Bases físicas y químicas para el manejo de los alimentos Mónica Villar Técnicas Dietéticas y Culinarias

INTRODUCCION • Para el estudio de este tema se tratará los alimentos como el sistema en estudio y el o los recipientes así como cualquier elemento auxiliar que posibilite el manejo o modificación de los mismos constituirán en entorno.

MATERIA

ENERGIA

CALOR

TRABAJO

ENERGIA • La energía brindada por los alimentos es energía química. • Producto del rompimiento de los enlaces de átomos de igual o diferente clase. • Se expresa en Kcal (1000cal) o Kjoule (1000joules), especialmente si es utilizada para cálculos nutricionales. • La energía liberada por los alimentos es energía potencial que se transforma en cinética que a su vez se transforma en calor.

Sistemas alimentarios • Las preparaciones alimentarias (sistemas alimentarios), deberán ser consumidos previa realización de algún tipo de modificación desde la higiene hasta las procesos mas complejos. • Para interpretar bien las transformaciones, así como para plantearse objetivos alimentarios, es importante conocer las propiedades físicas y químicas de los sistemas alimentarios.

PAPA

PELADO

CORTADO

COCCIÓN

FILTRADO

ESURRIDO

TRITURADO

CONDIMENTADO

PURE

MASA Y PESO • Los alimentos contienen masa. • La masa es el cociente entre el peso de un cuerpo y la aceleración de la gravedad (g), en el lugar en donde se realiza la medición • El peso puede variar pero la masa es constante. • El peso se expresa en gramos o kilogramos. • Las unidades de masa se expresan en kilogramo fuerza o Newton.

SUSTANCIA • Es cada una de las clases de materia que componen un sistema. • Las sustancias pueden ser puras (agua, alcohol), o no puras (petróleo, aceite). • Las sustancias puras tienen propiedades intensivas como densidad o punto de fusión (agua). • Las no puras tienen una serie de valores encerrados en un intervalo numérico dado por un máximo y un mínimo (aceite). • Tanto la densidad, a una temperatura dada, como el punto de fusión, el punto de ebullición u otra constante física, son útiles para evaluar o comprobar la pureza de una sustancia.

DENSIDAD • La materia (alimento), además de poseer masa y peso, también posee volumen. • El volumen se puede medir en cm3,m3, etc. • Densidad es el cociente entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa la misma. • Los gases varían la densidad según la temperatura. • Ejemplo, biscocho mientras se hornea. • La misma masa a diferentes temperaturas ocupa diferentes volúmenes • Los valores se expresan en g/cm3; kg/m3, etc.

DENSIDAD • Las mediciones en alimentos son complejas. • Los alimentos pueden presentar poros o tienen aire en su interior, o pueden estar granulados o el polvo. (alimentos cocidos) • Existen densímetros específicos para la medición de la densidad en algunos alimentos. • En un sólido se puede medir sumergiendo el alimento (papa), en agua. • El alimento deplazará un volúmen de agua igual al volúmen del sólido. • Se mide la diferencia entre la altura del agua con y sin la papa.

VISCOSIDAD • Es el rozamiento interno de un fluido o la resistencia de un fluido al roce. • Está influenciada por el roce entre las capas del fluido y el recipiente con el fluido. • Esta mas enfocada a alimentos que deben tener consistencias cremosas, semisólidas o semilíquidas como el yogur bebible, el flan, postres lácteos, etc. • En los alimentos va a influir el equipo adecuado, la temperatura y el tiempo. • Implica la calidad sensorial del alimento.

PRESION DE VAPOR • Al evaporarse un líquido, el vapor que se forma ejerce presión sobre su superficie. • Al incrementar la temperatura de una molécula de agua, la presión de vapor va incrementando hasta que el agua entra en ebullición. • El equilibrio del sistema se desplaza a la fase de vapor. • En altura el punto de ebullición será menor que a nivel del mar. • Al cocinar dos alimentos idénticos a presión y convencionalmente, será mas rápido a presión. • Las moléculas a presión deben aumentar la temperatura para vencer la presión y menor será el tiempo de cocción.

Calor y Temperatura • El calor es muy importante en el manejo de los alimentos. • La Temperatura es la medida de la energía cinética y el calor es la cantidad de energía calorífica que posee el sistema • La cantidad de calor que posee un cuerpo depende de su masa. • Porqué no es lo mismo freír 100 g de papa en 200 cc3 de aceite que 100 g de papa en 1000 cc3 de aceite a la misma temperatura.? • La temperatura se mide en grados centígrados o Celsius o en grados Farenheit o Kelvin.

Calor y Temperatura • Escala de temperaturas: 0° C = 32 ° F 0 ° K = Es el cero absoluto 0 ° C = 273 ° K

Deber investigación • Buscar las diferencias entre – – – – –

calor específico Capacidad calorífica Capacidad calorífica molar Calor de fusión Calor de vaporización

SISTEMAS DISPERSOS • Se define a todo sistema homogéneo o heterogéneo de composición definida, formado por mas de una sustancia. • Se clasifican en – – – – –

Homogéneos Heterogéneos Coloides Salsas Sopas

Sistemas Homogéneos • Soluciones: – Son sistemas homogéneos formados por dos o mas sustancias puras. – Fraccionables por métodos físicos o químicos (evaporación, destilación, cristalización). – El tamaño de las partículas no se visualizan al ultramicroscopio. – Pueden variar las propiedades intensivas si se cambian las condiciones físicas

Soluciones • Soluto: – Es el componente que se encuentra en menor proporción en la solución. • Solvente: – Es el componente que se encuentra en mayor proporción en la solución. • En soluciones de sólidos o gases en líquidos, el liquido suele ser el solvente. • Las soluciones se encuentran en formas diversas, la mas importante en la cocina las de sólidos en líquidos. • Según el grado de concentración, las soluciones se clasifican en saturadas y no saturadas.

Solución saturada • Es la que tiene la mayor cantidad de soluto que pueda admitir el solvente a una determinada presión y temperatura. • La solubilidad varía con la temperatura. Si una solución es saturada a una determinada temperatura, puede no serlo a otra distinta. • Existe un punto en que el solvente ya no disuelve mas soluto, es decir que la solución y el soluto no disuelto están en equilibrio. • Ejemplo: agua con azúcar

Solución sobresaturada • Es la que contiene disuelta una cantidad de soluto mayor que la correspondiente a una solución saturada. • Normalmente se obtiene de una solución saturada a una temperatura en donde no hay precipitado y al dejarse enfriar permanece en solución.

Solución no saturada • Es aquella que tiene disuelta menor cantidad de soluto que la correspondiente a la solución saturada a esa temperatura y presión. • El soluto se disuelve completamente • Esta puede ser: – Concentrada: cuando la cantidad de soluto disuelto está cercano a la de saturación – Diluida: cuando la cantidad de solución esta lejos a la saturación.

Sistemas Heterogéneos • Las propiedades intensivas no son iguales en todo el sistema. • Están formado por dos o mas faces – El medio dispersarte, que es el medio en que se hallan distribuidas las partículas. – La fase dispersa: – Formada por pequeñas particulas o micelas. – Ejemplos: Crema de leche batida, compuesta por 4 fases, gotitas de grasa, particulas de proteínas, burbujas de gas, agua

Tipos de Dispersiones Dispersión

Fase dispersa

Fase dispersante Ejemplo

Sol-gel

solido

liquido

Purés, gelatinas, geles de almidón

Emulsión

liquido

liquido

Leche, mayonesa

Espuma

gas

liquido

Merengue, espumilla

Espuma solida

gas

Solido

Miga de pan, helado

Aerosol

solido

gas

Humo

aerosol

liquido

gas

niebla

Dispersiones gruesas • Son las que se observan a simple vista. • Son de gran tamaño. – Agua en té de hiervas – Sopas de fideos – Salsas con trozos

Dispersiones Finas • Son visibles al microscopio. • Reciben distintos nombres según el estado físico en que se encentren: – Suspensiones: La fase dispersante es liquida y la dispersa es solida. – Ejemplo Harina en agua. Puede separase por filtración o centrifugación.

Dispersiones Finas: Emulsiones • Son dispersiones de dos líquidos inmiscibles. • La mayoría de las emulsiones alimentarias son mezcla de lípidos y agua. • Emulsiones de aceite en agua: leche, crema de leche, mayonesa, helados. • Emulsiones de agua en aceite: margarina, manteca. • Emulsionantes: es una tercera sustancia que ayuda a mantener las otras dos faces unidas y evitar que se separen, aumentando la estabilidad de la solución.

Emulsiones alimenticias • Lípidos de la leche, son una emulsión de aceite/agua estabilizada por la membrana de glóbulos grasos (TG, Fosfolipidos, LP). • Mayonesa, con 70% aceite, la yema de huevo contiene emulsionantes naturales (lecitina) • Emulsionantes naturales: Actúan como agentes espesantes, pectina, alginatos, agar, gomas • Emulsionantes sintéticos:

Sistemas Coloides • Es el sistema cuyo tamaño de particulas son intermedios entre las soluciones y las suspensiones. • No se denomina por la naturaleza de su sustancia sino por el estado de la materia. • Puede depender no solo de la sustancia disuelta si no también de solvente. • Se pueden presentar en estado liquido, soles, solido, viscoso, pastoso o geles.

Clasificación de Coloides • Sol: suspensión coloidal de partículas solidas en un liquido. • Gel; Es un sol, en que las partículas están organizadas dando rigidez y elasticidad a la mezcla. • Gelatina en agua caliente es sol, en agua fría es gel • Cuando es irreversible el proceso se llama coagulación.

Sistema Salsa • Pueden ser: – Dispersiones groseras (salsa de verduras) – Dispersiones finas (salsa blanca) – Emulsiones (salsas a base de huevos). – Soluciones (fondos). • Se utilizan para cambiar la presentación , sabor, aroma y valor nutricional de las preparaciones.

Componentes de las salsas • Contiene principalmente dos componentes: – Fase liquida: Leche, aceite, caldo, fondos, esencias, etc. En general la fase acuosa siempre es agua. – Fase de espesamiento: Carbohidratos como almidón, proteínas como gelatina, emulsionantes como yema de huevo. • Las salsa se pueden clasificar en: – Blancas – Pardas – De Huevo – Frías – Vinagreta, etc.

Sistema Sopas • Son sistemas alimentarios que pueden ser sistemas coloidales o suspensiones. • Las sopas pueden simples o ligadas: – Simples son las que se obtienen de la cocción de vegetales, cereales y legumbres. – Ligadas: • Sopa puré de vegetales acuosos • Sopa crema: con crema de leche al final de la preparación.