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Ciencia en la cocina: Emulsiones. Qué son y cómo hacerlas

La cocina es un arte que se nutre de creatividad, tradición e innovación. Sin embargo, detrás de cada delicioso plato hay también un complejo baile de principios científicos. Del horneado a la fermentación, de la levadura a la formación de emulsiones, la ciencia impregna todos los aspectos de nuestras preparaciones culinarias cotidianas.

En este artículo exploraremos una de estas maravillas científicas: las emulsiones. A menudo ignoradas en su complejidad, las emulsiones son la base de muchas de nuestras salsas favoritas, vinagretas aromáticas y suntuosas cremas. Detrás de su aparente simplicidad se esconde un equilibrio de reacciones químicas.

A través de este viaje por la ciencia de las emulsiones, descubriremos cómo los agentes emulsionantes trabajan en armonía con los líquidos, las grasas y el agua para crear y mantener estas preciosas mezclas de aceites y aguas.

Prepárese para sumergirse en el mundo de las emulsiones en la cocina, donde las habilidades manuales y la ciencia se dan la mano para satisfacer no sólo el paladar, sino también la mente curiosa de aquellos a los que les gusta explorar los secretos de la gastronomía.

¿Qué es una emulsión?

Lo que todas las emulsiones tienen en común es la presencia de un alimento graso y otro de base acuosa. Sabemos que dos líquidos se mezclan uniformemente entre sí si son a base de agua, como el té helado y el café (qué asco), o si son a base de grasa, como la mantequilla y el aceite. Por el contrario, si intentamos poner agua y aceite en un vaso, no se mezclarán. Se dispondrán en dos «fases», con la más gruesa asentándose en el fondo.

Laemulsión es producto del forzamiento, consigue hasta cierto punto mezclar alimentos que por su propia naturaleza no están relacionados.

¿Cómo es posible? No hace falta ser un maestro de la cocina equipado con mil artilugios tecnológicos, y al final del artículo encontrarás algunas recetas sencillas que puedes hacer en tu propia cocina para quedar genial en tu próxima cena con amigos.

Puede parecer curioso, pero tratamos con emulsiones mucho más a menudo de lo que pensamos. Los ejemplos más populares de emulsión en la cocina son:

  • Mayonesa: emulsión de aceite y limón -o vinagre- a la que se añade yema de huevo para espesar.
  • La
    vinagreta
    aderezo para ensaladas o verduras, a base de aceite y vinagre
  • La
    citronette
    a base de aceite y zumo de limón o naranja, perfecta para platos de pescado crudo o cocinado, pero también para el pollo

Otros ejemplos menos sospechosos son la mantequilla, obtenida por agitación mecánica a partir de la nata, pero también la Nutella, en la que encontramos aceite y leche desnatada, además de cacao y avellanas.

Pero las emulsiones no sólo abarrotan las neveras y los mostradores de los supermercados. De hecho, se utilizan en muchos sectores industriales, como el farmacéutico y el cosmético.

¿Cuántos tipos de emulsión existen?

Para hacer una emulsión, como hemos dicho, se necesita un elemento graso y otro acuoso. Por supuesto, también habrá otras sustancias, sabores, aromas y moléculas, pero químicamente esa es la base. Para definir las emulsiones, ahora debemos dar los nombres correctos a las fases que de alguna manera deben mezclarse, que son:

  • Fase continua: es el ingrediente normalmente presente en mayor cantidad, cuyos componentes son continuos entre sí por ser más abundantes.
  • Fase dispersa: es el ingrediente que se dispersa dentro de la fase continua, formando pequeñas gotitas que nadan en su interior. No se tocan si la emulsión es estable

La mantequilla contiene más grasa que agua, por lo que se dice que es unaemulsión «agua en aceite«(A/A), lo que sugiere que la parte grasa, que para simplificar siempre se denomina aceite, está presente en mayor cantidad. Por el contrario, alimentos como la nata, la leche, los aliños para ensaladas, la mayonesa y las cremas son emulsiones «aceite en agua» (O/W). En la nata, por ejemplo, la cantidad de grasa varía del 10% al 40%, siendo el resto solución acuosa.

Podríamos detenernos ahí y sería suficiente, pero ¿por qué privarnos de la belleza de descubrir que también existen múltiples sistemas de emulsión, como el aceite en aceite (o/w/o) y el agua en aceite-agua (w/o/w)? Esta última, por ejemplo, consiste en gotas de agua dispersas en gotas de aceite más grandes que siguen dispersas en una fase acuosa continua.

Estas emulsiones tienen ventajas que se aprovechan en muchas aplicaciones, como el control de la liberación de una sustancia, la reducción del contenido global de grasa en un producto o el aislamiento de una sustancia de otra con la que normalmente reaccionaría.

tipos de emulsiones: agua en aceite, agua en aceite, agua en aceite, agua en aceite

La ciencia de las emulsiones

Hemos definido así que las emulsiones son sistemas formados por ingredientes, fases, que no están relacionados entre sí, uno de los cuales se dispersa en el otro en forma de gotitas. Pero, ¿cómo se hace? ¿Cómo se mezclan dos sustancias que no están relacionadas? El método más sencillo para obtener una emulsión es… laagitación mecánica.

Así es, la grasa de los codos y unas herramientas rudimentarias bastan por sí solas para hacer los primeros experimentos en casa. Lo vemos en todos los vídeos de las redes sociales que proponen recetas de mayonesa casera utilizando una batidora de inmersión o un batidor de mano. Sea cual sea el instrumento disponible, a nivel físico poco cambia: estamos forzando mecánicamente esta unión. Y no pasa nada si tenemos que consumir estos alimentos a corto plazo, el efecto final funcionará.

Tensión

En este equilibrio precario e inestable entra en juego una fuerza: la tensión interfacial de las sustancias que componen la emulsión. Se crea una gran tensión entre dos líquidos como el agua y el aceite, debido a que las grasas son sustancias no polares y el agua es polar.

Por su propia naturaleza, estarían al otro lado del mundo. No importa cuán mecánicamente forcemos su unión…

¿Cuánto puede durar este equilibrio?

El forzamiento físico no borrará sus incompatibilidades, por lo que con el tiempo las dos fases tenderán a separarse. Si ha preparado vinagreta en casa, sin duda se habrá dado cuenta de que una vez que rocía la ensalada con el aliño, los componentes tienden a separarse rápidamente. Se ve a simple vista.

¿Cómo podemos reducir esta tensión y hacer que nuestras emulsiones duren más?

Emulsionantes

Hay moléculas con propiedades especiales que consiguen precisamente eso. Se llaman, casualmente, emulsionantes o tensioactivos. Sus moléculas constan de una cabeza polar y una cola apolar. En otras palabras, en la misma molécula coexisten una parte acuosa, la parte polar, y una parte oleosa, la parte no polar. Sabemos que los compuestos similares se mezclan bien, así que podemos imaginar que esto es exactamente lo que ocurre. Una parte del emulsionante se une al agua, la otra al aceite: de este modo, mantiene las dos fases distantes entre sí pero… juntas, en un buen equilibrio. Reduce esta tensión de interfaz porque forma una película, una capa protectora, alrededor de las gotitas de la fase dispersa.

la acción de los emulsionantes para mantener las emulsiones durante más tiempo

Hay muchos alimentos en la cocina que actúan como emulsionantes: la mostaza y la fécula de patata, o el almidón de maíz, la yema de huevo son buenos ejemplos. La cola de pescado, las proteínas del suero y las caseínas de la leche, así como los almidones, se utilizan con frecuencia en la industria alimentaria.

En resumen, en ausencia de tensioactivos, el sistema tiende con el tiempo a volver a su configuración más «natural», separándose. Con la presencia de un emulsionante, este proceso se restringe en gran medida. Con el tiempo, sin embargo, la estabilidad también se resentirá. Aunque mucho más lentamente, las dos fases tenderán a separarse. Notamos este efecto en tarros de mantequilla de cacahuete o Nutella abandonados en los armarios durante meses: una capa de aceite se desprende de la superficie.

La estabilidad de las emulsiones

Varios factores pueden influir en la estabilidad de las emulsiones y puede producirse de varias maneras. Los factores que influyen son, por ejemplo, la temperatura, cuyo aumento corresponde a una mayor velocidad de separación de fases, el pH y la presencia de sales.

Cuando las fases se separan, lo que ocurre a nivel microscópico es que las gotitas de la fase dispersa empiezan a juntarse, formando gotitas progresivamente más grandes. Si éstas son más ligeras que la fase continua, ascenderán formando una capa superficial lisa y compacta. Hay al menos tres formas diferentes de que esto ocurra:

      • las gotas pueden permanecer muy pequeñas y separadas unas de otras, pero se juntan todas y suben a la superficie
      • las gotitas se fusionan, se hacen gradualmente más grandes y suben a la superficie

Cuando se oye el término «nata por afluencia «, se hace referencia al proceso natural por el que la parte grasa de la leche se separa de la fase acuosa, subiendo a la superficie, y luego se recoge y se utiliza en la cocina.

Emulsiones en la cocina: tres recetas para probar

Después de toda esta teoría seguro que tenemos hambre, ¡así que es hora de meter las manos en la masa!

Te dejo con las recetas de tres emulsiones para que pruebes en casa, que puedes hacer utilizando un batidor manual o eléctrico o una batidora de inmersión. Si tienes un recipiente pequeño con un buen tapón, ¡incluso una bonita coctelera te servirá! Hice mantequilla en casa con una botella de plástico y diez minutos de samba en el salón.

Vinagreta

  • 2/3 aceite
  • 1/3 de vinagre de vino o vinagre balsámico
  • 1 pizca de sal

Citronette

  • 2/3 aceite
  • 1/3 de limón u otro cítrico
  • 1 pizca de sal

En cada una de estas preparaciones se puede añadir pimienta, hierbas como orégano, perejil y romero. Y si lo desea, pruebe a añadir un poco de emulsionante, como mostaza, para observar la diferencia en el tiempo de separación.

Salsa bernesa

  • 50 g de mantequilla derretida
  • 25 ml de vinagre de vino blanco
  • 1 yema
  • pimienta de cayena
  • 1 cucharadita de estragón
  • granos de pimienta
  • salas
  • zumo de limón al gusto
  1. Picar finamente el estragón, si es fresco, y secarlo con una servilleta;
  2. Ponemos el vinagre, las chalotas y la mitad del estragón, junto con un poco de sal y pimienta en grano, en un cazo de acero. Encender y dejar reducir a poco más de la mitad;
  3. Retiramos del fuego, filtramos y dejamos enfriar el agua aromatizada;
  4. En un cazo, empezamos a batir las yemas con una batidora eléctrica, incorporando el vinagre y la infusión de chalota en un chorrito;
  5. Cuando empiece a hacer espuma, ponerlo al baño maría en agua ya caliente y seguir batiendo. Tenga cuidado de no sobrepasar los 60°C, de lo contrario el huevo se coagulará y desarmará nuestra salsa;
  6. Una vez que la salsa esté bien batida, añadir la mantequilla derretida, poco a poco, trabajando hasta que la mezcla haya alcanzado una consistencia lisa y homogénea;
  7. A continuación, pasamos la salsa a un bol, salpimentamos y completamos con el estragón sobrante y unas gotas de limón.

Fuentes

D.J. McClements. Emulsiones alimentarias: principios, prácticas y técnicas, tercera edición. Taylor & Francis Group, 2016.

S.M. Jafari y D.J. McClements. Formulación, aplicaciones y caracterización de nanoemulsiones. Academic Press, 2018.

J.S. Komaiko y D.J. McClements. Formación de nanoemulsiones alimentarias mediante métodos de preparación de baja energía: revisión de los métodos disponibles. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 15(2):331-352, 2016.

La química en la cocina: emulsiones, suspensiones, geles. Patrizia dall’Antonia, Nadia Gasparinetti

https://bressanini-lescienze.blogautore.espresso.repubblica.it/2010/11/09/emulsioni/

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