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Emulgentes

Emulgentes
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Campo al que perteneceAlimentación

Emulgentes. Aditivos que añadidos a los productos alimenticios, tienen como fin mantener la dispersión uniforme de dos o más fases no miscibles.

Características

Los agentes emulgentes constituyen la segunda categoría de aditivos alimentarios empleados como agentes de textura. Estos están constituidos por sustancias anfiófilas en las que su estructura química contiene, a la vez, funciones hidrófilas y funciones hidrófobas. Esta estructura química particular le confiere propiedades emulgentes, puesto que se sitúan en la interfase aceite/agua y contribuyen a aumentar la estabilidad de un sistema termodinámicamente estable.

Las sustancia alimenticias son sistemas múltiples constituidos principalmente por agua, macromoléculas glúcidas, proteínas, sales minerales y materias grasas sólidas o líquidas. El papel de los agentes emulgentes sobrepasa su poder emulsionante, en razón de este carácter anfiólico y en numerosas ocasiones se emplearán los emulgentes en otras funciones, como la posibilidad de formar complejos con el almidón y las proteínas o también, como agentes de control de la cristalización de materias grasas.

Orígenes y estructura química

Con excepción de la lecitina que es fosfolípido, todos los emulgentes son ésteres parciales de ácidos grasos, de polioles y/o con otros ácidos orgánicos. Las materias primas empleadas son grasas animales (tocino, cebo) o aceites vegetales. Estos ésteres se preparan por reacciones químicas con el empleo de catalizadores.

Monoglicéridos

Los monoglicéridos y mono-diglicéridos constituyen la principal categoría de agentes emulgentes de uso alimentario.

Existen diversos métodos para su fabricación, el más corriente está basado en una reacción de transesterificación, entre un triglicérido y glicerina, a alta temperatura (200-250 °C), en presencia de un catalizador. Las materias primas son tocino, cebo, aceite de algodón y de girasol. En general estas materias grasas han sido hidrogenadas previamente, a fin de saturar sus ácidos grasos.

Monoglicéridos esterificados por un ácido orgánico

A partir de monoglicéridos destilados, es posible obtener los derivados ácidos de monoglicéridos. Las más corrientes son los derivados obtenidos a partir de los ácidos grasos como el ácido cítrico, el ácido láctico, el ácido acético, el ácido tartárico.

Como los monoglicéridos, estos compuestos son solubles en las sustancias grasas e insolubles en el agua. Pueden ser usados para mejorar la estabilidad de emulsiones preparadas con emulgentes clásicos.

Sacaroésteres y sacaroglicéridos

Los sacaroésteres se obtienen de los ácidos grasos por esterificación directa con la sacarosa o con los ésteres metílicos de los ácidos grasos.

Sus propiedades constituyen un factor favorable para su uso en fórmulas alimentarias. Se trata de mezclas relativamente hidrogenadas, fáciles de disolver en agua. Su sabor es menos pronunciado que el de los monoglicéridos y son fácilmente hidrolizables por la acción del calor.

Son utilizados en cremas, helados, productos de cocción al horno, margarinas, salsas emulsionadas.

Ésteres de propilenglicol

Consiste esencialmente, en mezclas de mono y diésteres de propano con ácidos grasos obtenidos a partir de aceites y grasas alimenticias. La diferencia fundamental en relación con los monoglicéridos se sitúa a nivel de estructura química de poliol; el propilenglicol tiene dos funciones alcohólicas , mientras que la glicerina tiene tres. Se trata por ello de moléculas menos hidrófilas que las de monoglicéridos de ácidos grasos.

En mezcla con monoglicéridos destilados, estos ésteres forman sistemas estables bajo la forma α y tiene su papel en confitería y pastelería.

Ésteres poliglicéricos de ácidos grasos

La deshidratación al vacío y en caliente de la glicerina, en presencia de un catalizador produce una mezcla de gliceroles polimerizados. Es posible tener ésteres muy hidrófilos o muy hidrófobos, según el grado de polimerización de la glicerina. Por el hecho de la gran diversidad de propiedades, estos agentes emulgentes son susceptibles de un gran número de aplicaciones.

Los ésteres lipófilos se pueden emplear para preparar emulsiones de agua en aceite y también, modificar las características reológicas del chocolate fundido, en unión a la lecitina. Los ésteres hidrófilos se usan en la preparación de productos de panadería, en el glaseado de la margarina, postres, etc.

Derivados del ácido láctico

Los más corrientes son los estearil-lactilatos de sodio y de calcio. Se obtienen por esterificación del ácido láctico polimerizado con el ácido esteárico.

Estos agentes tensioactivos se emplean principalmente en panificación para mejorar las características reológicas de la masa, la textura de la miga, el volumen del pan y prolongar el tiempo de frescura.

Fosfolípidos (lecitinas)

Es muy conocido el papel de la lecitina de yema de huevo en la estabilización de las emulsiones de aceite y agua.

Los usos alimentarios de los fosfolípidos naturales son muy diversos en panadería, chocolatería, productos instantáneos, margarinas, etc.

En el caso del chocolate es muy conocida la adición de lecitina que permite modificar las características reológicas del chocolate fundido y de economizar otras materias grasas costosas, como la manteca de cacao. Además estos productos se consideran antioxidantes, propiedad que se debe a las trazas del tocoferol presentes en el aceite soporte.

Características y funciones

Características físico-químicas

Solubilidad

La eficacia de un emulgente está asociada a su solubilidad en una de las dos fases. De manera general, se puede considerar que un emulgente debe ser bastante soluble en la fase continua. Así para estabilizar una emulsión de aceite en agua, el emulgente debe ser, a priori, hidrosoluble.

Mesomorfismo

La eficacia de un agente emulgente en la formulación de un producto alimenticio está condicionada por el estado físico en el cual se encuentra.

Se sabe que este estado físico depende de la estructura química y de los parámetros esenciales, temperatura y contenido de agua, que determinan la organización de las cadenas lipídicas, las unas frente a otras. Se describe por esto, para cada tipo de emulgente, diferentes estructuras características, llamadas mesofases. Este polimorfismo ha sido descrito de manera muy detallada como mesofases laminares, mesofases hexagonales y mesofases cúbicas.

Funcionamiento de los agentes emulgentes

Estabilización de las emulsiones

La propiedad fundamental de la estabilización está fundada sobre el carácter anfiólico de la molécula. Se trata de estabilizar un sistema compuesto de dos o más fases no miscibles. El emulgente es absorbido en la interfase aceite-agua, lo que tiene por efecto disminuir la tensión interfasial.

Estabilización de espumas y esponjados

El modo de acción de los emulgentes en los sistemas aéreos está igualmente unido a su mesomorfismo. Se trata, generalmente de medios complejos emulsionantes compuestos esencialmente por materias grasas y proteínas.

En el caso de espumas, como las cremas batidas, la función del emulgente es para contribuir a dar un volumen importante, una textura correcta y asegurar la estabilidad contra la sinéresis.

La cohesión de la emulsión esponjada es, para asegurar por la aglomeración de glóbulos grasos, la formación de una redecilla en el interior de las laminillas de la espuma. Son los emulgentes de tendencia α los más eficaces para favorecer la aglomeración de materias grasas

Formación de complejos con las macromoléculas

La formación de complejos entre ciertos emulgentes y el almidón y/o las macromoléculas proteicas constituyen una de las bases esenciales del empleo de los emulgentes en la tecnología alimentaria, particularmente, como agentes antiendurecedores o agentes acondicionantes de las masas en los productos de cocción, tales como, productos de panificación.

Control de cristalización de las materias grasas

Los caracteres sobre los cuales se basa no descansan sobre las propiedades tensioactivas. De hecho, los mejores agentes de control del estado cristalino de las materias grasas presentan muy poca actividad de superficie. Las características más importantes a considerar en el comportamiento cristalino son la solubilidad de las grasas desde el punto de vista de fusión.

Los monoglicéridos son más eficaces, desde el punto de vista de aireación de las masas de repostería y también para la complejación del almidón.

Utilizaciones alimentarias

En las cremas heladas los emulgentes garantizan una correcta desemulsificación de las materias grasa.

En las salsas emulsionadas el emulgente se absorbe en la interfase aceite-agua y evita la coalescencia entre las gotitas de aceite.

En los productos de cocción al horno, se diferencia en el caso de los productos fermentados, donde tiene efecto antiendurecedor y efecto condicionante de la masa. Para los productos esponjados químicamente puede contribuir al crecimiento de la masa.

En el caso de la fabricación de un pastel puede llevar a uno o varios resultados como: volumen más elevado mejor calidad organoléptica, mejor estructura de la miga, miga más esponjosa, limitado endurecimiento.

Fuentes

  • Aditivos y auxiliares de fabricación en las Industrias Agroalimentarias. Ed Acribia, Zaragoza (España).
  • Guía de aditivos. Ed Acribia, Zaragoza (España).
  • Aditivos alimentarios y la reglamentación de los alimentos. Editorial Universitaria, Santiago (Chile).