PRACTICA 3 SISTEMAS COLOIDALES
I. OBJETIVO
Observar las diferencias entre los Sistemas Coloidales importantes importantes en alimentos: emulsiones, espumas y geles.
Determinar las principales principales características de emulciones.
Obserar la estabilidad en la formación de una espuma. espuma.
Determinar la solidez solidez y fuerza en la la producción de un gel. gel.
Conseguir características tecnológicas.
II. INTRODUCCIÓN Muchos de los sistemas alimentarios están formados por sistemas coloidales los cuales con inestables con respecto al tiempo ya otros factores, es importante que el tecnólogo de alimentos conozca y sepa manejar los factores que afectan la estabilidad de los sistemas coloidales. Los sistemas alimentarios se dividen en dos grupos principales: tejidos comestibles intactos y dispersiones alimentarias. Por dispersión alimentaria se entiende un sistema formado por una o más fases dispersas o discontinuas en una fase continua. Las dispersiones se clasifican clasifican en función del tamaño o del estado físico de las partículas. Los coloides contienen partículas cuyo tamaño oscila entre 1nm y 0.5µm. Una solución (dispersión molecular) es un sistema de fases única con moléculas de tamaño inferior a 1nm. En contraposición, las dispersiones coloidales y groseras constan de dos o más fases. Los sistemas coloidales importantes en alimentos son emulsiones, espumas y geles.
1
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
figura 1. dispersiones alimentarias difásicas FASE
FASE
DISPERSA
CONTINUA
(A)
(B)
NOMBRE DE A/B
LA
EJEMPLO
DISPERSIÓN
Sólidos (S)
Líquido (L)
S/L
Sol
Leche descremada
Líquido (L)
Líquido (L)
L/L
Emulsión
Salsa para ensalada
Gas (G)
Líquido (L)
G/L
Espuma
Merengues
Gas (G)
Líquido (L)
G/S Espuma Sólida
“Carbón Dulce”
Humo Sólidos (S)
Gas (G)
S/G Aerosol Sólido
para
aromatizar alimentos.
Las emulsiones son sistemas coloidales constituidos por líquidos, los cuales no se disuelven uno en el otro. De los dos líquidos un se encuentra disperso en pequeñas gotas dentro del otro. Si los dos líquidos, se juntan y se mezclan, al dejarlos en reposo se separan en dos capas, pero si se añade un emulgente, la emulsión será más estable y tardará mucho más tiempo en separarse en las dos etapas. Las espumas son sistemas coloidales formados por acumulación de un gas rodeado por un líquido o un sólido (ejem. de espuma sólidas: merengues calentados y ejm. de espumas líquidas: batido de clara de huevo sin calentar). El gas generalmente es aire. Una espuma de clara de huevo consiste en burbujas de aire rodeadas por una película de albúmina diluida. El batido mecánico necesario para producir las espumas causa desnaturalización de partes de las albúminas, ayudando la albúmina desnaturalización a forzar y estabilizar las espumas. Los geles son sistemas formados por una malla tri-dimensional de larga moléculas, mantenidos juntos mediante enlaces de hidrógeno. Dentro de la malla queda atrapado un gran volumen de líquido.
2
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 PRODUCCIÓN DE EMULSIÓN: IDENTIFICACIÓN DE LAS CLASES DE EMULGENTES. a. Fundamento El emulgente de las probeta 1 es el oleato sódico y el de la probeta 2 es el oleato cálcico. El uno forma un emulsión Ag/Ac, y el otro una emulsión Ac/Ag. El color producido en la superficie de la emulsión por la mezcla de colorantes indica la clase de emulsión que se ha formado (Ac/Ag ó Ag/Ac). El azul de metileno es un colorante soluble en agua y el sudan III es un colorante soluble en grasa. El colorante se disuelve difícilmente en las gotas dispersas de la emulsión cuando se encuentran rodeadas por el emulgente. De esta manera el único colorante que puede teñir es el que se disuelve en la fase continua o medio de dispersión.
b. Materiales
Aceite de cocina, leche, nata, margarina, mantequilla, mayonesa.
Ácido oleico
Agua de cal
Agua destilada
Azul de Metileno y Sudan III en proporción de 50/50 en polvo
Espátula
Hidróxido de Sodio
Pipetas de 5 y 20ml
Placas petri (3u)
Probetas de 100ml provisto de tapón
Vidrio de reloj
c. Procedimiento
Tomar dos probetas de 100ml provistos de tapón. En la probeta 1, colocar 20ml de aceite de cocina, 18ml de agua destilada, 2ml de hidróxido de sodio y 0.5ml ácido oleico.
En la probeta 2, colocar 20ml de aceite de cocina; 20ml de agua de cal y 0.5ml de ácido oleico
3
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
Agitar ambas probetas tapadas, vigorosamente, durante el mismo tiempo, verter el contenido de cada una en una placa petri, y espolvorear la superficie, haciendo uso de la espátula, un poco de la mezcla de os colorantes azul de metileno y sudan III
Observar el color de las emulsiones y determinar cual de las emulsiones es aceite/agua y cual agua/aceite, en base de la coloración que tomen las fases continuas.
3.2 ESTABILIDAD DE LA CLARA DE HUEVO. Determinar el tiempo óptimo de batido, para lograr una mayor estabilidad de la espuma de clara de huevo.
a. Fundamento Esta prueba se basa en medir la cantidad de goteo producido por una muestra de espuma con respecto al tiempo, con una valoración de su estabilidad. Un mayor volumen de goteo, es la prueba de una menor estabilidad de la espuma.
b. Materiales y Reactivo
6 Vasos de precipitados de 150ml
Cloruro de Sodio
6 huevos
Batidora
c. Procedimiento
Pesar 6 claras de 25g dentro de pequeños de vasos de precipitados.
Muestra 1: Batir durante 2 minutos a la mínima velocidad y trasladar a un embudo. Dejar gotear durante 30 minutos y anotara el volumen de goteo producido por la muestra , trasladar el líquido liberado a una probeta de 10ml, leer el nivel alcanzado
Repetir el paso anterior con cada una de las nuestras restantes para tiempos de batido de 3, 4, 5, 7 y 10 minutos.
Graficara, Volumen de goteo vs tiempo de batido para determinar el menor tiempo de batido para conseguir una espuma más estable.
4
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
3.3 PRODUCCIÓN DE UN GEL DE ALMIDÓN Y EFECTO SOBRE LA SÓLIDEZ DEL GEL DE DISTINTAS SUSTANCIAS AÑADIDAS. a. Fundamento Esta prueba se basa en el hecho que algunas sustancias pueden tener influencias sobre la consistencia del gel. Así por ejemplo, el azúcar reduce la consistencia del gel, ya que compite con el almidón para retener el agua disponible, y por lo tanto se limita el grado de hinchazón de laso gránulos de almidón. El ácido reduce la consistencia del gel, ya que causa la fragmentación de los gránulos de almidón, y los gránulos pequeños no forman un gel tan fácilmente como los gránulos grandes. Pueden suceder también, que tenga lugar un cierto grado de hidrólisis de las moléculas de almidón.
b. Materiales y Reactivo
Almidón de maíz y otras fuentes
Azúcar
Mondadientes
Baquetas
Mecheros de cocina
Moldes o vasitos pirex (2)
Platos
Solución de Acido Cítrico 0.5M (a sea, 25g de ácido cítrico en 250ml de agua destilada)
Termómetro
Tubos de ensayo
Vasos de precipitado de 400ml
c. Procedimiento
Poner 15g de almidón en 3 vasos de precipitados de 400ml.
Muestra 1 (vaso 1): Añadir 230ml de agua, lentamente y agitar para obtener unas suspensión, calentar agitando suavemente y constantemente, hasta que la pasta alcance95°C. Retirarla del calor e inmediatamente verter dentro de dos moldes y dejar enfriar.
Muestra 2 (vaso 2): Repetir el procedimiento de la muestra 1, pero añadiendo al almidón 50g de azúcar antes de la adición del agua.
5
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
Muestra 2 (vaso3): Repetir el procedimiento de la muestra 1, pero sustituir el agua por 230ml de una solución de ácido cítrico 0.5M
Normalizar lo más posible las condiciones bajo las cuales se trata las tres muestras
Comparar la consistencia de los geles cuando las muestras están perfectamente frías, mediante examen visual, y comparando la profundidad a que se hunde el gel con un palito de mondadientes, colocándolos suavemente sobre la superficie. Verter los geles desde los moldes a un plato y compararlos y obtener resultados.
IV. RESULTADOS a) Efecto de un emulgente
Se observo la formación de dos fases (no se formo una emulsión.)
Despues de agregar la clara de huevo (emulgente), agitamos, y se foro una sola fase.
volumen de la clara de huevo: Primer envudo: 14ml Segundo envudo: 13ml Tercer envudo: (19.5ml revisar) Cuarto envudo: 8ml Quinto envudo: 8.5ml Sexto envudo: 8ml b) Producción de emulsiones:identificación de la clase de emulsiones.
Tubo de ensayo 1: 2ml de aceite + 2ml de agua destilda + 2 gotas de NaOH No hay formación de una emulsion,por lo tanto hay formación de dos fases y al añadir el azul de metileno se identifico que era una emulsion agua en aceite, porque el colorante solo coloreo alguas partes del contenido de la placa Petri.
Tubo de ensayo 2: 2ml de aceite + 2 ml de agua de cal No hay formación de una emulsion por lo tanto hay formación de dos fases. Al añadir el azul de metileno, se identifico que era una emulsion aceite en agua por que el colorante coloreo todo el contenido de la placa Petri.
NOTA: el NaOH es un sufragtante, invierte el tipo de emulsion.
6
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
c) Identificación de algunas emulsiones frecuentes en los alimentos.
Lehe: Al agregar el azul de metileno, se observo que la leche es una emulsión de leche en agua. Porque el azul de metileno coloreo to la emulsion.
Mayonesa: Al agregar el azul de metileno, se observo que la mayonesa es aceite en agua. Porque el azul de metileno coloreo toda la emulsión.
Margarina: Al agregar azul de metileno, se observo que la margarina es una emulsion de agua en aceite. Porque el azul de metileno coloreo algunos puntos de la emulsión.
d) Emulsiones diluidas.
Leche+ agua: Al agregar el agua se disuelve dentro de la composición de la lehe; y al agregarle aceite de oliva hubo la formación de dos fases, se ha meclado la grasa que tiene la leche con el aceite de oliva.
Mayonesa + agua: Al agregarle el agua a la mayonesa pierde viscosidad y flidez, al agregarleaceite hubo dos fases, globulos de grasa sobre la superficie de mayonesa.
Margarina + agua: Al añadirle el agua a la margarina se diluye y al agregar aceite nosucede nada por sucede nada por ser una emulcion agua en aceite.
e) Estabilidad de la clara de huevo.
Se bservo que a mayor tiempo de batido menor es el volumen de goteo la cual laestabilidad de espuma aumenta.
f) Producción y efecto sobre la solidez de un gel de almidon.
Muestra 1: 15.0045g de Almidon(chuño) + 235g de agua + calor(95°C) =gel con mayor consistencia.
Muestra 2: 15.0179g de Almidon(chuño) + 235g de agua + 50g de azúcar + calor(95°C) = gel con consistencia media.
Muestra 3: 15.0436g de Almidon + 235g de agua + 22.5g de acido cítrico + calor(95°C) = gel con cosistencia demasiado bajo.
7
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
V. DISCUSIÓN
Las emulsiones son sistemas de dispersión que están constituidas por liquidos inmiscibles en los que la fase dispersa se encuentra en forma de pequeñas, entre 0.1 y 10mu distribuidas en la fase continua o dispersante; son inestables, si se les permitereposar por algún tiempo, las moléculas de la fase dispersa tienden a asociarse una capa que puede precipitar o migrar a la superficie, según la diferencia de densidades entre las dos fases (según baudi).
También se demostró que existen sufractantes, estos compuestos invierten el tipo de emulsiones, por ejemplo: las emulciones deagua en aeite se onvierten en emulciones de aceite en agua.
Laproduccionde emulsiones estables requiere necesariamente de agentes emulsionantes ue reduzcan la tensión superficial entre ambas fases.
Existen emulgentes que ayudan a la formación de emulsiones, en nuestro caso usamos la yema de huevo, este emulgente une las dos fases.
Para la identificación de emulsiones se pueden usar colorantes como el azul de metileno, que es un colorante hidrofilico.
En cuanto a la elaboración de los geles, se determino que la muestra 1: almidon + agua + calor; produjo la formación de un gel con mayor consistencia. En la muestra 2: almidon + agua + azúcar + calor; se obtuvo un gel con consistencia media, esto debido a la presenia del gel. En la muestra 3: almidon + agua + acido cítrico + calor; se formo un gel con consistencia demasiado bajo, esto debido a la presencia de acido cítrico, el cual causa una disminución de la consistencia del gel.
8
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
VI.
CONCLUSIONES
Las emulsiones son sistemas heterogéneas de dispersiones de un liquido en otra liquido inmiscibles entre ellos. Para que las emulsiones sean sistemas estables hace falta de untrcer componente que disminuya la tensión superficial de la interface que se encuentra en los dos liquidos. Por un lado hemos visto que la estabilidad de las gotas dispersas depende de la solubilidad de estas en la fase continua. La yema de huevo es un emulgente ya que contiene laproteina lecitina. En la formación de geles; el gel de la muestra 1, fue el mas consistente ya que solo contenia agua y chunio mientras tanto en la segunda muestra la formación de gel fue un poco menos consistente ya que el azúcar compite con el almidon para retener el agua disponible y latercera muestra se obtuvo un gel de consistencia baja por la presencia del acido cítrico.
VII.
BIBLIOGRAFÍA BAUDI, S. 1999, ´´QUIMICA DE LOS ALIMENTOS”. 4ta
EDICION. ED. Pearson-
Addison.
FENEMA, O. 1993. QUIMICA DE LOS ALIMENTOS. Editorial Acribia. Zaragozaespaña.
Kirk, R.; Sawyer. R. y Egan, H. 1998. Composición y Análisis de Alimentos de Pearson”. 2da. Edición. Compañía Editorial Continental S.A. México.
Linden, G. y Lorient D. Bioquímica Agroindustrial. Editorial Acribia S.A. Zaragoza – España.
Wong. D. 1996. Química de los Alimentos: Mecanismos y teoría. Ed. Acribia. 1ra Edición.Zaragoza-España.
9
COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS
