Informe espumas

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NO POLARES POLARES Maria Luz Alt amirano Fernàndez 11 Química en los aliment os – Rembado & Sceni Sandra López Quint ero Adit ivos aliment arios y la reglament ación de los aliment os Aplicaciones y coment arios de orden quími… Juan Sebast ián Guamán

Universidad de Santiago de Chile Facultad tecnológica Departamento de ciencia y tecnología de alimentos Ingeniería de Alimentos Laboratorio Bioquímica de Alimentos II

Laboratorio N°2

PROPIEDADES DE LAS PROTEÍNAS: ESPUMAS

Profesor: Osvaldo Torres Integrantes: Nathalia Abarca Daniela Araos Cinthya Rojas Fecha experiencia 15 abril de 2016 Fecha entrega 29 abril de 2016

RESUMEN El presente trabajo se ha centrado en el desarrollo de espumas alimentarias, el cual se aplicó en formulaciones de merengues con distintas proporciones de los ingredientes de la preparación básica, el cual consistía en una mezcla de clara de huevo, sacarosa, ácido tartárico y cloruro de sodio. A esta formulación, se le añadió distintas proporciones de los ingredientes, ya sea agregarle el doble de la cantidad de sacarosa, aumentar la cantidad de ácido tartárico y cítrico, así como también añadirle estabilizantes como almidón de maíz y un contaminante para la espuma como lo es la yema de huevo. Esto se realizó con el propósito de comparar las distintas formulaciones y ver cómo afectan los diferentes tipos de ingredientes a la espuma. Los merengues fueron sometidos a un análisis organoléptico evaluando características sensoriales como sabor, ya sea si es agradable o no, si es ácida, si es apreciable a la vista, si posee una buena consistencia, las variaciones de volúmenes, entre otros. En la cual se determinó que la espuma más sabrosa es la que contenía doble de azúcar. Por otra parte, se analizó el efecto de los estabilizantes de las espumas en el tiempo, en el cual se prepararon soluciones de clara de huevo en agua, añadiendo variados componentes como almidón, aceite vegetal, cloruro de sodio, sacarosa y ácido cítrico, las cuales se prepararon en distintas probetas, se mezclaron los ingredientes por medio de agitación, hasta disolver todos los ingredientes , de esta manera se obtendrá una buena espuma en la parte superior, se midió el volumen inicial y se registró la variación del volumen de la espuma formada en un pequeño lapso de tiempo, concluyendo que el mejor estabilizante de espumas es la sacarosa, ya que fue el ingrediente con el cual la espuma varió mínimamente su volumen, en comparación con el control, el cual no sufrió diferenciación del volumen, sin embargo, el peor estabilizante es el almidón.

OBJETIVO  Analizar algunos factores que afectan la estabilidad de una espuma. 2

MATERIALES Y MÉTODOS Materiales Tabla N°1: Clasificación de materiales Equipo y materiales

Reactivos

Perecibles

Batidora eléctrica de mano Probetas Recipientes para mezcla Placas Petri Espátulas

Ácido cítrico Ácido tartárico

Sacarosa Huevo (clara de huevo) Almidón Albumina de huevo

Métodos Actividad N°1: “Formación de Espuma” Tabla N°2: Formulación básica de la espuma Componente

Cantidad [g]

Sacarosa Clara de huevo Ácido tartárico Cloruro de sodio

42 41 0,6 0,1

a) Masar los ingredientes de la Tabla N°2, en una balanza. b) En el recipiente de mezcla, vertir la clara de huevo y batir durante un minuto con la batidora eléctrica a velocidad media. c) Añadir al recipiente el cloruro de sodio y el ácido tartárico y batir a velocidad media. d) Incorporar la azúcar en tres etapas, batiendo lo suficiente a velocidad máxima. e) Batir hasta que endurezca. Actividad N°2: “Efecto de los componentes de la espuma” Para el efecto de los componentes de las espumas, se realiza el mismo procedimiento, agregando: 1. 84 [g] de azúcar. 2. 1 [g] de ácido tartárico 3. 1[g] de ácido cítrico 4. 1 [g] de almidón de maíz 5. Huevo entero (yema + clara) 3

Actividad N°3: “Evaluación sensorial” a) Evaluar cada muestra de alimento formulada a través de diferentes componentes, en función de lo que le gusta o desagrada de esta, utilizando la Tabla N°3. Tabla N°3: Escala hedónica para la evaluación sensorial de la muestra. Nota

Característica

9 8 7 6 5 4 3 2 1

Gusta muchísimo Gusta mucho Gusta moderadamente Gusta ligeramente Ni gusta, ni disgusta Desagrada ligeramente Desagrada moderadamente Desagrada mucho Desagrada muchísimo

Actividad N°4: “Descripción de atributos del producto” a) Evaluar los productos por los siguientes atributos: dureza, viscosidad, color, etc. Actividad N°5: “Estabilidad de las espumas proteica” Se preparan 100 ml de las siguientes dispersiones en agua destilada:  0,5% albúmina de huevo

 0,5% albúmina de huevo + 0,5% almidón

 0,5% albúmina de huevo + 0,5% aceite vegetal  0,5% albúmina de huevo + 0,5% NaCl

 0,5% albúmina de huevo + 0,5% sacarosa

 0,5% albúmina de huevo + 0.5% ácido cítrico a) Agregar solución a una probeta y mezclar a velocidad media por 30 segundos o hasta que se homogenice la solución. b) Medir el volumen a 0 y 5 minutos después del mezclado.

4

RESULTADOS Y DISCUSIÓN  Efecto de los componentes de la espuma

Fig. 1. Espuma preparada con la formulación básica.

Fig. 2. Espuma preparada con el doble de azúcar.

Fig. 3. Espuma preparada con 1 [g] de ácido tartárico.

Fig. 4. Espuma preparada con 1 [g] de ácido cítrico.

Fig. 5. Espuma preparada con 1 [g] de almidón de maíz.

Fig. 5. Espuma preparada con huevo entero.

5

Con respecto a la Fig. 1., de la espuma preparada con la formulación básica de la espuma se infiere que esta posee buena estabilidad, la que es generada por la adición de NaCl después de batir las claras de huevo, este efecto de estabilidad es producido debido a que a bajas concentraciones de este compuesto ocurre un efecto de salting in, provocando que la proteína tenga una mayor solubilidad, de esta manera aumenta su capacidad espumante y su estabilidad. Por otro lado, su viscosidad es buena debido a la adición de sacarosa en tres etapas (la sacarosa es un compuesto estabilizante de espumas), cabe destacar también que es el último componente en añadirse, si es que fuera agregada al principio de la formulación, la capacidad espumante disminuiría y no alcanzaría a formar la espuma. Por lo tanto, la formulación básica de la espuma presenta un volumen de espuma inicial que se mantiene en el tiempo, gran consistencia y dureza, brillo y color característico del merengue. Sabor y textura agradables al paladar. Si se observa la Fig. 2., de la espuma preparada con 84 [g] de sacarosa, esta posee una buena estabilidad porque su viscosidad aumenta considerablemente, otorgándole brillo a la espuma debido a los cristales de sacarosa presentes. La espuma presenta mayor tensión superficial por lo tanto se observa más firme y espesa. Esto se puede explicar ya que las moléculas de sacarosa compiten con las moléculas proteicas por la captación de agua y además se encuentra más heterogénea

al

no

poder

disolver

todo

el

azúcar

produciéndose

una

sobresaturación, pudiendo detectarse al tacto los cristales de azúcar sin disolver. Por esto mismo, la velocidad de desestabilización de la espuma disminuye ya que la fase continua no es capaz de drenar. Con respecto a la aceptabilidad del producto mediante la escala hedónica, se demuestra que posee la mayor aceptabilidad al compararla con las otras formulaciones de espumas. Por lo tanto, esta formulación presenta un mayor volumen con respecto a la muestra control, poca consistencia en la boca, y sensación de granos de azúcar no disueltos al probarla. Presenta un gran brillo. Con respecto a la Fig.3. y a la Fig.4., el ácido tartárico y el ácido cítrico, aumentan la estabilidad ya que funcionan como neutralizadores en la espuma, 6

esto provoca un aumento en los enlaces proteína-proteína, generando así un film viscoso en la interfase. La principal diferencia en esta espuma se ve en el sabor que es especialmente ácido. Finalmente, en ambos casos aumenta la estabilidad notablemente, con un mayor volumen respecto al control. Con respecto a la Fig. 5. con almidón, se puede inferir que este es un buen estabilizante, por esto aumenta la viscosidad formando muchos puentes de hidrogeno en la fase acuosa, lo que reduce el volumen de la espuma. Al observar la Fig. 6. con huevo entero, se puede decir que la yema de huevo es un contaminante porque contiene fosfolípidos que desestabilizan la espuma.  Evaluación sensorial Tabla N°4: Evaluación sensorial. Característica

Color

Brillo

Transparencia

Aroma

Sabor

Grupo

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

I

III

Fórmula básica

7

8

6

5

6

5

2

6

4

4

7

4

8

7

6

Doble de azúcar

8

9

4

9

9

9

2

5

4

7

6

3

9

9

9

Con 1 [g] de ácido tartárico

7

7

4

5

7

4

1

5

2

5

6

3

6

6

3

Con 1 [g] de ácido cítrico

8

7

4

5

5

1

1

5

3

5

8

1

9

7

7

Con 1 [g] de almidón

7

8

1

4

7

3

1

5

4

5

7

5

9

8

1

Con huevo entero

3

5

4

1

6

3

2

5

1

5

4

2

1

3

1

Fórmula

El análisis sensorial de la Tabla N°4, señala que la espuma con doble de azúcar presenta mayor aceptabilidad acaparándose la mayor cantidad de valores por sobre el promedio, la sigue la fórmula control, luego la con ácido cítrico, a continuación la con ácido tartárico, en quinto lugar se encuentra la con almidón y en último lugar, la que posee huevo entero.

7

 Descripción de atributos del producto

Tabla N°5: Descripción de atributos del producto Característica Fórmula

Color

Brillo

Transparencia

Aroma

Sabor

Fórmula básica

Medio alto

Medio alto

Translucido

Sin aroma

Levemente ácido

Doble de azúcar

Alto

Muy alto

Translucido

Sin aroma

Dulce

Con 1 [g] de ácido tartárico

Medio alto

Medio alto

Translucido

Sin aroma

Ácido

Con 1 [g] de ácido cítrico

Bajo

Medio bajo

Translucido

Sin aroma

Ácido

Con 1 [g] de almidón

Bajo

Bajo

Opaco

Sin aroma

Levemente ácido

Con huevo entero

Bajo

Muy bajo

Opaco

Sin aroma

A huevo

Tabla N°6: Valor de pH para cada fórmula Fórmula

pH

Fórmula básica

3,65

Doble de azúcar

3,98

Con 1 [g] de ácido tartárico

3,19

Con 1 [g] de ácido cítrico

3,67

Con 1 [g] de almidón

3,88

Con huevo entero

4,2

De la Tabla N°6, se infiere que la formulación con pH más ácido es la que contiene ácido tartárico, valor esperable por su ya mencionado carácter ácido.

8

 Estabilidad de las espumas proteicas

Fig. 7. 0,5% albúmina de huevo

Fig. 10. 0,5% albúmina de huevo + 0,5% NaCl

Fig. 8. 0,5% albúmina de huevo + 0,5% almidón

Fig. 11. 0,5% albúmina de huevo + 0,5% sacarosa

Fig. 9. 0,5% albúmina de huevo + 0,5% aceite vegetal

Fig. 12. 0,5% albúmina de huevo + 0,5% ácido cítrico

9

Tabla N°7: Comparación de la estabilidad de las distintas dispersiones. Tiempo 0 (min) Dispersiones

Tiempo 5 (min)

Fase Líquida Fase [mL]

de Fase Líquida Fase

Espuma

[mL]

Espuma

[mL]

[mL]

N°1 Albumina

98

28

98

28

N°2 + almidón

95

32

99

22

93

20

93

18

N°4 + NaCl

92

22

92

19

N°5 + Sacarosa

96

25

96

24

N°6 + ácido cítrico

97

28

95

26

N°3

+

Aceite

de

Vegetal

En la Fig. 8, con respecto al comportamiento del almidón, al aumentar la viscosidad aumenta el número de enlaces que se encuentran en la fase acuosa por lo que las partes hidrófobas migran rápidamente hacia el aire, es por ello que se observa una mayor disminución del volumen de este en un corto periodo de tiempo. En la Fig. 9, por cuestiones de tiempo no se logró apreciar una diferencia mayor entre el volumen del líquido y el de espuma, sin embargo teóricamente el aceite vegetal se comporta como desestabilizante de la espuma, ya que, los ácidos grasos (fosfolípidos) presentes en el aceite migran rápidamente a la interface y son absorbidos antes que la albumina, provocando la generación de una capa rígida en la interface, la cual pasado un tiempo colapsa evidenciando una disminución en la capacidad espumante. En la Fig. 10 y 11, el NaCl y la sacarosa, se comportan como agentes estabilizantes de la espuma. La sacarosa estabiliza por efecto del aumento de la viscosidad de la fase dispersante que reduce la velocidad de drenaje del fluido de las laminillas (igual que el almidón), en cambio el NaCl aumenta la estabilización y 10

la capacidad espumante, aumentando su concentración. El comportamiento suele atribuirse gracias al efecto de la neutralización de las cargas presentes por los iones salinos, es por esto que en la dispersión con NaCl al aumentar la concentración hay una disminución en el volumen de la espuma. Ahora, al observar la Fig. 11, la sacarosa presente en esa solución es la que genera más espuma debido a que esta aumenta la viscosidad de la dispersión, lo que genera una disminución de

los movimientos moleculares impidiendo que la albumina

migre de la interface. En la Fig. 12, el ácido cítrico presente en la espuma, permite que la proteína se sitúe en una región de pH próxima al punto isoeléctrico, la albumina presenta un punto isoeléctrico 5.1. La disminución en las interacciones repulsivas permite el aumento de interacciones proteína-proteína y la formación de un film viscoso en la interface, visualizándose una estabilidad de la espuma. CONCLUSIÓN En este practico, se analizaron diferentes factores que influyen en la formación de espuma. Algunos de estos factores actuaron positivamente como es el caso de la adición de NaCl, influye en la viscosidad, y en el caso contario existen factores con efectos negativos como la suplementación con aceite vegetal, que posee cualidades tensio-activas mayores que la proteína. Los compuestos presentes en la espuma, son de suma importancia para la capacidad espumante y la estabilidad, ya que ellos son los responsables de las distintas interacciones presentes. El orden de los ingredientes en que se lleva a cabo la mezcla, no deja de ser importante puesto a que tiene una acción directa sobre la formación de la espuma. La aceptabilidad de la espuma depende de variados factores, como por ejemplo, al agregarle almidón de maíz a la formación de la espuma, esta le cambia el sabor, produciendo una baja aceptabilidad, por ende es necesario identificar y conocer el efecto que realizan, para poder así, permitir la fabricación de una espuma con características específicas.

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BIBLIOGRAFÍA  Belandria, V. (2001). Estabilización de Espumas no-acuosas en presencia de sólidos finos. Venezuela: Universidad de los Andes.  Salager, J., Andérez, J., & Forgiarini, A. (2000). INFLUENCIA DE LA FORMULACIÓN SOBRE LAS ESPUMAS. Venezuela: Universidad de los Andes.  Owen R. Fennema. “Química de los alimentos”. 2° edición. Pag.452-495.  Peña Antonio; Arrollo; Gómez.2004.”Bioquimica”. Limusa Noriega Editores. Pág. 96  Cheftel.J.C. 1989. “Proteínas alimentarias”.

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