EMULSIONES.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

EMULSIONES I.

INTRODUCCION

Una emulsión es una dispersión termodinámicamente inestable de dos o más líquidos inmiscibles o parcialmente miscibles. Los diámetros de las gotas líquidas que se encuentran dispersas se encuentran en el rango de 0.1 y 20 μm. Aunque se traten de dispersion es termodinámicamente inestables, las emulsiones pueden convertirse en cinéticamente estables gracias a la presencia de agentes tensioactivos que presentan la capacidad de absorción en las superficies de las gotas. En la mayoría de las emulsiones una de las fases es acuosa y la otra un aceite polar. Las emulsiones con el aceite como fase dispersa se conocen como emulsiones de aceite en agua (aceite/agua) y las emulsiones con agua como fase dispersa se conocen como emulsiones de agua en aceite (agua/aceite). El tipo de emulsión que se tiende a formar depende del balance entre las propiedades hidrófilas e hidrófobas del agente emulsificante. Generalmente se suele cumplir la regla de Bancroft W.C. Griffin 1946: 1946: la fase continua es aquella la cual solubiliza al agente emulsificante. La naturaleza anfótera de los agente tensioactivos puede ser expresado en términos de una escala empírica que comúnmente se denomina el balance HLB1 (balance hidrófilo-lipófilo). Se han establecido varias ecuaciones para calcular los valores de HLB y a los agentes tensioactivos menos hidrófilos le les ha asignado los valores de HLB más bajos. Sin embargo, el número de HLB es asignado al agente tensioactivo puro y suele diferir del comportamiento del mismo en disolución. El valor HLB puede variar en función del tipo ti po de electrolito, temperatura y tipo de aceite debido a que modifican la geometría de la capa de agentes tensioactivos en la interfase R. Aveyard (1986) y por lo tanto varían su curvatura preferida.

II.

OBJETIVOS

Evaluar las aplicaciones potenciales de aceite de diferente fuente en términos de su contribución al flavor y viscosidad a las emulsiones

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO

EMULSIONES PROPIEDADES EMULSIFICANTES Para formular una emulsión se requiere: aceite, agua, un emulsificante y energía, generalmente mecánica. Las proteínas como surfactantes son las preferidas para formular emulsiones alimenticias (aceite-agua), debido a que su superficie es activa y favorece la resistencia a la coalescencia Takinami K. ( 1986 ). ) . No pueden utilizarse en emulsiones agua/aceite ya que no son solubles en el aceite. Una gran cantidad de alimentos procesados y naturales son emulsiones, como leche, yema de huevo, leche de coco, leche de soya, mantequilla, margarina, mayonesa, productos untables, aderezos de ensaladas, helados, salchichas y pasteles. En todos ellos las proteínas son importantes como emulsificantes. En la 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO leche cruda los glóbulos de grasa se estabilizan gracias a las lipoproteínas que forman parte de las membranas y tras la homogeneización éstas se reemplazan por una película de caseína y proteínas de suero, que son más resistentes que las naturales, por lo que la leche homogeneizada es más estable al cremado que la leche cruda.

MÉTODOS PARA DETERMINAR LAS PROPIEDADES EMULSIFICANTES Las propiedades emulsificantes de las proteínas se pueden evaluar por diversos métodos, como la determinación de la distribución del tamaño de las gotas de aceite formadas, la actividad emulsificante, la capacidad emulsificante y la estabilidad de la emulsión. En el cuadro 3.14 se concentran los métodos comúnmente usados en el estudio de las emulsiones.

ÍNDICE DE ACTIVIDAD EMULSIFICANTE. Las propiedades físicas y sensoriales de una emulsión estabilizada con proteínas dependen del tamaño de las gotas formadas y el total del área interfacial formada. Existen varios métodos para determinar el tamaño de la gota: microscopía de luz, aunque no es muy confiable, microscopía electrónica, métodos de dispersión de luz o contadores de tamaño de partícula (Coulter counter). Kinsella J. E. ( 1978 ) PROTEÍNA ADSORBIDA. Para determinar la cantidad de proteína adsorbida, la emulsión se centrifuga, la fase acuosa se separa, y la fase de la crema se lava varias veces y se centrifuga para quitar cualquier proteína 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO que se haya adsorbido débilmente. La cantidad de proteína adsorbida en las partículas de la emulsión se calcula a partir de la diferencia entre el total de la proteína inicial en la emulsión y la concentración presente en el fluido lavado de la fase de la crema. Generalmente, la carga de proteína está en el rango de 1-3 mg/m2 de área interfacial. Para emulsiones altas en grasa con gotas de tamaño pequeño se requiere una mayor concentración de proteína para cubrir toda el área interfacial y así lograr estabilizar la emulsión. Shimizu M. ( 1993 ) CAPACIDAD EMULSIFICANTE. La capacidad emulsificante (EC) es el volumen (mL) de aceite que puede ser emulsificado por gramo de proteína, en un ensayo en el que se añade aceite paulatinamente y se reporta el volumen adicionado antes de que ocurra la inversión de la fase, caracterizada por una inversión de la emulsión de aceite en agua hacia agua en aceite. Este método involucra la adición del aceite o grasa fundida, a velocidad y temperatura constantes, sobre una solución acuosa de proteína con agitación continua con un homogeneizador. El punto de inversión de la fase se reconoce por un cambio abrupto en la viscosidad o color, o por un aumento en la resistencia eléctrica. Para una emulsión estabilizada con proteínas la inversión de la fase se presenta generalmente cuando la fase apolar dispersa está entre 0.65-0.85. McClemens , D. J. ( 1999 ) ESTABILIDAD DE EMULSIÓN. Las emulsiones estabilizadas por proteínas a menudo son estables por días y no se observa separación de la crema o de alguna fase aun si las emulsiones se encuentran almacenadas en condiciones ambientales. Para evaluar la capacidad de la proteína como estabilizadora de emulsiones se somete la emulsión a diferentes condiciones drásticas, como altas temperaturas o a una fuerza centrífuga. Si se utiliza la centrifugación, la estabilidad se expresa como la disminución del área interfacial de la emulsión, o como el porcentaje de crema separada, o bien, por la cantidad de aceite coalescido. Lefebvre , J. ( 1987 ) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA EMULSIFICACIÓN Las emulsiones estabilizadas por proteínas se ven afectadas tanto por las propias características moleculares de la proteína como por factores intrínsecos, como el pH, la fuerza iónica, la temperatura, la presencia de surfactantes de bajo peso molecular, de azúcares, el volumen de la fase oleosa, el tipo de proteína, el punto de fusión del aceite empleado, así como los factores extrínsecos, como el tipo de equipo utilizado para formar la emulsión, velocidad de incorporación del aceite y el nivel de agitación. Esto dificulta la estandarización de los métodos y la comparación de resultados entre laboratorios. Una propiedad que incide en las propiedades emulsificantes es la solubilidad, pero no se requiere una solubilización total de la proteína para lograr la emulsificación: se pueden tener buenos resultados en un rango de solubilidad desde un 25 hasta un 80%, aunque las proteínas altamente insolubles no funcionan como buenos emulsificantes. En emulsiones cárnicas, como salchichas, la solubilización de las proteínas miofibrilares en NaCl 0.5 M favorece sus propiedades emulsificantes. El pH influye también pues se relaciona directamente con la solubilidad, y a 3

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO un determinado pH algunas proteínas como la albúmina sérica, la gelatina y la clara de huevo presentan su máxima actividad emulsificante y su máxima solubilidad. MAYONESA Y ADEREZOS A diferencia de la margarina y de la mantequilla, la mayonesa es una emulsión de aceite en agua, a pesar de contener una alta proporción de aceite (hasta 80%). La estabilización de esta gran cantidad de fase lipídica discontinua en tan poca fase acuosa continua demanda muchos cuidados en la formulación, en la emulsificación y en las condiciones de procesamiento. La emulsión se logra empleando un 7-8% de yema de huevo y un 0.5-1.0% de harina de mostaza. En el caso de la yema, su contenido de lecitina funciona como un potente agente emulsificante, aun cuando su colesterol tiene un efecto opuesto e inhibitorio. La mostaza finamente molida ayuda al establecimiento de una película interfacial que mantiene la emulsión. Otros ingredientes que pueden utilizarse son vinagre en un 10-12% y sal en un 12%, los cuales se disuelven en muy poca agua, aproximadamente un 4-7%, además de especias. En el caso de los aderezos, el aceite se sustituye parcialmente por almidones modificados (entrecruzados) que resisten la alta acidez del producto (pH 5 horas (tiene que ser hibernado), índice de peróxido

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES              

Ácido acético Aceite de soya Aceite de girasol Huevos frescos Sal Sacarosa blanca granulada Mostaza Galletas saladas Colorante alimentario rojo Licuadora Vasos descartables Microscopio Portas para microscopio Papel aluminio

MÉTODOS

Elaboración de emulsión Pesamos y medimos los ingredientes. Colocamos la yema de huevo en la licuadora y empezamos a licuar. Mezclamos el ácido acético y los condimentos (sacarosa, sal, mostaza). 4

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Vertemos el aceite lentamente mientras batimos continuamente la emulsion. Agregamos el vinagre y condimentos. Colocamos 50ml de producto en un matraz y el resto en molde de natillas. Procedimos de igual modo usando clara y huevo entero.

Determinación del tipo de emulsión Mezclamos 2 gotas de colorante alimentario rojo en 5g de producto. Continuamos removiendo hasta que el color sea uniforme en toda la muestra. Colocamos una gota de emulsión conteniendo el tinte rojo en una porta, visualizamos la emulsión al microscopio y apuntamos el aspecto. Dado que el colorante alimentario rojo es soluble en agua, las áreas teñidas con el mismo serán de ácido acético y las regiones no teñidas serán aceite. Confirmamos si la emulsión de aceite/agua o agua/aceite.

Extensibilidad lineal Dejamos que el producto se extienda durante 2 minutos antes de efectuar las lecturas. Sacamos las medidas de las cuatro lecturas efectuadas y las registramos.

Evaluación sensorial DE PREFERENCIA: Evaluamos cada producto en función de lo que nos gusta o desagrada la muestra probada. Utilizamos la escala hedónica que se expone a continuación:         

Gusta muchísimo (9) Gusta mucho (8) Gusta moderadamente (7) Gusta ligeramente (6) Ni gusta ni disgusta (5) Desagrada ligeramente (4) Desagrada moderadamente (3) Desagrada mucho (2) Desagrada muchísimo (1)

DESCRIPRIVA: Evaluamos los productos por los siguientes atributos: dureza y viscosidad. Memorizamos estás escalas cuando se evalúen los productos. Puntuamos los productos numéricamente de acuerdo a los atributos dados: Características Dureza

1 Ninguna

2 Trazas de dureza

Escala descriptiva 3 Ligeramente duro

Viscosidad

No viscoso

Trazas de viscosidad

Ligeramente viscoso

5

4 Duro

5 Muy duro

Viscoso

Muy viscoso


V.

RESULTADOS

CUADRO 1: Evaluación sensorial de preferencia DEGUSTACIONES ACEITE DE SOYA

ALUMNOS

Clara Fabricio Manuel Fairus Andy Fernando Jhair Karol Wenddy Sonia Kelly Gianny Luis Julissa

6 6 4 7 6 6 6 7 7 7 5 7 7

Clara + yema 7 6 7 6 6 7 7 7 7 6 6 8 7

ACEITE DE GIRASOL

Yema

Clara

5 6 5 4 5 3 5 4 5 3 7 5 4

2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1

Clara + yema 2 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 2 1

Yema 1 1 1 1 2 2 1 2 1 1 1 1 2

ACEITE DE GIRASOL

GRAFICO DE ESCALA DE


D E G U S TA C I O N D E Y E M A

D E G U S TA C I O N D E C L A R A MAS YEMA

2.5

N O I C 2 A T S U1.5 G E D E 1 D A L 0.5 A C S E

2.5

N O I C 2 A T S U1.5 G E D 1 E D A L 0.5 A C S E 0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10111213

1

PERSONAS QUE DISGUSTARON

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13


6

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO GRAFICO DE ESCALA DE DEGUSTACION DE CLARA

2.5 N O I C 2 A T S U1.5 G E D E 1 D A L A 0.5 C S E

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13


ACEITE DE SOYA



D E G U S TA C I O N D E C L A R A

D E G U S TA C I O N D E

DE HUEVO

CLARA MAS YEMA

8

N O7 I C A 6 T S 5 U G4 E D E 3 D 2 A L A 1 C S 0 E

10

1

2

3

4

5

6

7

8

N O I C A T S U G E D E D A L A C S E

9 10 11 12 13


8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13


GRAFICO DE ESCALA DE DEGUSTACION DE YEMA N O I C A T S U G E D E D A L A C S E

8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9


7

10

11

12

13


CUADRO 2: Evaluación sensorial descriptiva (DUREZA)

ALUMNOS

DUREZA ACEITE DE SOYA Clara

Fabricio Manuel Fairus Andy Fernando Jhair Karol Wenddy Sonia Kelly Gianny Luis Julissa

2 1 1 2 1 1 2 1 3 2 1 2 1

Clara + yema 1 2 2 2 1 1 2 3 1 2 1 2 3

ACEITE DE GIRASOL

Yema

Clara

1 2 1 2 3 1 2 1 2 1 2 1 1

1 1 2 3 1 1 1 2 1 2 1 1 3

Clara + yema 3 2 2 1 1 2 1 3 1 1 2 2 1

Yema 2 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 2

CUADRO 3: Evaluación sensorial descriptiva (VISCOSIDAD) ALUMNOS

VISCOSIDAD ACEITE DE SOYA Clara

Fabricio Manuel Fairus Andy Fernando Jhair Karol Wenddy Sonia Kelly Gianny Luis Julissa

4 5 5 4 5 4 4 4 5 4 5 4 5

Clara + yema 4 4 5 4 4 4 5 5 4 5 4 5 5

8

ACEITE DE GIRASOL

Yema

Clara

5 4 4 5 3 5 5 4 5 4 4 5 4

3 5 4 4 5 4 4 5 3 3 4 4 3

Clara + yema 4 3 4 4 5 4 3 4 5 4 4 5 4

Yema 4 4 5 4 4 5 3 4 5 5 3 5 4


CUADRO 4: Extensibilidad lineal EXTENSIBILIDAD LINEAL ACEITE DE SOYA ACEITE DE GIRASOL Clara

Clara + yema

Yema

Clara

Clara + yema

Yema

0.3 cm

1 cm

1.4 cm

0.1 cm

1.1cm

2 cm

CUADRO 5: Determinación del tipo de emulsión ACEITES

VARIABLES

EMULSIONES

ACEITE DE SOYA

Clara Clara + yema Yema Clara Clara + yema Yema

Agua/aceite Aceite/agua Aceite/agua Agua/aceite Aceite/agua Aceite/agua

ACEITE DE GIRASOL

VI.

DISCUSION

Como es discutido por Liu, et al., (2007), la mayonesa contiene gránulos de grasa uniformemente distribuidos en el sistema acuoso. Los gránulos de grasa son menos cuando el aceite fue reemplazado por un sustituto graso. Todas las muestras de mayonesas investigadas mostraron un comportamiento tixotrópico adelgazante en el que sus propiedades de flujo dependen tanto del tiempo como de la velocidad de cizalla. En las emulsiones concentradas, las gotas están lo suficientemente cerca unas de otras para interactuar entre ellas, lo que lleva a la formación de una red tridimensional de gotas agregadas. A medida que la velocidad de cizalla aumenta, las fuerzas hidrodinámicas causan agregados que se deforman y luego se desbaratan, lo que resulta en una reducción de la viscosidad (Liu et al., 2007). Todas las muestras exhibieron un comportamiento viscoelástico con un G’ mayor que G’’. Con esto, se podría sugerir que las mayonesas son geles débiles, como es típico en aderezos para ensaladas (Mun et al., 2009), lo que concuerda con otros estudios realizados en base a sustitutos grasos para mayonesas (Santipanichwong and Suphantharika 2007). Generalmente hablando, se espera que las emulsiones con un mayor contenido graso muestren altos valores de G’ (Liu et al., 2007), ya que G’ representa la energía recuperable cuando el material es sometido a deformación (Mun et al., 2009). Basado en la observaciones de Liu et al., (2007), las muestras que tenían una

estructura más compacta tuvieron los módulos de almacenamiento mayores, ya sea debido al

9

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO mayor contenido de aceite, como es el caso de las muestras de clara + yema y de yema, como a la presencia de goma.

VII.

CONCLUSIONES

Se concluyó que las mayonesas hechas con aceite de soya y aceite de girasol, tuvieron casi el mismo nivel de viscosidad, ambas eran muy viscosas. Igualmente para la dureza, su nivel de dureza de ambas fueron mínimas, no eran tan duras. Al disgustar se concluyó que la mayonesa de mejor sabor era la de hecha con aceite de soya, su sabor era exquisito, el de aceite de girasol en cambio no tenía buen sabor, tenía un sabor desagradable. Al observar en el microscopio las muestras de mayonesa, obtuvimos que las que eran de clara de huevo, el tipo de emulsión era agua/aceite, y las que eran de yema de huevo y de huevo entero, el tipo de emulsión era aceite/agua (para ambos aceites)

VIII.

BIBLIOGRAFÍA

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sustituto . Los hidrocoloides alimenticios 21 ( 4 ) 565-574 10

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