[MÚSICA] Ahora entendemos que los alimentos están formados por moléculas y son estructuras complejas y apetitosas. Su microestructura es heterogénea y contiene distintos elementos reconocibles y que se repiten. Hasta podríamos hablar de una cierta arquitectura en el interior de los alimentos. Los materiales con estas características se denominan sistemas dispersos y en los alimentos se destacan los geles, las espumas y las emulsiones. En esta clase, vamos a ver cómo se forman estas estructuras alimentarias dispersas, el rol que tienen las moléculas y revisar algunos ejemplos específicos de la gastronomía. Vamos a comenzar nuestro estudio de sistemas alimentarios dispersos viendo los geles. Un gel, como en una gelatina o un yogurt, consiste en una gran red de moléculas que contiene una alta proporción de agua. Seguiremos con las espumas, donde el aire, o eventualmente otro gas, se encuentra diseminado en un líquido, como en la espuma de una cerveza, o en un sólido, como en el pan. Para concluir, veremos las emulsiones, en que el agua y el aceite conviven amigablemente, como es el caso de la mayonesa y de la mantequilla. Hoy te voy a explicar el concepto de sistemas dispersos aplicado a nuestras comidas. En un helado de chocolate con almendras, los trozos de almendras están dispersos en la masa helada de chocolate. Luego, es un sistema disperso, solo que en nuestro caso nos referiremos a microestructuras que no se pueden ver. Lo interesante es que los sistemas dispersos tienen propiedades distintas a cada uno de los componentes por separado. La mayonesa es un sistema disperso de gotitas de aceite en agua que se comporta diferente en textura y sabor en comparación a cada una de las fases por separado. Mira este trozo de pan y te darás cuenta que hay muchos huecos alvéolos de aire rodeado por la maza horneada. Parece una esponja. Llamamos fase continua a la masa horneada, pues podemos viajar a través de ella y alcanzar cualquier punto que queramos. Los huecos de la miga son la fase dispersa y se encuentran distribuidos en el interior de la fase continua. Estando en cada uno de ellos, no podemos llegar a otro hueco sin pasar por la masa horneada. Están dispersos en la fase continua. Hemos dicho que la mayoría de los alimentos son sistemas dispersos. Tanto en la fase continua como en la fase dispersa, pueden estar en forma sólida, líquida o gaseosa. La tabla muestra la nomenclatura que se usa para las ocho combinaciones posibles, you que los gases se mezclan entre ellos a nivel molecular. Pero lo que nos interesa en esta clase son los alimentos cuya fase continua, sólida o líquida; y la fase dispersa, un líquido o un gas, como se indica en el recuadro rojo en la tabla. Recapitulando, vamos a llamar gel a un alimento que consiste en una amplia red polimérica que se extiende por todo el producto a nivel microscópico obviamente, y está hinchada por una gran cantidad de líquido. Una emulsión es una dispersión en que una fase líquida invisible se encuentra en forma de pequeñas gotas esparcidas en otra fase líquida. Por último, una espuma es una material que contiene un gas disperso en un líquido o un sólido o un semisólido. Aquí tenemos ejemplos de los cuatro tipos de sistemas dispersos presentados en el recuadro rojo del diagrama anterior. Tomemos el postre de gelatina como ejemplo. Se parte de agua líquida, que necesita estar contenida en un pote para que no fluya, y de un polvo amorfo que es la gelatina. Basta calentar la dispersión de gelatina en agua y luego dejarla enfriar para que la estructura sea un gel que desafía la gravedad y se puede moldear a voluntad. Lo mismo pasa con el merengue, que parte de clara de huevo líquida y de aire, que es como agregar nada, pero luego del batido y unos minutos en el horno caliente, se transforma en un sólido poroso. Creo que tú puedes hacer las analogías para la mayonesa y la espuma de la cerveza. Si no es posible, espera unas pocas láminas más. Lo sorprendente es que estos sistemas dispersos adquieren una estructura muy distinta de los componentes originales, como you lo hemos dicho. ¿Has visto alguna vez una medusa de mar? Bueno, estos organismos vivientes son un gran gel que tiene alrededor de 95% de agua y habitan en el mar sin problemas. Un gel es como tener agua sólida a temperatura ambiente. Un gel de agar agar muy usado en la cocina japonesa puede tener hasta 98 partes de agua y dos partes de agar agar. Un ejemplo es el postre japonés llamado Mitsumame, que son cubos de agar endulzados y hechos con jugo. Hay muchos polímeros alimentarios que producen geles por variados mecanismos, son polisacáridos como el alginato y las carrageninas, derivados de algas marinas o proteínas como la gelatina derivada del colágeno y la caseína de la leche, que forma el yogurt. Los geles son materiales que mantienen su forma a pesar del alto contenido de agua. En general, son elásticos y deformables y muchas veces transparentes o traslúcidos. Recapitulemos, en un gel, el agua o una solución acuosa, se encuentra atrapada a nivel microestructural dentro de una red tridimensional formada por cadenas de moléculas o de agregados. Las redes pueden ser moléculas muy largas, como los polisacáridos en el alginato, las carrageninas, la pectina, etcétera, o algunas proteínas, por ejemplo, el colágeno en la gelatina. Hay geles en que las cadenas están formadas por agregados proteicos, como en el yogurt y en el surime. Estas cadenas parecen un collar de perlas. Lo importante para que sea un gel y no una solución polimérica espesa es que existan unas pocas zonas en el polímero en que las cadenas se junten y no puedan deslizarse libremente. Son las llamadas zonas de unión. Los geles son importantes en la cocina para hacer estructuras casi sólidas, que son delicadas y transparentes en postres, así como también para retener agua y exudados. Además, los agentes gelificantes se utilizan para ligar otros ingredientes, como ocurre en las salchicas y en productos análogos a la carne de crustáceo, conocido como kanicama. La esferificación es uno de los aportes más innovadores de la cocina molecular. En la cocina o en el laboratorio, el proceso para hacer caviar artificial es bastante simple. Primero se agrega alginato de sodio al 2% a un líquido, por ejemplo, a un jugo o a un extracto, y se introduce en una jeringa dispensadora. Las gotas se gelifican casi instantáneamente en forma de miniesfera cuando entran en contacto con un baño de cloruro de calcio o lactato de calcio, como se muestra en la figura de la izquierda. Este proceso se conoce como esferificación directa. En la esferificación inversa, figura de la derecha, un líquida que you contiene calcio, por ejemplo, un yogurt, se sumerge delicadamente con una cuchara en un baño de alginato para que se forme una delgada membrana de gel en la superficie. El proceso se puede detener en cualquier momento removiendo la cuchara y dado que el alginato no penetra mucho en el producto, el centro permanece líquido como en una yema de huevo. Trata de hacer una espuma batiendo aire en agua pura. No pasa nada. Ahora agrégale una gota de detergente al agua y bate. Guau. Se forma una espuma persistente. Las espumas son estructuras en las cuales una gran cantidad de gas, generalmente aire, se dispersa en forma de celdas o burbujas en el interior de un líquido o un sólido. Las espumas alimentarias se hacen generalmente gasificando un líquido y formando burbujas de aire separadas por una lámina líquida o lamela. En la interfaz entre el líquido en las lamelas y el gas, se forma una delgada película donde se ubican moléculas llamadas surfactantes. Como te explicamos en la clase Comemos moléculas, para el caso de un fosfolípido, estas moléculas tienen una parte polar que le gusta el agua y otra apolar que se siente mejor en el aire. Las lamelas son verdaderos microcanales que contienen líquido y, por tanto, este fluye debido a la gravedad. Es por eso que si no te apuras, la rica espuma de la cerveza va a desaparecer. Las propiedades de las espumas son muy distintas a las del líquido y el gas por separado. La fase continua o paredes de las espumas alimentarias puede ser sólida como en el arroz inflado, elástica como en los malvaviscos o líquida como en el caso de la espuma de la cerveza. Observa con detención esta tabla. La densidad de las espumas es muy baja a pesar de que las paredes suelen ser diez veces más densas que el gas que está ocluido. Densidad sin gas en la tabla. Una característica especial de las espumas es que la fracción de huecos o burbujas de gas es muy alta en comparación con el líquido o sólido que forma la fase continua. Las calaveritas o palomitas de maíz o pop corn en inglés, son casi puro aire y por eso al igual que los helados de crema, las venden por litro que es volumen y no peso. El aire puede ser un ingrediente no declarado en el envase, pero muy valioso. Repasa la tabla adjunta y mira en la columna de la derecha, ¿cuánto gas tienen algunos alimentos que consumes? Las espumas se generan de varias maneras, batiendo o bombeando aire en una fase líquida, como en los merengues y en los helados, generando vapor durante el horneo, como el caso del soufflé, por inyección lenta de vapor, como en un capuchino, produciendo CO2 por fermentación con levadura, en el champagne, cerveza y pan. Mediante reacciones químicas como cuando se usa polvo de hornear, en pasteles y galletas, por expansión de un gas, en una cámara de vacío, para hacer chocolate aireado. entre muchas otras. En la cocina te puedes convertir en un Ferran Adriá, usando el gas liberado por un sifón y gelatina, para hacer aire de casi cualquier líquido. Algunas proteínas globulares en la clara de huevo, se despliegan o denaturan por la acción mecánica durante el batido. En esta condición, difunden rápidamente al interfase airelíquido, donde se ubican con sus partes hidrófilas, hacia el agua y las porciones hidrófobas, mirando hacia las burbujas de aire. La incorporación de aire, produce un aumento significativo del volumen y la viscosidad de la espuma. Desde el punto de vista de la ingeniería, las espumas de clara de huevo brindan el soporte estructural a muchos otros componentes de las creaciones gastronómicas como las tortillas y el soufflé. Son como las mallas de acero de un edificio. Las espumas líquidas estabilizadas por proteínas, pueden volverse sólidas por denaturación durante el calentamiento, como por ejemplo en el soufflé y en los merengues horneados. Algunas espumas tiene sus interfaces estabilizadas exclusivamente por partículas. Este es el caso de la crema de leche batida, donde la grasa está en forma de glóbulos de grasa. La acción mecánica del batidor, rompe las membranas que rodean los glóbulos de grasa en la crema, permitiendo que parte de la grasa líquida escape del interior y actúe como un pegamento entre los glóbulos de grasa, que se ubican en la interfase de las celdas de aire. La crema batida tiene entre cuarenta y sesenta porciento de aire. La imagen de la diapositiva, la tomé hace como treinta años en un criomicroscopio, donde la muestra de crema batida de leche se congeló rápidamente, y se mantuvo congelada mientras las observaba. Las emulsiones son dispersiones de aceite en agua, OW, o de agua en aceite, WO. El agua y el alcohol se mezclan en cualquier proporción, pero, vierta aceite en agua y verá que despúes de un tiempo se separarán espontáneamente en dos fases muy claras. Si se agitan, uno se dispersará dentro del otro en forma de gotitas, pero con el tiempo, las gotas de aceite volverán a juntarse y subirán a la parte superior, separándose la fase nuevamente como se muestra en la figura. Definitivamente el aceita y el agua no se agradan mutuamente, por lo tanto para hacer una inspección estable, la intuición y la termodinámica nos dice, que algo debe colocarse en la interfase entre las gotitas de aceite y el agua, para que estas se reconcilien. Una emulsión es la dispersión estable de dos líquidos que son invisibles, que rehúsan a mezclarse, uno de los cuales, se convierte en la fase dispersa, en forma de pequeñas gotas, mientras que el otro, es el medio circundante o la fase continua. La emulsiones alimentarias más comunes tienen dos componentes principales, agua W en celeste y el aceite O en amarillo. En consecuencia hay emulsiones en las cuales las gotas de aceite se suspenden en agua OW, típicamente la mayonesa y la salsa, y viceversa, las gotas de agua se dispersan en una fase de grasa continua, WO, como en la mantequilla y la margarina. Las gotitas, en una emulsión generalmente varían de tamaño, de uno a cincuenta micrones y por eso no las vemos, ni en la mayonesa ni en la matequilla. Se necesitan tres cosas para formar una emulsión aceite en agua, que sea estable en el tiempo, energía, emulsionantes y estabilizantes. La energía es necesaria para dispersar el aceite en forma de gotas finas en el agua porque, el área que separa ambas fases, aumenta a medida que se forman las gotas y eso requiere de energía. Varios equipos pueden hacer este trabajo en la cocina, como la licuadora y la batidora vertical o minipimer. Luego es necesario formar un interfase entre el agua y el aceite. Los emulgentes o emulsificantes son moléculas, con cabezas polares o hidrófilas, que apuntan hacia el agua y colas no polares o hidrófobas que se sumergen en el aceite. Los emulsificantes se posicionan rápidamente en la interfase aguaaceite y reducen la energía para formar la emulsión. Entre los emulsificantes usados en alimentos están la licitina y los monos y diglicéridos. Finalmente se necesitan estabilizantes que son moléculas más grandes como proteínas y polisacáridos, que aumentan la viscosidad de la fase acuosa o fase continua y evitan que las gotas choquen entre sí y se fusionen en gotas más grandes. Si las proteínas y los polisacáridos tienen zonas polares y apolares en sus moléculas también pueden funcionar como emulsificante. La veganesa es una emulsion de aceite con la llamada leche de soya, que obviamente no es leche sino que es una bebida de soya. La veganesa puede reemplazar a la mayonesa y no contiene huevo. Para prepararla se pone dos partes de aceite y una de leche de soya en una vaso del minipimer. Se debe introducir la batidora vertical hasta el fondo y luego empezar a batir. Cuando la mezcla comienza a emulsionar, se levanta lentamente la batidora, hasta la cremosa emulsión esté formada. Veremos más sobre la veganesa cuando veamos algunos de los menús al final del curso. Uno de los aportes más importantes de la ingeniería gastronómica, es introducir un cierto rigor en el estudio de los alimentos como materiales comestibles. Hoy, has aprendido que el termino científico de sistemas dispersos, puede ser perfectamente usado para clasificar y estudiar a los geles, las espumas y las emulsiones alimentarias. Claro nuestros alimentos son extremadamente complejos, pero hemos logrado aplicar muchos conceptos de la física y de la ingeniería para entender como se forman y usan los sistemas dispersos en la gastronomía. Más adelante, veremos cómo evaluamos sus propiedades físicas, para que lleguen en forma correcta a los platos y guisos. Espero que esta video lección, te haya sido de utilidad. Si quieres saber más detalles sobre las aplicaciones gastronómicas de los geles, espumas y emulsiones, te recomiendo consultar el extraordinario libro Aaron McGee, La cocina y los Alimentos, que se encuentra en español. Un poco menos pretencioso, es mi libro ingeniería gastronómica publicado por edicciones UC en 2011. Hasta la próxima clase. [AUDIO_EN_BLANCO]
