Propiedades fisicoquímicas y funcionales de los alimentos 2015

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Belén Fernández Álvarez
hace 7 años
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1 TRABAJO PRÁCTICO N 2: EMULSIONES DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES POR CONDUCTIMETRÍA, MICROSCOPÍA Y TURBIDIMETRÍA. OBJETIVOS: 1. Determinar la estabilidad de emulsiones por conductimetría, microscopía y turbidimetría. 2. Estudiar el efecto en la estabilidad emulsionante ante el agregado de proteínas. BREVE FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA: Una emulsión es una dispersión de dos líquidos no miscibles, resultando una fase continua y una fase dispersa en forma de gotas o glóbulos. Es un sistema termodinámicamente inestable debido a la elevada área interfacial creada, acompañada por una alta tensión interfacial, lo cual genera un aumento de la energía libre del sistema. En los alimentos las dos fases inmiscibles son generalmente una fase acuosa (soluciones o dispersiones acuosas de macro y microcomponentes) y una lipídica (aceite o grasa en las cuales pueden estar disueltas sustancias liposolubles); siendo esta última fase la que se encuentra dispersa en la mayoría de los casos. Aquellas sustancias que favorecen la formación de una emulsión se conocen como agentes emulsificantes. Un buen agente emulsificante debe disminuir la tensión interfacial (tenso actividad) y formar una película en la interfase. Las proteínas, debido a su naturaleza anfifílica, tienen acción tensoactiva, y por su tendencia a desnaturalizarse y agregarse en interfaces, forman películas de rigidez y elasticidad variables, motivos por los cuales son buenos agentes emulsificantes. La estabilidad de una emulsión está determinada o afectada por distintos factores como son: distribución del tamaño de la gota, viscosidad de la fase continua, temperatura, diferencia de densidad entre fases, relación volumétrica entre fases, propiedades de la película interfacial, trabajo mecánico (agitación, batido, etc.) Medida del poder emulsionante. Es la aptitud que tiene un agente de superficie de lograr la separación de aceite en pequeñas gotas. Da información sobre el proceso de formación de la emulsión más que de la estabilidad. 1

2 Medida de la estabilidad de una emulsión. Es la capacidad que tiene un agente de superficie de incrementar el tiempo entre la formación de la emulsión y su rotura. Conductimetría: En este método se determina el poder emulsionante y la estabilidad de una emulsión midiendo la variación de conductividad con el tiempo durante la formación y desestabilización de una emulsión. En la figura 1 se observa un diagrama del equipo. Figura 1: Diagrama del equipo utilizado para la determinación de poder emulsionante y estabilidad de una emulsión por conductimetría. Al graficar conductividad versus tiempo se obtienen curvas como en la figura 2. Figura 2. Variación de conductividad con el tiempo para cuatro sistemas distintos. 2

3 El mínimo es un indicativo del poder emulsionante mientras que la pendiente inicial lo es de la estabilidad. La estabilidad de una emulsión (EE) se calcula a través de la siguiente expresión: EE= (k s -k e ). Δt/Δk Ecuación 1 (Ecuación 1) Donde k s es la conductividad de la dispersión proteica (antes de iniciar el emulsionado), k e es la conductividad mínima de la emulsión (al fin del emulsionado) y Δt/Δk es la inversa de la pendiente inicial de la curva de conductividad de la emulsión luego de finalizado el emulsionado. Microscopía. La observación directa o la fotografía en microscopia óptica es el método más simple para determinar la distribución de tamaño de gotas. Las principales desventajas es ser extremadamente tedioso y presentar un límite inferior, del orden de 1 µm, elevado para muchas emulsiones alimentarias. En este método se toman fotografías en microscopio que luego son analizadas por programas de análisis de imágenes y se determina tamaño y conteo de gotas. En cuadro siguiente se observa una breve descripción de la secuencia de trabajo. emulsionado toma de muestra fotografía de la emulsión 3

4 Turbidimetría. Es un método rápido y sencillo basado en la relación de la dispersión de la luz y la turbidez (τ) de una solución que contiene partículas esféricas con el radio y el número de esas partículas. Pearce y Kinsella definieron el índice de actividad emulsionante (IAE) y se calcula según la expresión: 2 IAE (Ecuación 2) C Donde es la fracción de volumen de fase aceite y C es concentración de proteína en la emulsión (mg/ml). Las unidades del IAE son m 2 g -1. Por su parte τ=2,303 A 500nm /l, siendo l es el camino óptico (0,01 m). Para medir la estabilidad se vuelve a determinar τ luego de un tiempo de almacenamiento. Se define el Índice de estabilidad emulsionante (IEE) como: t IEE (Ecuación 3) Donde Δt es el tiempo de almacenamiento (min) y Δτ es la variación de la turbidez. MATERIALES Y MÉTODO: Materiales: Buffer fosfato ph=7.20 mm Micropipeta Proteínas de suero lácteo 10% P/V Conductímetro Aceite de cocina Microscopio Balanza Cámara de Neubauer Minipimer y homegeinizador Espectrofotómetro Muestras: Buffer fosfato ph=7.20 mm+ aceite (Control) Buffer fosfato ph=7.20 mm + proteínas de suero lácteo + aceite (Emulsionante) Conductimetría: 1) Se conectará el conductímetro con los electrodos del vaso conductimétrico como muestra la figura 3 (tener la precaución que estén bien colocados). 4

5 Figura 3: Fotografía del equipo de trabajo para la determinación de poder emulsionante y estabilidad de una emulsión por conductimetría. 2) Dentro del vaso conductimétrico se colocarán 20 ml de la fase acuosa y luego se agregará muy lentamente 5 ml de aceite tratando que los electrodos queden cubierto con la fase acuosa. 3) Colocar la Minipimer en contacto con la fase acuosa. Controlar que la misma no toque los electrodos. 4) Observar en el programa de la computadora que los electrodos estén detectando la señal y contar 30 segundos. 5) Pasado ese tiempo encender Minipimer durante 30 segundos. 6) Se repetirá el mismo procedimiento con el agregando al buffer fosfato la dispersión de proteínas de suero lácteo 10 % P/V. 7) Se registraran los datos en la computadora y se calculará la estabilidad de las diferentes emulsiones utilizando la ecuación 1. Microscopía: 1) Primero se colocará la cámara de Neubauer en el microscopio. Hacer foco utilizando un aumento de 10X y tomar foto. 5

6 2) Por otro lado se emulsionará con Omnimixer durante 1 min en tubo falcon con fondo de goma, 4 ml de buffer con 1 ml de aceite. 3) Tomar un pequeño volumen de la emulsión con una jeringa (tomando de la parte inferior del tubo) y colocarlo sobre la cámara de Neubauer. El resto dejarlo controlando el tiempo de reposo. 4) Observar al microscopio y tomar foto. 5) Luego de transcurrido unos 30 minutos de reposo de la emulsión volver a tomar un pequeño volumen, observar al microscopio y tomar foto. 6) Se repetirá el mismo procedimiento con el agregando al buffer fosfato la dispersión de proteínas de suero lácteo 10 % P/V. 7) Analizar el tamaño de partículas con ImagePro. Turbidimetría: 1. De las emulsiones recién realizadas para microscopía tomar 20 µl y llevar a 5 ml con buffer fosfato. 2. Agitar suavemente, colocar en cubeta y leer absorbancia a 500 nm. 3. Utilizar la ecuación 2 para calcular el índice de actividad emulsionante. 4. De las emulsiones realizadas para microscopía y dejadas en reposo tomar 20 µl y llevar a 5 ml con buffer. 5. Agitar suavemente, colocar en cubeta y leer absorbancia a 500 nm. 6. Utilizar la ecuación 3 para calcular el índice de estabilidad emulsionante. 6

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