TRABAJO PRÁCTICO N 3: ESPUMAS ESTUDIO DE LA CAPACIDAD Y ESTABILIDAD ESPUMANTE DE CLARA DE HUEVO FORMADA POR BATIDO Y BURBUJEO. OBJETIVO: 1. Determinar la capacidad y estabilidad de espumas por conductimetría y tiempo de drenado. 2. Estudiar el efecto de distintos aditivos sobre la estabilidad de espumas de clara de huevo. BREVE FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA: Una espuma es una dispersión de burbujas de gas en un líquido. Muchos alimentos son productos tipo espumas: crema batida, helados de crema, pasteles, merengues, pan, soufflés, mousses y malvaviscos. Las propiedades de textura son únicas debido a la dispersión de numerosas burbujas de aire pequeñas y a la formación de una película delgada en la interfase líquido-gas llamada frecuentemente lamela. En la mayoría de estos productos, las proteínas son los principales agentes con actividad superficial que ayudan en la formación y estabilización de la fase gaseosa dispersa. Generalmente, las espumas estabilizadas por proteínas se forman por burbujeo (inyección de gas a través de un orificio angosto), batido (crema, merengue) o sobresaturación de gas en líquido (cerveza, pan). Capacidad espumante: El proceso de formación de espuma consiste en incorporar gas a una dispersión proteica con creación de nueva área interfacial o sea formar burbujas rodeada por una película proteica. La capacidad espumante se refiere a la cantidad de área interfacial que puede ser creada y puede ser estimada a través del volumen de espuma formada. Estabilidad de la espuma: El proceso de desestabilización de una espuma consiste en la tendencia de la fase gaseosa discontinua a formar una fase continua por aproximación y fusión de las burbujas, a fin de alcanzar un área superficial mínima (mínima energía libre). A este proceso se opone la película 1
proteica superficial, que como barrera mecánica es más efectiva cuanto mayor son su viscosidad y su rigidez. Factores que afectan la espuma: Temperatura: Una desnaturalización parcial de las proteínas puede favorecer las propiedades espumantes hasta cierto punto, ya que si se sobrecalientan pueden perderse al ocurrir reacciones proteína-proteína vía intercambio de disulfuro, o su reversión a sulfhidrilos. ph: Diversos estudios han mostrado que las proteínas que estabilizan espumas son más estables en el ph isoeléctrico de la proteína que en cualquier otro ph, si no hay insolubilización. La clara de huevo presenta buenas propiedades espumantes en un ph de 8-9 y su punto isoeléctrico es en el ph de 4-5. En el ph isoeléctrico o cerca de éste, la reducida presencia de interacciones de repulsión promueven interacciones favorables proteína-proteína y la formación de una película viscosa en la interfase, lo que favorece tanto la capacidad de espumado como la estabilidad de la espuma. Sales: El efecto de las sales sobre las propiedades espumantes de las proteínas depende del tipo de sal y las características de solubilidad de la proteína en esa solución salina. La capacidad de espumado y la estabilidad de la espuma de la mayoría de las proteínas globulares, como albúmina sérica bovina, albúmina de huevo, gluten y proteínas de soja, aumentan conforme se incrementa la concentración de NaCl. Este comportamiento se atribuye generalmente a la neutralización de las cargas por los iones. Azúcar: La adición de sacarosa, lactosa y soluciones azucaradas pueden perjudicar la capacidad espumante, pero mejorar la estabilidad de la espuma, pues incrementan la viscosidad de la fase dispersante y se reduce la velocidad de drenado del fluido de la lamela. Presencia de grasas: Los lípidos, especialmente los fosfolípidos, cuando se presentan en una concentración mayor al 0.5% afectan desfavorablemente las propiedades espumantes de las proteínas, debido a que su superficie es más activa que la de las proteínas, se adsorben en la interfase aire-agua compitiendo con las proteínas e inhiben su adsorción durante la formación de la espuma. La película de lípidos no es cohesiva ni viscoelástica, por lo que no puede resistir la presión interna de las burbujas de aire, las que se expanden y se colapsan durante el batido. 2
MATERILES Y MÉTODOS: Materiales: Claras de huevo Azúcar común Jugo de limón Yema de huevo Batido: Probeta de 25 ml Embudo y gasa Espumómetro Batidora y balanza 1. Separar la clara de la yema de cuatro huevos. Agitar suavemente las claras para homogeneizar sin provocar espumado. 2. Pesar 30 g de clara y 10 g de agua destilada (control). 3. Colocar todo en un recipiente y comenzar a batir, para generar la espuma, utilizando la batidora a velocidad 3 durante 3 minutos. 4. Colocar la espuma formada dentro del embudo (figura 1) y medir el volumen escurrido a diferentes tiempos (5, 10, 15 y 20 minutos). Tomar una pequeña muestra y observar al microscopio a tiempo 0 y 20 minutos.. Hacer foco utilizando un aumento de 10X y tomar foto. Figura 1: Sistema para medir el volumen de líquido drenado de la espuma en el tiempo. 3
5. Repetir el ensayo para las siguientes muestras: 30 g de clara + 10 g de agua + 25 g de azúcar al inicio 30 g de clara + 10 g de agua + 25 g de azúcar a los 2 minutos de batido 30 g de clara + 10 g de agua + 2 g de sal al inicio 30 g de clara + 10 g de agua + 2 g de yema al inicio 30 g de clara + 10 g de agua + 2 g de limón 6. Realizar una gráfica de volumen escurrido (ml) versus tiempo (min) para las diferentes muestras y analizar los resultados. 7. Comparar la distribución de tamaño de burbujas y el tamaño de las lamelas de microscopía. Burbujeo: 1. Separar la clara de la yema de dos huevos. Diluir la clara al cuarto con agua destilada y agitar suavemente para homogeneizar sin provocar espumado. 2. Tomar 20 ml (control) y colocar en vaso conductímetro del espumómetro (figura 2). 4
Figura 2: Espumómetro. 3. Encender el conductímetro y a los 30 s iniciar el burbujeo. 4. Finalizar el burbujeo cuando la altura de espuma sea de 12 cm. 5. Repetir el ensayo para las siguientes muestras: 5 g de azúcar y llevar a 20 ml con la dilución de clara. 5 g de sal y llevar a 20 ml con la dilución de clara. 2 ml de yema y llevar a 20 ml con la dilución de clara. 2 ml de limón y llevar a 20 ml con la dilución de clara. 6. Graficar volumen de líquido en la espuma versus tiempo y determinar tiempo de vida media de drenado. 5
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