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ESPUMAS Son dispersiones coloidales de un gas, o mezcla de gases, suspendidos en una fase dispersante formada por: liqido viscoso o un semisólido Existe un gran área superficial en las burbujas, lo que aumentan su energía libre de gibbs. El líquido rodea las burbujas de aire y las separa una de otra esta barrera o pared recibe el nombre de lamela Dispersión de burbujas de gas en un líquido (o solido).  

Fase Dispersa: GAS Fase Dispersante: LIQUIDO (SÓLIDO)

Formación de Espumas Proceso:  

Incorporación de gas a una solución (proteica). Creación de un área interfacial (↑ ∆𝐺) En termodinámica se define como fase una región del espacio con propiedades intensivas (como P, T, ci) constantes. Si se tienen dos fases en contacto, deben diferenciarse en algunas de estas propiedades y, por lo tanto, debe existir una zona de transición donde las propiedades cambien desde su valor en una fase hasta el valor que adquieren en otra, región tridimensional de contacto entre dos fases α y β que recibe el nombre de interfase o región interfacial y en la que sus propiedades varían desde las correspondientes a la fase α hasta las de la fase β. Por ejemplo, si se tiene agua en contacto con su vapor en equilibrio térmico (igual temperatura) y mecánico (igual presión), la propiedad concentración cambiará desde un valor alto en la fase líquida hasta un valor muy bajo en el vapor (tal y como se representa en la Figura 5.1). La interfase es por tanto una región no homogénea, cuyas propiedades intensivas (en este caso la concentración) cambian con la posición.

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Formación de película interfacial (proteica)

Estructura de una espuma 1. Película liquida formada por dos burbujas

2. Unión de tres de Plateau

burbujas para formar un borde

3. La unión de cuatro bordes de Plateau forma un nodo.

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Joseph Plateau fue uno de los primeros en interesarse en la estructura de una espuma y experimentalmente encontró lo siguiente: Las películas se unen siempre por tres y el ángulo de unión entre ellas es de 120° Los canales o bordes de Plateau se unen siempre por 4, y el ángulo de unión entre cada uno de ellos es de 109.5° (tetraedro).

Las lamelas además deben presaentar yna rigidez y elasticidad adecuada para no facturarse al colisionar entre sí PROPIEDADES ESPUMANTES DISPOSITIVA ….. PROTEINA COMO ESPUMANTES Capacidad espumante: La proteína debe migrar a la interfase, adsorberse y reorganizarse. Las proteínas de bajo peso molecular, solubles y flexibles, forman espuman con alta capacidad de retención de aire. Estabilidad: La proteína debe formar un film rígido y viscoelástico estable que rodee a la burbuja de gas. Las proteínas que interactúan con moléculas vecinas, que polimericen, o que tengan alto peso molecular y puedan formar múltiples capas, aumentarán la estabilidad de la espuma.

“Una proteína con alta capacidad espumante puede formar espumas inestables, y viceversa” FACTORES QUE AFECTAN UNA ESPUMA Del medio 

Concentración proteica: Cuanto más elevada sea la concentración de proteína más resistente es la espuma. La resistencia de la espuma es mayor cuando las burbujas son pequeñas y la viscosidad elevada. Las propiedades espumantes alcanzan un valor máximo a una determinada concentración de proteína Algunas proteínas como la seroalbúmina, son capaces de formar espumas relativamente estables a concentraciones del 1%, en tanto que otras como los concentrados de proteínas del suero lácteo o la β conglicina de soja, requieren una concentración mínima del 2-5% para formar una espuma relativamente estable Para formar una espuma adecuada, debe utilizarse un tiempo y una intensidad de batido que permitan un desplegamiento y una adsorción de la proteína apropiados; una agitación excesiva puede disminuir la estabilidad de la espuma. La clara de huevo es especialmente sensible al batido en exceso.

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Si la clara de huevo o la ovoalbúmina se baten durante más de 6-8 min, se produce una agregación-coagulación de la proteína en la interfase aire/agua; estas proteínas insolubilizadas no se adsorben adecuadamente en la interfase lo que hace que la viscosidad de las laminillas líquidas resulte insuficiente para asegurar una buena estabilidad de la espuma Solubilidad pH: A pH’s distintos del isoeléctrico la capacidad espumante de las proteínas suele ser buena, pero la estabilidad de la espuma es mala. Las proteínas de la clara de huevo exhiben buenas propiedades espumantes en el rango de pH 8-9 y su punto isoeléctrico (es el pH al que un polianfólito (moléculas de grandes dimensiones

que poseen bastantes grupos, ya sean estos ácidos o básicos; se puede decir que son moléculas similares a las proteínas) tiene carga neta cero) se 

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haya en pH 4-5. Sales: La capacidad espumante y la estabilidad de la espuma formada por la mayor parte de las proteínas globulares (como la seroalbúmina bovina, la albúmina de huevo, el gluten y las proteínas de soya) aumentan al aumentar la concentración de NaCl. Este comportamiento suele atribuirse a la neutralización de cargas por los iones salinos Los cationes divalentes, como el Ca2+ y el Mg2+ mejoran espectacularmente la capacidad espumante y la estabilidad de la espuma, formada a concentraciones 0,02 - 0,4M. Se debe esto, al establecimiento de enlaces cruzados entre las moléculas proteicas y a la creación de películas más viscoelásticas Azúcares: La adición de sacarosa, lactosa y otros azúcares a las disoluciones de proteínas suele perjudicar a la capacidad espumante pero mejorar la estabilidad de la espuma formada. Los efectos positivos del azúcar sobre la estabilidad de la espuma se deben al

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incremento de la viscosidad de la fase dispersante que reduce la velocidad de drenaje de fluido de las laminillas En los postres azucarados tipo espuma (merengues, soufflés y tartas), es preferible añadir el azúcar tras el batido, si es posible. Así se permitirá que la proteína se adsorba, se despliegue y forme una película estable; el azúcar añadido aumentará después la estabilidad de la espuma, incrementando la viscosidad del líquido de la laminilla Lípidos: Los lípidos especialmente los fosfolípidos, cuando se hallan a concentraciones superiores al 0,5%, perjudican notablemente las propiedades espumantes de las proteínas. Los lípidos son más tensioactivos que las proteínas, por lo que se adsorben rápidamente en la interfase aire-agua e impiden la adsorción de las proteínas durante la formación de la espuma. Temperatura Tamaño de la burbuja Viscosidad de la fase continua.

Factores intrínsecos   

Carga Flexibilidad molecular Tamaño y forma molecular

La estabilidad de las espumas mejora si se aumenta la viscosidad del sistema con peque*as cantidades de gomas y de proteinas. Antes de dispersarse el aire primero debe adicionarse el agente espumante o estabilizante a la fase liquida o semisolida EJEMPLOS DE FORMACIÓN DE ESPUMAS Por sobresaturación de un líquido (o sólido) con gas    

Generación interna de vapor por calentamiento: humedad  vapor (popcorn, productos fritos) Fermentación de levaduras CO2 (pan). Reacción química: polvos de hornear CO2 (galletas)  Sobresaturación de gas bajo presión (cerveza, gaseosas).

Por medios mecánicos   

Batiendo o agitando (merengues, helados, etc) Expansión bajo vacío (barras de chocolate) Por inyección de gas a través de un orificio angosto (burbujeo) (usado en la industria).

¿POR QUÉ INTRODUCIR AIRE EN LOS ALIMENTOS?

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No hay que rotularlo. Aumenta el volumen y reduce la densidad. Cambia la textura y reología (hace más ligeros/suaves a los alimentos) Modifica y favorece la digestibilidad Posibilidad de que el alimento se impregnen con salsas, jugos o recubrimientos. Oportunidad para introducir aromas Aire (gases): Es barato y se vende caro. No tiene calorías.

EMULSIONES Sistema constituido por dos fases inmiscibles, una de las cuales se dispersa a través de la otra en forma de gotas muy pequeñas.  

Fase Dispersa (FD): Liquido que se dispersa en pequeñas gotitas, también se le conoce como fase o discontinua. Fase Continua (FC): Liquido como medio de dispersión, también llamasa fase externa.

COMPLEMENTAR PRIMERA DISPOSITIVA DE EMULSIONES

PROPIEDADES EMULSIONANTES  

Capacidad emulsionante: Máxima cantidad de aceite que puede incorporar la emulsión. Estabilidad de la emulsión: Medida del tiempo que permanece la emulsión sin que se modifiquen sus propiedades dentro de un rango predeterminado.

EJEMPLOS DE EMULSIONES EN ALIMENTOS: colocar imágenes de la diapositiva Generalmente, las emulsiones de alimentos contienen 2 fases: 

Una fase acuosa que consiste en agua que contiene sales, azucares, acidos en solución y/o otras sustenacias organicas o coloidales.

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Una fase oleosa que consiste en aceites, grasas, ceras, resinas, aceites esenciales y otros materiales hidrofóbicos.