Diapositiva 1

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ESPUMAS
Definición Dispersión de burbujas de gas de un
líquido.

• Espuma líquida
• Espuma sólida
• Espuma esférica
• Espuma polihédrica

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Formación de la espuma

• Proceso
• Incorporación de gas a una solución (proteica)
• Creación de un área interfacial (? ?G)
• Formación de película interfacial (proteica)

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Estructura de una espuma
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Maneras de incorporar aire (gas) a un alimento

• 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)
• Por inyección de gas a través de un orificio
  angosto (burbujeo) (usado en la industria).
• Expansión bajo vacío (barras de chocolate)

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• Comparación con las emulsiones
• En la espuma el volumen de una burbuja de gas es
  5 órdenes de magnitud que el de las gotas de
  aceite de una emulsión.
• ?s en una espuma 30mN/m ?i en una emulsión
  0,1 mN/m. (Las emulsiones son más estables que
  las espumas).
• La diferencia de densidad entre fase continua y
  fase dispersa es 103 Kg/m3 para la espuma y 102
  Kg/m3 como máximo para las emulsiones.

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Espumas alimentarias
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Porque introducir aire en los alimentos?

• Aire (gases) Es barato y se vende caro

• No tiene calorías

• No hay que rotularlo
• Aumenta el volumen y reduce la densidad
• Cambia la textura y reología (hace más
  ligero/suave a los alimentos)
• Modifica y favorece la digestibilidad
• Posibilidad de que el alimento se impregnen con
  salsas, jugos o recubrimientos.
• Oportunidad para introducir aromas

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Propiedades de alimentos aireados
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PROTEINAS COMO AGENTES ESPUMANTES

• 1) Primer efecto bajar la tensión superficial
• 2) Segundo efecto formar un film estable
• Paradoja
• Para (1) la proteína tiene que ser adsorbida
  difundir, penetrar y reordenarse
• Para ello
• Molécula de bajo PM
• Anfifílica, buen balance hidrofobicidad
  superficial/carga)
• Soluble
• Flexible (unfolding en interfase)
• Para (2) la proteína debe formar un film estable
  que rodee al gas, con determinadas propiedades
  reológicas rigidez y viscoelasticidad
• Para ello
• Interacción inmediata con moléculas adyacentes
• Reacciones de asociación o polimerización (por
  interacciones hidrofóbicas o intercambio (SH/SS)
• Proteínas estructuradas de alto PM
• Mínima carga superficial
• Capacidad de absorción de agua

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FACTORES QUE AFECTAN LAS PROPIEDADES
SUPERFICIALES Y ESPUMANTES DE LAS PROTEINAS

• Todos los factores que afectan las propiedades de
  superficie, afectan las propiedades espumantes de
  las proteínas
• Del medio
• Concentración proteica
• Solubilidad
• pH
• Sales
• Presencia de surfactantes
• Factores intrínsecos
• Hidrofobicidad
• Carga
• Flexibilidad molecular
• Tamaño y forma molecular

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ESTABILIDAD DE LA ESPUMA
Es difícil separar formación de desestabilización
de espuma
A- Proceso de desestabilización La fase gaseosa
discontinua tiende a formar una fase continua por
aproximación y fusión de burbujas para alcanzar
un área superficial mínima (mínima G).
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B- Proceso de estabilización Film superficial se
opone a A como barrera mecánica. Se favorece con
el aumento de la viscosidad y rigidez del film.
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FACTORES QUE DETERMINAN LA ESTABILIDAD DE UNA
ESPUMA
1- Distribución del tamaño de burbuja 2-
Viscosidad de la fase continua 3- Temperatura 4-
Naturaleza de la fase gaseosa dispersa 5-
Movimiento 6- Propiedades del film interfacial
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Representación esquemática de los mecanismos de
desestabilización de una espuma y vista
amplificada de la película interburbujas.
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MECANISMOS DE DESESTABILIZACIÓN

• 1- Drenaje de líquido
• Por gravedad
• Pasaje de líquido de lamela a borde de Plateau
  (?P 2?/R)
• Pasaje de líquido de borde de Plateau a fase
  continua
• 2- Cremado o flotación de las burbujas, causando
  una acumulación en la parte superior (Ley de
  Stokes) v 2g??.r2/9?.
• 3- Desproporción o maduración (Ostwald) pequeñas
  burbujas desaparecen mientras que las grandes
  burbujas crecen por DIFUSION DE GAS a través de
  la lamela. ?P 2?/R
• 4- Formación de espuma polihédrica por
  deformación de burbujas por compresión de unas
  contra otras. Cambio de forma de las burbujas, de
  tri o tetragonales a hexagonales (estructura
  panel de abejas) mas estables.
• 5- Colapso por ruptura de las lamelas por
  disminución de su espesor
• Presencia de partículas
• Evaporación
• Hay simultaneidad de mecanismos y sinergismos
• En espumas jóvenes y diluidas predominan 1 y 2.
• En espumas polihédricas predominan 3, 4 y 5.

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Burbujas
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• Consecuencias
• Gas difunde del interior hacia fuera
• Burbujas chicas tienden a
• desaparecer primero

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(No Transcript)
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La física del pop corn (Pochoclo)

• Al calentar, la humedad del grano (6.3-14) pasa
  a vapor.
• El almidón se funde
• La presión interna excede la resistencia de la
  cáscara.
• Esta explota y el almidón fluye.
• Al enfriarse, se pone sólido.

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MEDIDA DE LA CAPACIDAD ESPUMANTE
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MEDIDA DE LA ESTABILIDAD ESPUMANTE
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Esquema de las distintas etapas en el estudio de
la formación y desestabilización de una espuma.
Se representan los tiempos de inicio (t0) y fin
del burbujeo (t1) y ejemplos de drenado (t2) y
colapso (t4) de espuma.
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Curvas experimentales de la conductividad del
líquido del VLE resultante (volumen de líquido en
la espuma) y del VE (volumen de la espuma) en
función del tiempo, obtenidas con el método por
burbujeo de Loisel y col. (1993). Los tiempos t0,
t1, t2 y t3 son los correspondientes a la figura
9.
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CINETICA DE DRENAJE DE ESPUMAS ESTABILIZADAS POR
PROTEINAS
Cuando el método de formación de espuma es el
batido (y no por burbujeo) es posible estudiar la
cinética de drenaje de un modo sencillo
Solución proteica ? batido ? Alícuota (10 ml en
pipeta) ? Medición VL drenado vs t (T cte)
A P lt 2 VL VLmax t / (t1/2 t )
(hipérbola rectangular) Kdr 1/ (VL max .
t1/2) A P gt 2 VL VLmax tn/ (ctn) n da
comp. sigmoideo t1/2 c1/n kdr n / (VLmax
c1/n)
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