Ingeniería gastronómica. José Miguel Aguilera
líquida es fundamental que exista un líquido y un gas, pero esto no basta, como hemos comprobado muchas veces al batir agua pura con una cuchara. Es necesario que “algo” se ubique en la interfase entre la burbuja y el líquido y estabilice la espuma. Como es de conocimiento común, si se agrega una gotita de detergente de cocina al agua se forma una espuma abundante. La formación de espumas también tiene que ver con la tensión superficial del líquido. En contacto con el gas, la tensión superficial del agua pura es bastante alta por lo que es necesario añadir un surfactante (también conocido como agente tensoactivo) para que sea más fácil formar la espuma.
Los alimentos aireados, como se les conoce también a las espumas alimentarias, existen en la confitería, productos de horneo, snacks y cereales de desayuno, helados y bebidas.55 ¿Cuánto aire se puede comprar? Bueno, 95% en las cabritas o popcorn, 90% en un merengue, 70% en el pan, 50% en un helado de crema y 40% en una barra de chocolate aireado, razón por la cual algunos de estos alimentos se venden por volumen (por ejemplo, el helado por litro). Las espumas se pueden generar de varias maneras: batiendo aire dentro de una fase líquida (helados y merengues), fermentando con levaduras que producen CO2 (pan), a partir de la reacción química de polvos de hornear (queques y galletas), bajando la presión de un líquido sobresaturado con gas (cerveza y champagne) o por expansión bajo vacío (chocolate aireado).
Hay tres tipos de inestabilidades que ocasionan el colapso y la muerte de una espuma. Primero está el llamado desproporcionamiento, en que el gas tiende a difundir desde las burbujas chicas (donde está a una presión mayor) hacia las grandes, con lo que crece continuamente el tamaño de las burbujas. Por esta razón hay bastante interés en desarrollar tecnologías que produzcan espumas con burbujas de tamaño uniforme (o monodispersas) que minimicen este fenómeno. Luego existe el drenaje de líquido en las lamelas o finas películas líquidas que separan a las burbujas, que se soluciona parcialmente aumentando la viscosidad de la fase líquida, por ejemplo, agregando algún polímero. Por último, está la coalescencia o fusión de burbujas al romperse las lamelas que las separan y en este caso lo recomendable es usar un surfactante que otorgue mayor elasticidad o protección a las interfases.
Respecto a los gases, hay siete cuyo uso como aditivos en forma pura está permitido comercialmente por la Unión Europea: oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono, nitrógeno, óxido nitroso, helio y argón.56 De estos, sólo el óxido nitroso no está presente en cantidades significativas en el aire que respiramos (¡pero sí lo están gases tóxicos producto de la combustión y contaminación, y que no queremos agregar!). Los gases son solubles en líquidos y al subir la presión la cantidad de gas disuelto aumenta. Por esta razón no vemos burbujas de CO2 en las botellas de gaseosas que están a una presión de 1,2 atmósferas (20% más que la presión atmosférica) cuando están frías, y casi al doble a 20ºC. Para comparar, la presión de un neumático de auto es casi 2 atmósferas, equivalentes a las 28 a 30 libras por pulgada cuadrada, que es al número a que apuntamos cuando queremos inflarlos. Distintos gases tienen diferente solubilidad en un líquido y esto influye en la formación de las burbujas, como se aprecia al abrir una lata de cerveza Guinness que genera una espuma cremosa y fina debido al nitrógeno que es dispensado desde un receptáculo especial.
Un poco de trivia tecnológica relativa a espumas alimentarias. Las espumas de clara de huevo, fundamentales en los merengues y suflés, son bastante estables porque una fracción de las proteínas en las claras, entre ellas las globulinas, se denatura por el batido y migra a la interfase de las burbujas estabilizándolas para que no se rompan. Otra fracción importante representada por la ovoalbúmina (54% del total de proteínas) no se modifica por la acción mecánica y le otorga una alta viscosidad al líquido que se ubica entre las burbujas, retardando el drenaje. Durante la cocción la ovoalbúmina se denatura por el calor y vuelve rígida la estructura. Pero hay más. Cuando las claras de huevo se baten en un recipiente de cobre se forma un complejo entre los iones de este metal y otra proteína, la conalbúmina, lo que vuelve más estable a la espuma.57 Aunque se dice que la yema de huevo y el aceite atentan contra un buen batido de la clara de huevo, pues compiten con la proteína por llegar a la interfase aire-líquido de las burbujas, hay interfases de espumas que se estabilizan exclusivamente con lípidos. Tal es caso de la crema batida donde la acción mecánica produce la ruptura de la membrana que rodea los glóbulos de grasa en la crema líquida (sección 2.9) y provoca la salida de grasa líquida que actúa como pegamento entre los glóbulos que se posicionan en la interfase con las burbujas. Una recomendación es enfriar la crema en el refrigerador antes de batirla y así reducir la proporción de grasa líquida en el interior de los glóbulos de grasa (que aumenta con la temperatura hasta que se derriten totalmente a 32ºC). Puesto que muchos glóbulos de grasa (la crema es 30% lípidos) se van a ubicar en las interfases de las burbujas, como se muestra en la figura 2.4, es conveniente que estén más sólidos y no se deformen para otorgar una mayor rigidez de la espuma.58
FIGURA 2.4. Microestructura de la crema de leche batida observada con un microscopio electrónico de barrido en condiciones de congelación. Nótese la profundidad de campo de esta técnica, que permite ver el interior de las burbujas de aire. Se pueden apreciar los glóbulos de grasa entre las burbujas y algunos que se asoman hacia el interior de las burbujas, el que se sella con la grasa líquida.
2.7. Gel o no gel
Entre las estructuras vivientes más curiosas están los peces gelatinosos (jellyfish) y las medusas. Su apariencia transparente se debe a que carecen de esqueleto y prácticamente son una solución acuosa con tan solo 1% de materia orgánica. Los orientales los comen y son materias primas muy preciadas.59 El interior de nuestras células o citoplasma tiene en buena medida la estructura de los peces gelatinosos. La manera de conseguir que el agua exhiba un comportamiento semi-sólido es “sujetarla” con una matriz polimérica tridimensional que sea capaz de “disolverse” o hincharse en el medio acuoso, lo que se conoce como gel. Un gel es lo más parecido a tener agua sólida a temperatura ambiente, pues estas estructuras suaves y autosoportantes pueden llegar a tener del orden de 98 partes de líquido y sólo dos partes de sólido. El proceso de gelificación es similar a una solidificación donde el cambio de fase ocurre desde una solución llamada sol al estado de gel. Los geles son importantes en la cocina para formar estructuras cuasi-sólidas, delicadas y transparentes, o para retener agua y atrapar exudados.
La matriz de un gel debe estar formada por una red, ya sea de un polímero (colágeno en la gelatina, alginato, etc.) o de cadenas de agregados proteicos que se unen como en un collar de perlas (caseína, albúmina de clara de huevo). Dentro de esta red queda atrapada el agua o una solución (figura 2.5). Lo importante es que las largas cadenas de polímeros o de agregados estén unidas en algunos puntos o zonas de entrecruzamiento que restrinjan el movimiento local y den estabilidad a la estructura. Polímeros como los alginatos forman zonas de entrecruzamiento con iones de calcio (Ca+2) que actúan como puentes entre moléculas adyacentes del polímero, mientras algunos carragenatos lo hacen en presencia del ión potasio (K+). En los geles proteicos el mecanismo es básicamente a través de atracciones hidrofóbicas (sección 2.2). Tanto los ingredientes que forman geles como los mecanismos de gelificación, es decir, de la transición de sol a gel, son muy variados y se recomienda consultar una fuente especializada.60 Hay geles que se forman después de enfriar una dispersión caliente como, por ejemplo, los de gelatina y κ-carragenato. En general, las proteínas globulares como aquellas de la clara y yema de huevo, soya, suero de queso, etc. forman geles no-reversibles por calentamiento (por ejemplo, un huevo duro). Lo que se requiere es que primero la proteína se desdoble o denature, se formen agregados muy pequeños (de menos de 1 μm de diámetro) y luego interaccionen entre ellos formando cadenas. El pH y la fuerza iónica del medio (dada por la concentración de sales disueltas) juegan un rol fundamental en la consistencia y transparencia u opacidad de estos geles. Con un poco de ayuda del laboratorio es posible hacer un gel transparente de clara de huevo.61
El yogurt es un gel que se produce por la acción