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Productos cocina molecular
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COCINA MOLECULAR - EMULSIONANTES
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Una definición sencilla de una emulsión es “Una dispersión de un líquido (fase dispersa) en forma de pequeñísimas partículas en el seno de otro líquido (fase continua) con el que no es miscible”. Las emulsiones se clasifican en directas, inversas ó múltiples.
Las emulsiones directas son aquellas en las que la fase dispersa es una substancia lipofílica (grasa o aceite) y la fase continua es hidrofílica (normalmente agua). Estas emulsiones suelen denominarse L/H o O/W. Ejemplos son además de las emulsiones bituminosas, la leche, la mayonesa, algunos tipos de pinturas, y muchos productos alimentarios y fitosanitarios.
Las emulsiones inversas por el contrario son las que la fase dispersa es una substancia hidrofílica y la fase continua es lipofílica. Estas emulsiones suelen denominarse con la abreviatura H/L o W/O. (Como ejemplos pueden citarse las margarinas, fluidos hidráulicos y la mayoría de las cremas cosméticas).
Finalmente las emulsiones múltiples son las que como fase dispersa contiene una emulsión inversa y la fase continua es un líquido acuoso. Estas emulsiones se conocen como H/L/H o W/O/W. (Este tipo de emulsiones es utilizado básicamente en farmacia, al permitir obtener una liberación retardada de los medicamentos).
Otras clasificaciones hacen referencia al tamaño de los glóbulos que constituyen la fase dispersada, y así se distinguen emulsiones y micro emulsiones. En las microemulsiones el diámetro de los glóbulos es inferior a una micra. La concepción y fabricación de las microemulsiones son completamente diferentes de la de las emulsiones de betún y sus campos de aplicación, hasta hoy, distintos de los habituales de éstas.
Muchos alimentos son emulsionantes en dos fases, una acuosa y otra grasa. Una emulsión consiste en la dispersión de una fase, dividida en gotitas extremadamente pequeñas, en otra con la que no es miscible. Una idea de su pequeñez la da el que en un gramo de margarina hata mas de 10.000 millones de gotitas de agua dispersas en una fase continua de grasa. Las emulsiones son en principio inestables y con el tiempo las gotitas de la fase dispersa tienden a reagruparse, separándose de la otra fase. Es lo que sucede por ejemplo cuando se deja en reposo una mezcla previamente agitada de aceite y agua. Para que este fenómeno de separación no tenga lugar, y la emulsión se mantenga estable durante un perioso muy largo de tiempo se utilizan una serie de substancias conocidas como emulsionantes, que se sitúan en la capa límite entre las gotitas y la fase homogénea. Las propiedades de cada agente emulsionante son diferentes, y en general las mezclas se comportan mejor que los componentes individuales. Como ejemplo de emulsionantes alimentarias puede citarse la leche, que es una emulsión natural de grasa en agua, la mantequilla, la margarina, la mayoría de las salsas y las masas empleadas en repostería, entre otras.
Explicación técnica
Los emulsionantes estabilizan las partículas dispersas del polímero producidas durante la polimerización por emulsión. Son compuestos con bajo peso molecular que contienen una zona hidrofóbica y una hidrofílica. Debido a esta estructura, los emulsionantes, se reúnen en la interface entre el polímero y la fase acuosa.
Los efectos estéricos o electrostáticos entre las partículas, debidos a las moléculas absorbidas del emulsionante, evitan que se agreguen las partículas finamente dispersadas del polímero.
Si la parte hidrófila del emulsionante está electrostáticamente no cargada, el emulsionante se denomina “no iónico”, si contiene una carga negativa, al emulsionante se lo llama “aniónico” y si hay presencia de cargas positivas, lo denominará “catiónico”.
Si los emulsionantes están mezclados con agua, forman micelas por encima de una concentración crítica. Esta característica de los emulsionantes tiene un gran impacto en la realización de la polimerización por emulsión. La así llamada “concentración micelar crítica” (CMC) es específica para cada emulsionante. Si la concentración del emulsionante se incrementa significativamente por encima de la concentración micelar crítica, el comportamiento de agregación cambia y se forman, por ejemplo, micelas parecidas a varillas.
En general, las polimerizaciones en emulsión son llevadas a cabo a una concentración de emulsionantes debajo de la CMC, lo cual llevará a la formación de partículas con tamaño mas uniforme.
Los emulsionantes son utilizados, en general, a concentraciones de 1 – 6% en peso, respecto a monómero (menores concentraciones para aniónicos y mayores para no-iónicos).
En el helado, la emulsión es una dispersión de una substancia inmiscible en otra. Los tipos de emulsionantes mas extensamente empleados en la elaboración del helado son los mono-digliceridos de los ácidos grasos. Estos se obtienen haciendo reaccionar las grasas (triglicédiros) con glicerina.
El efecto principal de los emulsionantes en el helado es su capacidad para desestabilizar la membrana de los glóbulos de grasa. Esa desestabilización o desemulsificación, originada por la ruptura de las membranas de los globulos de grasa durante la congelación y la incorporación del aire, conduce a la liberación parcial de la grasa que contiene. Durante este proceso, dicha grasa líquida una vez expulsada de los glóbulos de grasa, agrupa glóbulos desgarrados y no desgarrados conjuntamente, con lo que se forman aglomerados.
Estos aglomerados se colocan por si mismos en el área interfacial que haay entre la fase acuosa y las células de aire incorporado, con lo que estabilizan dichas células de aire. Este proceso facilita la incorporación de aire y mejora la distribución de las células de aire.
Es importante hacer notar que el emulsionante de solo favorece, sino que también, de hecho, controla el proceso del batido y, por tanto, es decisivo para la incorporación de aire en el helado. Estos factores son de máxima importancia en la extrusión en seco, obteniéndose una consistencia suave y fina.
Las principales funciones de los emulsionantes en el helado se pueden resumir :
- Mejora de dispersión en el agua
- Controla la aglomeración y coalescencia de la grasa
- Facilita la incorporación de aire
- Confiere una textura y consistencia mas fina y suave
- Aumenta la resistencia a la contracción
- Mejora las propiedades de derretido
- Facilita la extrusión en seco durante la congelación
Los emulsionantes pueden :
- Actuar estabilizando las gotas de monómero en forma de emulsión
- Servir a la solubilización de monómeros dentro de las micelas de surfactantes
- Estabilizar las partículas de látex formados, así como las partículas en crecimiento durante la polimerización.
- Actuar solubilizando al polímero.
- Servir como sitios de nucleación de partículas
- Actuar como agentes de transferencia de cadena o retardadores.
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