Demostrar propiedades de las Demostrar propiedades de las emulsiones con alimentos emulsiones con alimentos lácteoslácteos

Ingeniería en alimentos

Objetivos:Objetivos:Evidenciar cómo es posible demostrar

propiedades de los alimentos, por medio de experimentos sencillos, caseros y de bajo costo.

Experimentos propuestos:Experimentos propuestos: Permitir a profesores y alumnos

discutir los principios científicos que explican:

- Naturaleza y composición de los alimentos.

- Efecto de los parámetros externos (Tº).

- Efecto de los aditivos.

¿Qué es una emulsión?¿Qué es una emulsión?Suspensión "estable" de partículas de un

líquido, que tienen un tamaño determinado y se encuentran dentro de un segundo líquido con el cual son inmiscibles.

Floculación: Emulsión inestable en que las partículas forman masa.Coalescencia: Emulsión inestable en que las partículas se funden y forman una capa de líquido.

Estabilidad de una Estabilidad de una emulsión:emulsión:Resistencia de las gotitas dispersas a

coalescer Oscila desde unos pocos minutos a años.

Derjaguin, Landau, Verwey y Derjaguin, Landau, Verwey y Overbeek:Overbeek:La teoría DLVO explica la tendencia de los

coloides a aglomerarse o permanecer separados Estabilidad de la emulsión.

Se basa en el equilibrio entre las fuerzas opuestas de repulsión electrostática entre las dobles capas eléctricas de signo idéntico y atracción tipo van der Waals y explica por qué algunos coloides se aglomeran mientras que otros no lo hacen.

Capa de stern: Capa rígida de iones positivos alrededor de la superficie del coloide altamente negativo.Capa difusa: Todos los contra-iones que quieren acercarse al coloide, pero se repelen entre ellos.Doble capa: Contra-iones capa de stern + contra-iones capa difusa.

Si PR supera el valor absoluto de AV por un cierto valor W >> kt Sin importar la distancia, será una suspensión estable.

Si PR es inferior al valor absoluto de AV por un cierto valor W << kt Suspensión inestable que se coagula cuando las partículas se aproximan por difusión.

PR: Potencial de repulsión. AV: Potencial de atracción. kt: Energía térmica.

Figura 2. Representación esquemática de la estabilidad coloidal como una función de la distancia. Potencial de repulsión (curva Pr), potencial de atracción de van der Waals (curva Pa). El potencial resultante (curva P) es siempre negativo para distancias pequeñas, pero puede ser positivo a distancias intermedias. Si el potencial máximo es considerablemente mayor que la energía térmica (kT), la suspensión será estable.

Agentes emulsionantes:Agentes emulsionantes:Disminuyen la tasa de coalescencia de las

partículas dispersas en el líquido (barreras

mecánicas, estéricas y/o eléctricas).

Tipos de emulsiones:- O/W: Dispersión de un líquido inmiscible

en agua (siempre llamado aceite) en una fase acuosa.

- W/O: Dispersión de una solución acuosa, en un líquido en el cual es inmiscible (siempre llamado aceite).

Experimento 1: Experimento 1: Estudio de la Estudio de la naturaleza de una emulsión.naturaleza de una emulsión.i) Emulsiones w/o serán coloreadas por

tintes solubles en aceite.

ii) Emulsiones o/w serán coloreadas por tintes solubles en agua.

Materiales:- Leche, mantequilla, margarina, salsas

(barbecue, de ajo, vinagre).- Platos y cucharas desechables.- Papel filtro.- Colorantes: Sudán III(lipofílico) y azul de

metileno(hidrofílico).

Procedimiento experimental:Procedimiento experimental:

1.- 10 ml o 10 gr. de reactivo en el plato.2.- Agregar uno de los colorantes (realizar

el experimento con ambos).3.- Observar cambios de color en el

reactivo.

TTº y º y estabilidad de una estabilidad de una emulsión:emulsión:A altas Tº Moléculas se mueven con

mucha energía Mayor probabilidad de coalescencia.

Experimento 2Experimento 2: : Efecto del calor Efecto del calor sobre la estabilidad de una sobre la estabilidad de una emulsión. emulsión. Materiales:- Mantequilla, margarina y grasa de cerdo.- Materiales de vidrio (forma de tubo de

ensayo), ollas, cucharas y cuchillos desechables.

- Baño de agua a Tº= 60ºC.

Procedimiento experimental:Procedimiento experimental:1.- 20 gr. de reactivo en un vaso.2.- Anotar el número de separación

de fases a temperatura ambiente.

3.- Poner el vaso en el baño de agua.

4.- Esperar hasta que el reactivo se derrita.

5.- Retirar el vaso del calor y ver la separación de fases.

6.- Verter las fases en un plato y ver su naturaleza con el método del experimento uno.

7.- Repetir pasos 2-4, retirar los cristales y dejar enfriar lentamente.

Después de que se fundieron y se enfriaron a temperatura ambiente, la naturaleza de las emulsiones de mantequilla y margarina ha cambiado.

La naturaleza de una emulsión formada por agua y aceite depende principalmente del agente emulsionante, en menor medida del proceso de preparación y de las cantidades de agua y aceite presentes.

Regla de Bancroft: - Emulsiones o/w Producidas

por agentes emulsionantes más hidrosolubles.

- Emulsiones w/o Producidas por agentes emulsionantes más liposolubles.

Experimento 3. Estudio de la estabilidad de la emulsión y el efecto de diferentes emulsionantes..

Materiales:- Aceite de soja, huevos frescos, sal de mesa(NaCl), mostaza.- Vasos, cilindros graduados, tenedores y

cucharas desechables.- Detergente, cronómetro.

Procedimiento experimental:Procedimiento experimental:1.- 5 ml de aceite de soja.

Añadir 5 ml de agua y revolver, anotar el tiempo en que se logra la separación de fases.

2.- Repetir el paso 1, pero usar vinagre en vez de agua.

3.- Repetir el paso 1, mezclando aceite de soja, agua y 0,01 gr. de los agentes emulsionantes (NaCl, yema de huevo, detergente ó mostaza).

Propiedades emulsificantes de la yema de huevo: Explica el principio de la preparación de diversas salsas, por ejemplo, la mayonesa, que es una emulsión estable de aceite en agua.

Conclusiones:Conclusiones:

Hay diversos principios científicos que se esconden en los procesos culinarios y pueden evidenciarse con experimentos sencillos, de bajo costo y seguros.

El tipo de materiales y los procedimientos aplicados en este trabajo, dan resultados cualitativos.