la indústria alimentària: rebosteria, conserves vegetals (confitures, gelees, melmelades, etc.), derivats carnis, gelats,

mató, cobertures de conserves i semiconserves de peix, sopes, salses, massapans, preparats a base de fruita per untar, etc.• En restauració: gelatines (1998 es comença a aplicar per obtenir gelatines calentes).• Altres utilitzacions: en el món científic s’utilitza com a suport en cultius de microorganismes.Dosificació i mode d’utilització: • Dosificació màxima tolerada: Q. S., excepte en melmelades o en derivats industrials en què s’especifica un màxim de 10

g/kg (per separat o en combinació). Això significa que l’agar es pot barrejar amb altres hidrocol·loides i en total la sumade tots no pot ultrapassar els 10 g/kg.

• Dosificació bàsica en cuina: 1,5-2% és a dir 1,5-2 g per cada 100 g del líquid a gelificar (15-20 g/kg.). • Mode d’utilització: es barreja i s’escalfa fins als 80º C (per comoditat es pot fer fins a arrencar l’ebullició). Inicia la gelifica-

ció entre els 50-60º C i una vegada està gelificat es pot servir calent a 50-60º C. Si es busca un gel una mica més consistentcal augmentar la dosificació (i al revés, si interessa).

Fulles de gelatina de cua de peix

Gelidium

És un hidrat de carboni de tipus fibra utilitzat com a gelificant, espessant i estabilitzant.S’extrau mitjançant un tractament físicoquímic d’algues brunes (Macrocystis, Fucus,Laminaria ascophillum) que es troben en mars i oceans d’aigües fredes. Es troba almercat en forma de producte en pols.Informacions addicionals: • Per poder gelificar, l’alginat sòdic necessita reaccionar amb calci.• El gel format és termoirreversible, és a dir, no es torna a liquar per l’escalfor a

diferència dels gels de carragenats o de gelatina.Utilitzacions generals:• En la indústria alimentària: té moltes aplicacions, sobretot per als productes reestructurats en els quals es parteix d’un

producte barat i nutritiu però que no té gaire acceptació per part del consumidor, ambla qual cosa seli dona un aspectenou i atractiu. Per exemple, els derivats de surimi com la “poteta de cranc”, la “gula”, etc. Conserves vegetals. També s’utilit-za per a conserves vegetals (confitures, gelees, melmelades, gelats, etc.).

• En restauració: s’utilitza com a gelificant La seva capacitat de gelificar en presència de sals de calci ha desenvolupatuna tècnica culinària de gelificació externa, ideada per elBulli (2003), que es coneix amb el nom d’esferificació.

Dosificació i mode d’utilització: • Dosificació màxima tolerada: Q.S., excepte en melmelades, gelees i confitures, que és de 10 g/kg. • Dosificació bàsica en cuina: per a la tècnica de l’esferificació es treballa amb proporcions d’alginat de 0,4 a 0,7 % i amb

banys de clorur de calci d’entre el 0,5 i l’1%.• Mode d’utilització: es barreja per agitació, no cal escalfar-ho. Si es realitza una agitació forta agafa aire, però el perd en

deixar-lo reposar. També es pot preparar la mescla agitant suaument i deixant que s’hidrati lentament sense provocaruna absorció d’aire. L’escalfor i la presència de sucres faciliten la hidratació.

Laminaria ascophillum

Alginat de sodi E-401

Agar-Agar E-406

Gelatina de cua de peix

_q _ Q_ q g

Informació addicional de la tècnicade l’esferificació

L’esferificació és una tècnica culi-nària que podem definir científica-ment com una gelificació controla-da d’ un producte alimentari líquidamb un gelificant integrat en elproducte, i en un bany de calci esforma una esfericitat gelificada perfora i líquida per dins, almenysdurant un període de temps.

Aquest tipus de gelificació aplicat ala restauració es va iniciar al restau-rant elBulli l’any 2003 amb alginat desodi i ja en el menú d’aquell any esvan servir preparacions esferificadesde diferents dimensions com aracaviar de meló o raviolis de pèsols.

El nom SferifiCació resumeix totel que significa aquesta tècnicaaplicada a la gastronomia:

1) Esfericitat.2) El calci representat per «Ca»

(símbol químic), que és el desen-cadenant del procés de gelificació.Reacció simplificada del procésde gelificació:alginat de sodi + sal de calci →

Alginat de calci + sal de sodiDes del punt de vista culinari

l’esferificació representa un saltendavant en les tècniques utilit-zades en líquids ja que ens per-met tenir dues textures:

1) Textura líquida a l’interior.2) Textura sòlida (gelificada) a

l’exterior.

Fins i tot es poden introduir gasosdins l’esfera, de manera que podemtenir un producte alimentari en elstres estats bàsics de la matèria:

1) Sòlid (part gelificada)2) Líquid (part del producte)3) Gas (introducció d’aire o d’un

altre gas)La tècnica del procés de gelifi-

cació en l’esferificació és moltsenzilla, la podem resumir enl’esquema següent:

alginat de sodi + producte(pèsols, meló, mango etc.)

+Bany amb una sal de calci

gelificació

Aquesta tècnica no es pot apli-car en productes alimentarisàcids (cítrics, etc.) a causa de laformació d’àcid algínic. En algunscasos, com el mango, s’aplica ini-cialment per minimitzar l’acidesai per poder actuar correctament.Tampoc no es pot aplicar a pro-ductes làctics (presència de calci).

Però el més problemàtic d’a-questa tècnica és el temps de vidaútil de les esferes. El calci capturata l’exterior de les esferes segueixpenetrant i, en poc temps, les esfe-res queden totalment gelificades.

L’any 2005, com a conseqüènciad’uns estudis amb Fernando Sapiñade la Universitat de València, es vavisualitzar l’evolució del calci en lesesferes mitjançant la lupa binocu-lar i la microscòpia electrònica.

A partir d’aquest estudi va sor-gir la idea d’invertir el procés d’a-questa manera va aparèixer elprocés de l’esferificació inversa.El procés es pot resumir en l’es-quema següent:

sal de calci +producte (pèsols, meló, mango etc.)

+Bany amb alginat de sodi

gelificació

L’estructura de la gelificació espot comparar amb la d’una caixad’ous

Qu

ímic

a i

soci

etat

Edu

caci

ó Q

uím

ica

nú

mer

o 4

51

Esquema general dels gelificants utilitzats en alimentació

_q _ Q_ q g

Edu

caci

ó Q

uím

ica

nú

mer

o 4

52

ConclusionsEls productes gelificants tenen

sens dubte un paper importanten l’alimentació i en la cuina.Poden constituir i, de fe,t consti-tueixen a la vista de l’interèsdemostrat pels alumnes querealitzen el taller, un context ade-quat per motivar els alumnes iper endinsar-los en el món de laciència i la cuina. D’altra bandales substàncies gelificants i lesgelatines obtingudes poden obrircamí per introduir els conceptesfisicoquímics i químics en elsquals es basen els processos degelificació i les estructures delsproductes implicats en aquestsprocessos.

Els alumnes es mostren partici-patius en tot moment i es fapalès com el treball en grup i eldesenvolupament del taller ambuna interacció constant entre lapersona que el condueix i l’alum-nat afavoreixen l’aprenentatge.

BibliografiaALÍCIA; ELBULLITALLER (2006). «Lèxic

científic gastronòmic».Barcelona: Planeta.

AMICH-GALÍ, J. (2006). Los elementoscientíficos de la gastronomía.Barcelona: Ediciones Científico-Promocionales EOPRO.

BARHAM, P. (2001). La cocina y laciencia. Saragossa: Acribia.

COENDERS, A. (2004). Química culi-naria. Saragossa: Acribia.

MANS, C. (2006). Truita cremada.Barcelona: Col·legi de Químicsde Catalunya; Rubes.

MCGEE, H. (2007). La cocina y losalimentos. Barcelona: RandomHouse Mondadori.

PÉREZ CONESA, J. (1998). Cocinar conuna pizca de ciencia. Múrcia: IJK.

THIS, H. (1997). Los secretos de lospucheros. Saragossa: Acribia.

WOLKE, R. L. (2003). Lo queEinstein le contó a su cocinero.Barcelona: Robinbook.

— (2005). Lo que Einstein le contóa su cocinero 2. Barcelona:Robinbook.

Pere Castells Esqué

és llicenciat en quí-

mica. Va ser profes-

sor de física i quí-

mica a l’IES Molí de

la Vila (1980-2005).

És coordinador i

autor dels llibres de

text de química del batxillerat en cata-

là de l’editorial McGraw-Hill. L’any

2003 comença a col·laborar amb l’e-

quip de recerca d’elBullitaller, l’any 2004

es fa responsable del Departament de

recerca gastronòmica i científica de la

Fundació Alícia. És membre de la Junta

de l’ACCA. Col·labora amb la revista

Investigación y Ciencia. En aquests

darrers anys, les seves actuacions en

l’àmbit de la ciència i de la cuina han

estat encaminades a crear un nou

corrent de treball entre científics i cui-

ners per avançar conjuntament en la

investigació gastronòmica i científica

pere@alicia.cat

Evolució de les esferes en el temps

Alginat de sodi

Preparació de microesferes

Els gelificants i lesgelatines obtingudespoden obrir camí perintroduir conceptesfísicoquímics, químics irelacions estructura-propietats

_q _ Q_ q g