EMULSIONES


Una emulsión es una mezcla íntima de dos líquidos inmiscibles en la que un líquido que es la fase dispersa, discontinua o interna se mezcla en forma de pequeñas gotitas en otro líquido que se denomina fase continua, dispersante o externa.

Los ejemplos más típicos de emulsiones en las cuales la fase dispersa es el agua y la fase dispersante es la grasa, son la margarina y la mayonesa. Por el contrario, en la leche, que es otra emulsión, la fase dispersa es la grasa y la dispersante o continua es el agua.

La emulsificación se denomina al proceso por el cual dos líquidos inmiscibles forman una emulsión o mezcla estable.

La homogeneización es el proceso a por el cual se disminuye el tamaño de las partículas para favorecer la formación de una emulsión.

Cuando ponemos a calentar el agua para los macarrones o espaguetis y le añadimos aceite, en un principio se formarán varias gotitas de aceite repartidas a lo largo del agua de cocción pero a medida que va pasando el tiempo, las gotas de aceite se van uniendo de manera que al final todo el aceite estará unido. En una emulsión estable, las gotitas de aceite o de agua según el tipo de emulsión de que se trate (agua en aceite como por ejemplo en la mantequilla, o aceite en agua como en la leche) se mantienen estables y no se van uniendo unas con otras. Cuanto menor es el tamaño de las gotas, más se favorece la formación de una emulsión estable.

Los factores de que depende que una emulsión sea más o menos estable, son los siguientes:

De manera que la velocidad a la que se unirán las partículas en una emulsión se relaciona de la siguiente manera:

 

V = D2× G ×  (densidad fase 1 –  densidad fase 2)   /   18   ×   µ

G = gravedad
V = velocidad de unión de las partículas
µ = viscosidad

Por otra parte, para que la emulsión sea estable, las fuerzas tensoactivas de la superficie de los glóbulos han se ser bajas.

Los emulsionantes reducen la tensión superficial. Los emulsionantes han de ser no tóxicos, baratos, incoloros, inodoros, insípidos y estables a las diferentes condiciones físico-químicas durante la elaboración, transporte y almacenamiento del producto.

Es muy importante utilizar un emulsionante adecuado. Los emulsionantes por su naturaleza pueden ser:

Naturales: Proteínas, fosfolípidos, colesterol (esteroles en general)
Sintéticos: celulosa microcristalina, carboximetilcelulosa, etc.

Ya indicamos en el tema dedicado a los aceites y las grasas las propiedades químicas que han de tener los emulsionantes para serlo y que unos son más adecuados para emulsiones en el que predomina en la composición el agua, y otros para emulsiones en los que predomina cuantitativamente el aceite.

La viscosidad que también influye en la estabilidad de las emulsiones se puede mejorar utilizando estabilizadores que generalmente suelen ser polisacáridos hidrocoloides.

Al hacer una mayonesa de forma casera, la yema del huevo tiene un rico contenido en fosfolípidos y la clara y yema en proteínas que son los que funcionan como agentes emulsionantes al elaborar este alimento que es una emulsión de agua en aceite.

A continuación vamos a conocer el funcionamiento básico de los homogeneizadores que se utilizan en la industria y para qué productos se utilizan.

HOMOGENEIZADORES

Mezcladores de gran velocidad

Este tipo de homogeneizadores  se utilizan para la premezcla de emulsiones de líquidos de baja viscosidad.

La acción principal de corte reside en los extremos. Es como las aspas de una batidora. Los recipientes donde se bate suelen tener unos resaltes para favorecer que se formen corrientes de retorno y se evite el movimiento continuo de la mezcla

Homogeneizadores de alta presión

Existen varios tipos. En uno de ellos, se emplean presiones de entre 10.000 y 70.000 KPa (la presión atmosférica es 101,325 KPa), una bomba hace pasar el líquido por un espacio muy estrecho de unas 300 micras (300 × 10-6 m.) que existe entre una válvula y un asiento generándose una velocidad de unos 8.400 m/s en el líquido. A la salida del estrechamiento la velocidad del líquido cae bruscamente. La brusca caída de la velocidad genera intensas fuerzas de cizalla que junto a las fuerzas de impacto que se crean por el choque del líquido con una pared del homogeneizador que existe a la salida del estrechamiento, provoca que los glóbulos de grasa sean más pequeños. En ocasiones los nuevos glóbulos se reaglomeran y se necesita un nuevo paso del líquido por otro estrechamiento entre otro asiento y otra válvula para que se produzca el efecto definitivo deseado sobre el producto. Este aparato se utiliza para la leche antes de su pasteurización o esterilización y también es empleada para la elaboración de helados, salsas para ensaladas…etc.

Como se ha dicho, existen otros tipos de aparatos para la homogeneización, que emplean la alta presión, cuyo principio es similar. Se crean fuerzas de cizalla e impacto que reducen el tamaño de los glóbulos de grasa en la leche, y como ya se señaló, un tamaño menor de los glóbulos de grasa provoca una emulsión final más estable.

Homogeneizadores ultrasónicos

Provocan ciclos de compresión y descompresión, también se les puede llamar cavitaciones y descavitaciones o tensión y relajo en el líquido empleándose ondas sonoras de alta frecuencia (18-30 Hz.) Se emplean para líquidos de baja viscosidad. Para ello, se hace pasar el líquido por una lámina metálica que vibra y finalmente nos quedará una emulsión más estable.

Molinos coloidales

Se utilizan para fluidos de mayor viscosidad. Consta de un asiento estático y una parte móvil en el interior en forma de martillo. Entre ambos queda un pequeño hueco por el que circula el líquido. El rotor gira a velocidades alrededor de 3.000 – 15.000 revoluciones por minuto y el líquido pasa por el hueco que queda entre la parte móvil y el asiento que es de 0,1 mm. aproximadamente. Al chocar con la pared se produce la ruptura del glóbulo. La generación de calor suele ser notable por lo que suelen ir refrigerados por agua. Estos aparatos son más eficaces que los homogeneizadores de alta presión para líquidos de alta viscosidad pero menos eficaces para líquidos de baja viscosidad.

CONSECUENCIAS DE LAS HOMOGENEIZACIONES EN ALIMENTOS

La leche aumenta su blancura al aumentar el número de glóbulos ya que cambia el índice de refracción. En la leche el tamaño de los glóbulos grasos disminuye de unas 4 micras hasta 1. En la época primaveral y estival las reses tienen acceso a pastos frescos y en invierno tienen alimentación seca. La hierba de verano es rica en pigmentos vegetales liposolubles por lo que la leche es más pigmentada y es por esto que puede cambiar de color durante estas temporadas y no por la homogeneización.

El valor nutritivo no cambia pero sí el grado de digestibilidad ya que los glóbulos más pequeños hacen de la leche más digerible. Un estabilizante protege la emulsión y no el alimento frente a ataques microbiológicos.