La cultura de una taza de café

Recuerdo cuando tenía unos años menos que una de las culturas de las fiestas navideñas , era la sobremesa con una buena charla en familia o con los amigos , acompañada de un buen café ,una copa de coñac y un buen puro , entre el estimulante café, el oloroso coñac y el embriagador humo de un buen habano , se podían tocar todos los temas ,los divinos y los humanos y el tiempo transcurría con el suave  placer de lo que verdaderamente tiene valor de aquello que queda en nuestros recuerdos y nos acompaña durante toda la vida.

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Pasados los años y como las ciencias adelantan que es una barbaridad, de aquello solamente queda el descafeinado con sacarina y algún amigo, cuando menos con artrosis.

La cafeína, el alcohol y la nicotina, han sido neutralizadas por los adelantos científicos y con ellas se han ido nuestros sueños y fantasías, no digo con esto que las ideas nuevas no sean las correctas, pero os aseguro que a mí me encantaban las viejas costumbres.

Del café lo que más me agrada es su sutil olor y su cálido sabor y con ellos me quedo, todo lo demás, como sus posibles propiedades preventivas tanto en la diabetes tipo 2 como en el Alzheimer, entran dentro del mundo de la especulación y mi misión se queda en la divulgación.

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Hemos pasado del puro placer de saborear una buena comida o un buen vino, como primera premisa a anteponer por delante las maravillosas propiedades curativas.

Primero se habló de  verduras, bayas , vino tinto, chocolate negro , café , de todos salen los maravillosos , radicales libres antioxidantes ,los conceptos de polifenoles y antioxidantes han pasado a ser los temas principales , recordar que hasta la multinacional Nestlé sacó el Nescafé Green , rico en polifenoles.

Señores yo no voy a dedicarme a criticar algo que a mí no me corresponde cualificar, lo que sí puedo decir como químico, es que el café sin tostar (grano verde) es bastante rico en compuestos fenólicos, para que sirven estos y hasta donde llegan sus propiedades es misión de otros.

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El café contiene más de 1000 compuestos aromáticos, los compuesto fenólicos, son el 12% en peso del grano sin tostar y se suelen degradar durante el tueste alrededor de la mitad, algunos se deshidratan a lactonas del ácido clorogénico de sabor amargo, otros participan en reacciones de Maillard dando nuevos compuestos que forman parte del aroma y le dan el color característico.

La cafeína mejora la memoria, la capacidad con la que nuestro cerebro procesa la información y tiene propiedades estimulantes, de ahí que surja la teoría de que  pueda tener algún efecto sobre el Alzheimer, pero parece ser que por ahora no hay estudios serios que lo apoyen.

Entre los enemigos del café, se enumeran los aspectos negativos, como el que posiblemente se forma al producirse el Maillard durante el tueste. 4-metilimidazol,

Este producto también se forma en el colorante de los refrescos de cola.

La acrilamida se produce por el mismo procedimiento las reacciones de Maillard.

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Tanto la 4-metilimidazol, como la acrilamida, son dos sustancias consideradas como carcinógenos por las autoridades de California (EE.UU.), pero en tan pequeñas proporciones se encuentran en el café, que en un consumo normal están muy alejados de lo que se considera la ingesta máxima.

Las reacciones de Maillard, son muy conocidas por los amantes de la buena cocina y son de tal naturalidad que se producen en cuanto se juntan un azúcar reductor con un aminoácido o una proteína y se les suma tiempo y calor, de aquí que lo mismo que sucede en el café o la cola, pasa en muchos ahumados, horneados y fritos, para que esto no suceda o suceda lo mínimo posible, se debe controlar la temperatura y en el caso de la acrilamida, trabajar por debajo de 180ºC.

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El caso del 4-metilimidazol , sigue con el oscurantismo del que se rodean las multinacionales , mientras que ellas defienden que en las cantidades que se producen en sus colorantes es insignificante en la bebida , las noticias dan a conocer que en Taiwán ,van a cambiar el color de la coca cola el próximo año , ya que según el Departamento de salud de la ciudad de Taipéi , una lata de Cola Zero dispone de 160 microgramos de color en contraste con las latas de cola en los EE.UU. que contienen sólo 4 microgramos.

De cualquiera de las formas no pretendo acabar el tema hablando de cáncer, sino recreándome en los tiempos pasados cuando no teníamos tantos conocimientos y nos deleitábamos más en los olores y sabores de una buena taza de café.

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La influencia del ambiente

Hoy quiero felicitaros a todos las navidades y como entiendo que no es día de hablaros de química, prefiero tocar un tema más humano.

Os voy a contar las opiniones sobre la vida, de un experto en la materia.

Daniel Lieberman es un biólogo evolutivo que trabaja en la Universidad de Harvard y que ha plasmado sus opiniones  en un libro titulado “La historia del cuerpo humano: Evolución, Salud y Enfermedad”.

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Como podéis entender, no voy a relataros el libro, que comienza con los simios y va hasta los  momentos actuales, solo he elegido algunos puntos que creo interesantes.

Millones de años de selección natural nos dio cuerpos destinados a la actividad física y a las dietas ricas en fibra y bajas en hidratos de carbono simples, sin embargo debido a los avances tecnológicos, muchos de nosotros vivimos la vida fácil.

Tenemos máquinas para hacer nuestros trabajos, sillas, zapatos cómodos y más alimentos cargados de grasa, sal y azúcar, que podemos comer.

De hecho estos desajustes dan lugar a que  persistan entre nosotros muchas enfermedades en parte por la forma como respondemos a ellas.

Al tratar los síntomas en lugar de las causas, hemos creado un circuito de retroalimentación  positiva perniciosa, que es una nueva forma de cambio cultural.

Nosotros no transmitimos la obesidad, caries y los pies planos a nuestros hijos, pero si los ambientes que los causan, el resultado es un círculo vicioso.

Lieberman afirma que una perspectiva evolutiva no sólo explica cómo nuestros cuerpos evolucionaron y por qué enfermamos, sino que también ofrece lecciones sobre cómo combatir las enfermedades crónicas, casi todas las enfermedades de desajuste, son causadas por la interacción entra los genes que heredamos y los antiguos y modernos ambientes que hemos creado, ya que no podemos cambiar nuestros genes, cambiemos nuestros ambientes.

Un punto importante para centrarnos es el de los niños, muchos de ellos tienen sobrepeso por causas ajenas a ellos, actúan como sus cuerpos evolucionaron para poder actuar, pero en unas condiciones donde sus medios no colaboran,

Moviéndose en un ambiente en donde predomina la comida basura y el relax total .los niños poco pueden hacer y ya que ellos no están en edad de decidir su futuro, es misión de los educadores, padres y autoridades, el luchar mediante aptitudes y leyes, el influir en el medio ambiente para promover una mejor salud.

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Es misión de las autoridades, lo mismo que ponen impuestos sobre el tabaco y el alcohol, ponerlos sobre el azúcar y la comida basura.

Y a los padres y educadores, que se dejen de rasgarse las vestiduras entre tantas horas lectivas y materias y se preocupen un poco más por la vida sana y el ejercicio diario, dejar que la tercera edad disfrute de las consolas y los sillones y los chicos rompan más zapatos.

Con el tiempo, nos lo agradecerán.

Los colorantes , aditivos malditos

Los técnicos de alimentación , saben de la necesidad del aditivo , estos componentes nunca se han puesto con la idea de adulterar ,como hay quien lo piensa , ni con la de abaratar , no digo con esto que eso no se realicen y se eche mano de ellos para ese fin , sino que su finalidad primordial es la de ayudar a vestir el producto de sus mejores atributos para que a la hora de cumplir su función que no es otra que la de servir al consumidor ,lo realice lo más honestamente posible.

Los términos: aroma, color y sabor, van tan unidos, que fallando uno de los tres, el producto disminuye su aceptación, pero si el color desaparece, os aseguro que muere.

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Siempre puse como ejemplo el de la típica cata de helados de sabor fresa, sin color, lo primero que una cata ve es la presencia del producto y eso entra por la vista que asocia el color al olor  y de alguna manera le dice a las papilas gustativas:

¡Verás que bueno está el helado de fresa!

Si la orden no se produce, algo falla, y aparece la duda

Los más finos dirán, esto es, fresa, frambuesa, mora, pero os sorprendería la cantidad que te dicen naranja y otros.

Lo mismo sucede si se pone el color fresa, se elimina el aroma/sabor de fresa y le pones otro distinto, aquí más de la mitad dirán que es fresa.

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No corresponde a la química explicar el porqué de esto, pero los especialistas en la materia saben de la simbiosis que existe entre los tres principios.

Soy un defensor a ultranza de los aditivos , pero estoy totalmente de acuerdo de que aquellos que se demuestre su más mínima posibilidad de ser peligrosos para la salud , se pongan en cuarentena y se eliminen , en esto la administración sanitaria debe mojarse totalmente , no valen medias tintas ,  si es peligroso se elimina.

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La teoría del sí pero….., no se debe usar para un tema tan delicado.

Si los colorantes sintéticos azoicos, son peligrosos, elimínense, pero no vale que un colorante como la tartrazina, colorante azoico utilizado durante muchos años tanto en alimentación, acordaros de las paellas y los cocidos de la abuela que lo usaban como la sal, en las bebidas, los dulces, las mermeladas y que durante esos años no dio problemas ni sanitarios ni de estabilidad.

En un momento determinado, produce alergias, hiperactividad y falta de concentración en los niños.

Sobre estas teorías no se ponen de acuerdo los Estados Miembros de la Comunidad, ni la FDA.

Con lo cual dejan la situación de los azoicos en el Limbo, y la posición de los nº E, casi a la altura del betún, lo primero que un padre lee son los nº E y en ese momento condena al producto y ni se fija que muchos nº E son naturales.

Existe otro punto con el que no estoy de acuerdo y es el que las autoridades mundiales se ponen de acuerdo para aquello que en un momento determinado les interesa, tanto a ellas como a los lobbies que representan, pero sin embargo no se unen para luchar por una política alimentaria común, manteniendo las peculiaridades de cada país, dentro de un mismo formato.

Pongamos como casos el continente africano y el asiático, allí cada uno juega con la sinfonía de colores que quiere y aunque cada país se rige por una normativa, cada uno va por su camino.

En la India se ha detectado este año un gran fraude alimentario con colorantes industriales que se han utilizado para la fabricación de dulces típicos indios.

Los científicos han descubierto colores como la Rodamina B,  Naranja II, Malaquita verde, Amarillo metanil, Auramina, de uso en las industrias de papel, cuero y textiles, todos dañinos.

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El metanil se ha usado como colorante de un conocidísimo dulce indio llamado Jalebi, con sus diferencias muy parecido a nuestros churros.

El uso de los colorantes artificiales se debe a una doble causa, la primera su probada estabilidad ante la oxidación, el calor, la luz, la acidez etc…, la segunda, su aceptable precio de costo.

Por el contrario, sus sustitutos naturales son bastante inestables ante todos los medios y con una vida media más corta, lo cual nos obliga a cambiar muchos conceptos en el consumo del producto, son bastante más caros y muy problemáticos a la hora de trabajarlos.

Lo que si os puedo asegurar que el color es tan necesario al producto como su valor nutritivo y que el apetito comienza a desarrollarse por los sentidos.

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Por un momento pensar lo que supondría dar de comer a los chicos de 7-8 años sin el color, los cambios que se tendrían que producir en la tecnología de los alimentos para mantener los colores naturales de los productos después de los tratamientos de calor y el paso del tiempo,  todos los alimentos terminarían siendo grises oscuros.

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Que el ideal sería mantener los colores propios de las materias primas sin que después de procesarlas se deterioraran, les aseguro que actualmente sería una utopía, ni tenemos tecnología para llevar el producto del campo a la mesa, ni los costos nos lo permitirían. Esperemos que la ciencia ficción lo soluciones, pero mientras tanto tenemos que aceptar lo que hay.

Los sabores de un vaso de whisky

Antes de entrar de lleno en el post, me gustaría hacer una pequeña reflexión, el otro día leí lo publicado sobre la químiofobia y quiero señalar que el ataque no es contra la química, sino la ciencia en general y que como no se le pueden poner puertas al campo, hay que dejar que fluyan las ideas de unos y otros y a una alegre opinión  responder con un razonamiento lógico.

Las gentes de este mundo razonan más de lo que creemos y saben por dónde va la lógica y lo que es mero espectáculo, saben lo que la tecnología les da y lo que tienen que pagar y lo aceptan porque sólo se puede ir hacia adelante y nunca hacia atrás.

¿Ustedes piensan que la gente cree verdaderamente en el concepto de lo natural como único camino o que los que venden esta idea convencen a muchos? , si esto fuera así seguiríamos en las cavernas.

Pienso que ante la crítica a la química lo que hay que contestar es con una historia de realidades químicas.

Si por algo se distingue nuestra profesión , es  que al margen de que nuestros conocimientos sean más o menos amplios ,solemos tener agudizado el sentido de la observación y la deducción , esto le sucedió hace años a un colega nuestro que aprovechaba parte de su tiempo de estudiante en buscarse la vida trabajando como camarero en un pub de Edimburgo , allí tratando a los parroquianos pudo observar que en ocasiones si el agua de la jarra de la barra no estaba a temperatura ambiente en el momento que pedían el whisky , montaban en cólera y le soltaban un puro.

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Se quedó con esa duda, hasta que tiempo después en una visita al Scotch Whisky Research Institute de Edimburgo, preguntó a los expertos, que había de verdadero o falso en el ritual del agua y el whisky, cuánto se debe diluir y por qué.

En uno de los trabajos que se realizó en el laboratorio en donde yo trabajaba , sobre la composición del whisky escocés , de los componentes volátiles que llegamos a detectar , casi la mitad eran ésteres y el resto toda la sinfonía de sustancias aromáticas que podéis imaginar , habían alcoholes ,aldehídos , cetonas ,ácidos ,lactonas , fenoles ,hidrocarburos terpénicos , bases y compuestos heterocíclicos…, una maravilla de composición para un técnico aromático .

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Todos estos componentes acuñados del concepto de naturales según las definiciones de las legislaciones en vigor, cosa que no pongo en duda, pues las materias primas son naturales, las técnicas de fermentación y los añejamientos también lo son, en definitivas todo el proceso es estrictamente natural según ley, solo que yo tengo una duda , existen varios conceptos de lo natural , por ejemplo : el natural conseguido por la naturaleza es el verdadero y el natural conseguido por otros medios naturales es de segunda… ,¿cuándo un producto lo procesamos , sigue siendo natural de primera o segunda?…….., ¿o es que para comerse un fruto natural hay que comérselo en el árbol?…..

Lo digo porque una vez conocido el proceso de fabricación del whisky escocés amparado en su famosa ley, si ese proceso lo tiene que realizar la naturaleza por sí sola, como corresponde a la idea de producto natural que tienen algunos, seguramente todavía estaríamos esperando el primer vaso de whisky.

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La Ley del Scotch Whisky, establece unos condicionamientos rígidos sobre las materias y los procesos, así como la obligación de fabricación en su tierra de origen, permitiéndose muy pocas libertades.

La materia prima es cebada cuyo grano se ha malteado , geminado brevemente y molido ,se comienza la operación  con un mosto de malta y agua obligatoriamente según la Ley de la que llega a la destilería sin tratamientos ,esto tiene como objetivo el convertir la mayor cantidad posible del almidón del grano en azúcar , le añaden levadura y la dejan fermentar unas  72 horas , la solución alcohólica que se forma se lleva a destilación en alambiques de cobre que se encarga de catalizar algunas de las reacciones que en el futuro serán importantes, como las que eliminan la formación de gran parte de compuestos sulfurosos.

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La destilación del espíritu da tres fracciones, la de cabeza que contiene los volátiles como el acetaldehído y el acetato de etilo……, la fracción media  o espíritu que ira a la maduración y la fracción de fondo o colas que contiene compuestos de baja volatilidad, como algunos fenoles, compuestos nitrogenados….., tanto las cabezas como las colas se reservan para próximas operaciones.

Generalmente  el whisky escocés se suele destilar dos veces.

Pero en la barrica de roble es donde verdaderamente se produce la creación del sabor/olor y de acuerdo con la ley escocesa según la variedad, la maduración puede durar de 10 a 16 años.

La mayoría de las barricas son de roble blanco americano y que se hayan utilizado para hacer bourbon, esto se debe a que el roble blanco contiene en su lignina una gran cantidad de vainillina y esta la extrae el bourbon y deja a la barrica en perfecto estado de uso.

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La madera absorbe los compuestos de azufre, tales como el sulfuro de dimetilo y los neutraliza eliminando las notas picantes, los alcoholes y los aldehídos se oxidan y los ácidos reaccionan con el etanol formándose esteres que como os comenté anteriormente forman más del 50% de los componentes aromáticos.

El etanol reacciona con la lignina del barril descomponiéndose  en aldehídos aromáticos, se han comparado barricas carbonizadas con otras sin carbonizar y las carbonizadas antes de comenzar la maduración incrementan su contenido en whisky lactona (cis y trans-metiloctalactona), compuestos que dan el sabor afrutado.

Una vez madurado o envejecido, se mezclan distintos lotes hasta dejar al gusto de la marca y los años de envejecimiento a los que se quiere lanzar, se diluye al grado alcohólico deseado unos 40 º alcohólicos y se envasa.

Los puristas del whisky dicen que para bien saborearlo hay que añadirle un poco de agua a temperatura ambiente, pero cuál es la cantidad adecuada.

Tenemos que pensar que las fases son alcohol / agua y que a los  40 grados alcohólicos los componentes más hidrófobos al agua(los insolubles al agua) están en la fase alcohólica, y todos homogenizados dan la nota clásica del whisky, si vamos subiendo la fase acuosa el sabor sigue más suave pero homogéneo hasta un grado alcohólico considerado critico en donde si continua bajando el grado de alcohol la fase del alcohol/agua deja de ser continua y las partículas aromáticas comienzan a decantarse hacia las zonas que le son afines.

Al aumentar el contenido de agua se reduce la solubilidad de los compuestos de cadena larga como los ésteres y al ser hidrófobos se volatilizan más rápidamente.

Los compuestos nitrogenados y las notas ahumado al ser más afines al agua se concentran  en la zona acuosa y hacen que perdure más el sabor de esas notas, en definitiva en este momento tenemos más aroma y sabor

Parece ser que el punto de inflexión está en el 17% de agua a temperatura ambiente

El hielo o el agua más fría reducen la volatilidad de muchos compuestos y hacen que las notas salgan más apagadas pero no disminuye el sabor

La conclusión es que la variedad de notas de un whisky van asomando según la dilución que realicemos, hay quien le gustan las primeras notas y hay quien las prefiere más diluidas, lo que sí está claro que el producto es una sinfonía de olores y sabores naturales.

Químico de formulación

El título más que curioso me lo encontré el otro día en un artículo que hablaba de un joven que hace algunos años recién salido de una facultad  de químicas empezó a buscar trabajo .

Se fue a la revista New Scientist y le llamó la atención que en las ofertas de trabajos aparecía, se busca químico de formulación para…., lo primero que hizo fue ir a Google para averiguar qué era eso.

Se llevó una gran sorpresa cuando pasado un tiempo comprobó que la carrera de Formulador científico y entiéndase de cualquier rama de la ciencia, sin estar homologada en las universidades era una de las salidas más importantes e interesantes de las industrias tanto de producción como de investigación.

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Era interesante la gran variedad de salidas profesionales ya que los científicos de formulación trabajan en la más amplia gama de industrias , desde productos farmacéuticos , cosméticos ,hogar ,cuidado personal, productos agroquímicos, ciencia de los alimentos , bebidas , lácteos etc..,combustibles y algunas que se me olvidan…..

Todas ellas tienen una cosa en común, que es la capacidad de combinar con habilidad los ingredientes para crear nuevos productos.

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Esta especialización entre comillas, no homologada por ninguna facultad ni doctorado, exige del científico ciertas cualidades al margen de las propiamente técnicas y son muy clásicas, un poquito de aquí, otro poquito de allí……

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El químico de formulación toca todos los campos ,desde los teóricos de la ciencia experimental ya que tienen que plasmar en un proyecto la idea propuesta y echar mano de la ingeniería química , estudiar la estructura molecular de los materiales que va a usar y los equipos que va a necesitar ,diseñar su propuesta con un por qué y un para qué ,ejecutar los pasos experimentales en laboratorio y en planta piloto y después seguramente lo más importante de esta rama y lo que lo distingue del científico teórico ,lo que ha diseñado tenga una demanda social, es decir que simplemente sirva para algo.

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La pregunta del millón es, todo esto está muy bien pero como se puede acceder a una especialidad amplísima y cuando menos ambigua, dada la gran variedad de industrias.

Lo primero que hay que hacer es ver, oír y callar, hasta posicionarse en el tipo de industria que  sabe que contrata un novato, le paga como tal y solo quiere ver por donde le va a salir.

Seguidamente comprueban tus conocimientos científicos, el don de gentes, la captación de las ideas que solicita el cliente y los mercados, el posicionamiento ante el trabajo.

Tenemos que pensar que nunca se nos pide por encima de nuestros conocimientos, ya que para eso están los jefes de sección, generalmente técnicos de formulación estrellas, que en su momento fueron contratados como tal y que difícilmente vas a saber lo que ganan.

Tengo que posicionaros en los años 60-70, cuando todavía en Europa el departamento estrella de una compañía de cualquier categoría, es decir de la empresa familiar a la multinacional, era el de investigación, ya que los otros o no existían o no funcionaban, las empresas se movían con ventas, investigación y producción.

El técnico de formulación, estaba en un estatus que se codeaba con ventas, clientes, producción  y gerencia, no olvidéis que sobre el caía la política de materias primas y costos.

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A poco que te interesaras por tu trabajo y que la empresa fuera de un perfil creativo ,los conocimientos iban fluyendo día a día con nuevas técnicas nuevas experiencias diseñadas en los laboratorios cada vez más preparados y con las comprobaciones correspondientes del producto producido en fábrica y comprobada su eficacia en los mercados.

Recuerda un poco a la satisfacción de ver nacer a un hijo y años después comprobar que hiciste algo digno.

Aunque las universidades siguen sin homologar esta ambigua especialidad, hoy el futuro científico tiene la oportunidad de hacer periodos de prácticas en las empresas y conocer los distintos departamentos que las normas industriales y sanitarias exigen.

A poco que se fijen se darán cuenta que el santa santorum está en el departamento del técnico de las formulaciones, o lo que en la actualidad se llama I+D +i.

Espero que no os sea pesado este post, pero al leer  el artículo en la revista no pude resistir al acordarme que yo fui un químico de formulación.

La gastronomía molecular

Haciendo mío el sentido de una frase pronunciada por el investigador y divulgador catalán Jorge Wagensberg: El científico busca lo común en lo diverso, separa lo esencial de lo superfluo.

Voy a tratar un tema que para algunos puede ser irrelevante, pero para otros cuando menos puede resultar curioso, ya que por procedimiento y cronología histórica existen bastantes similitudes entre la cocina y la química.

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Lavoisier , se interesó por temas como la viscosidad y las propiedades gelatinosas que contenían ciertos alimentos, Eugene Chevren  (1786-1889) exploró las propiedades químicas de las grasas , Justus von Liebig además de descubrir el papel del nitrógeno en la fertilización de los cultivos , fue uno de los creadores en colaboración con el ingeniero George Giebert de los conocidísimos y actualizados cubitos de caldo , ambos desarrollaron una manera de producir un extracto de carne de los canales de vacuno y crearon una empresa  la Liebig Extract of Meat company , que registro una marca de cubitos de carne con el nombre de OXO.

También intervino en la invención de la levadura prensada similar al extracto de carne, se patento una marca con el nombre de Marmite, su versión británica es un extracto de levadura de cerveza

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Tanto OXO como Marmite, pertenecen a la multinacional Unilever

Por cualquier amante de los bizcochos caseros es conocido el uso de los polvos de horneo usados para producir gas carbónico para crear la burbuja que hace que el bizcocho suba , fue Eben Hartford , alumno de Liebig en la Universidad de Giessen , que antes de trasladarse a Harvard y continuar sus investigaciones en la química de la nutrición , buscando nuevos agentes de fondos ,utilizó fosfato de calcio y bicarbonato sódico en polvo , que al mezclarlos con una masa de torta húmeda se libera el ácido correspondiente que reacciona con el bicarbonato y crea la burbuja de CO2.

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En la actualidad están teniendo mucha aceptación en las Universidades francesas las cátedras que imparten una nueva materia que se conoce como Gastronomía Molecular ,este término se acuñó en 1988 por Nicholas Kurti y Herve This en la Universidad de Oxford , este último hizo el primer doctorado en la materia.

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Esto nace ante la gran brecha creciente que existe entre la ciencia de los alimentos y la cocina tradicional.

Los gastrónomos moleculares creen que la cocina puede mejorar si el cocinero se involucra más en el proceso, pueden utilizar sus conocimientos de química para modificar el sabor y la textura de platos, las cantidades apropiadas de 1-octeno-2-ol o Bencilo trans-2-methylbutenoate , dan un sabor maravilloso de setas a los platos, sobre todo si las setas no están disponibles.

La simple adición de unas gotas de disolución de vainillina a un whisky barato, producirá una versión con el sabor “round” de un buen malta , el efecto es similar al de la lenta reacción que ocurre durante el envejecimiento en barrica de roble, donde el etanol reacciona con la lignina formando varios aldehídos, entre ellos la vainillina (4-hidroxi-3metoxibenzaldehido).

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Hay en la actual química moderna muchos procesos de usos en la ciencia de los alimentos, por señalar algunos casos.

La ciencia de los coloides alimentarios puede ayudar a reducir la grasa, el contenido de sal o llevar los nutrientes vitales a aquellas partes del organismo que verdaderamente los utilizan, sin pérdida de efectividad.

Para combatir la crisis mundial de la obesidad, científicos del Reino Unido, están trabajando para con técnicas coloidales conseguir sistemas alimentarios de diseño efectivos.

Muchas personas son reacias a cambiar sus hábitos alimenticios y evitan las versiones light pensando que no saben tan bien como las de grasa , la idea de los diseñadores es la de crear productos alimenticios mediante técnicas coloidales , que con la mitad de grasa ,los coloides diseñados al pasar por las papilas gustativas den una sensación de grasa total .

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Hay en estudio diversas técnicas pero siguiendo nuestro post anterior de la ciencia de los coloides, vamos a tratar de las emulsiones  dúplex.

Se conoce con este nombre una emulsión  agua-en-aceite-en-agua, es decir primero haríamos una emulsión aceite-agua (O/W) y una vez terminada sobre ella realizaríamos una emulsión agua –primera mezcla ((W/(O/W)).

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Esto nos permite varias acciones ,por ejemplo en la partícula de agua de la primera emulsión podemos adicionar los nutrientes o principios activos que queremos que actúen en un momento y sitio determinado del intestino a la respuesta de un pH o una temperatura y que hasta ese momento no darán la cara ya que van protegidos por su caparazón de gotas de grasa ,está a la vez engaña  haciéndose pasar por la grasa total ,cuando su interior son gotas de agua , si a la última capa acuosa le añadimos la sal ,se formaran grupos de tres capas de moléculas en las que la sal solo será la capa exterior y con un tercio satisfaremos las necesidades de las papilas gustativas.

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Sim embargo tenemos un problema y es la inestabilidad de los emulsionantes de uso en este tipo de emulsiones dobles ya que son muy propensos a romperse al moverse las gotas de agua interiores el que se usó en la investigación no está autorizado en la actualidad , ya que es una molécula obtenida de las semillas de ricino llamado POLIGLICEROL POLIRRICINOLEATO , se sigue trabajando en dar con la familia de emulsionantes óptimos y autorizados ,por otra parte otros grupos trabajan en partículas de menor tamaño fundamentándose en lo que de tiempos antiguos se conoce como estabilización PICKERING.

La teoría es que al hacer las gotitas más pequeñas de 100 nm se pueda aumentar la absorción de los nutrientes encapsulados, esto en la práctica no siempre es así ya que en un reciente trabajo en nanoemulsiones estabilizadas con proteínas de suero de leche.

La nanoemulsion parecía tener una mejor estabilidad a los cambios de pH, a la adición de sal, el tratamiento térmico y la congelación descongelación, que una emulsión convencional, pero se digirió mejor la convencional  y tuvo mejor estabilidad oxidativa.

Esto indica que están en plena fase de estudio todas estas técnicas, por otra parte existe la preocupación a lo nano y sus riesgos contra la salud ya que se desconoce si las nanogotas seguirían el camino para el que se diseñan o podrían coger otros destinos biológicos para los que no se destinan.

“El uranio asesino”

Cuando la prensa nombra la palabra Isótopo, enseguida la relacionamos con algún problema en una central nuclear ya sea rusa, japonesa o de la Chimbamba , con la locura de las nuevas potencias y las que vienen detrás por enriquecer uranio al precio que sea.

Da igual que se trate del uranio-235 o del polonio-210, todos son noticia, siempre para negativo, pero difícilmente alguna toca lo positivo.

Hacen aproximadamente 100 años que Frederick Soddy, trató el tema en la revista Nature sobre los productos que se originaban en la desintegración radiactiva, ya se sabía que las sustancias como el Radio y el Torio trasmutaban en otros elementos, pero no se podían separar, aunque se advertía claramente que tenían diferentes vidas medias, se les llamó isótopos, ocupando el mismo lugar en la Tabla Periódica

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Años después en 1932 James Chadwick descubrió los neutrones y entonces se pudo diferenciar los núcleos de cada isótopo.

Soddy pensó que los isótopos radiactivos podían ser fuentes energéticas para ayuda de la humanidad, pero después de la primera guerra mundial, entró en el pesimismo más absoluto sobre el final de esta energía y no vio ninguno de sus sueños realizados.

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Murió en 1956 y poco tiempo después se inauguró en U.K. la primera Central Nuclear civil, en la actualidad hay más de 400 centrales en todo el mundo, que suplen el 11% de la demanda mundial de electricidad.

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El descubrimiento de Soddy, tuvo muchos beneficios para la ciencia, los isótopos se utilizaron para entender los mecanismos de las reacciones químicas, los esfuerzos por separar isótopos, impulsó la evolución de la espectrometría de masas y la datación radiométrica se convirtió en uno de los pilares de la geología,

Recientemente los investigadores han reconstituido el antiguo clima de la Tierra, la circulación de los océanos prehistóricos e incluso la formación del sistema solar, gracias a los isótopos estables en las antiguas rocas o hielos que llevan un registro de los procesos pasados.

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La medicina nuclear ha desarrollado una serie de isótopos como el talio-201, el flúor-18 o el americio-241 que han tomado y toman parte  en técnicas analíticas como el PET y otras, ayudando a resolver cientos de casos.

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No soy capaz de decidirme por la idea de isótopos buenos e isótopos malos, sino bien usados o mal usados, pongamos por caso el uranio-235, necesario para una central eléctrica o para una bomba nuclear, la maldad  no es del elemento en sí, sino la de la mente que lo modifica.

El uranio en la naturaleza se encuentra en pequeña proporción (ppm), para usarlo debe ser extraído de los minerales que lo contienen y concentrarlo.

Está formado por 3 isótopos, uranio -238 (99,28 %), uranio-235 (0.71 %), uranio-234 (0,01 %)

Como hemos comentado el usado es el uranio-235 y para conseguirlo hay que enriquecer el 238 y transformarlo en 235 ,separar dos isótopos que son químicamente idénticos con la corteza electrónica de similar estructura ,tiene gran dificultad ,por eso el camino más fácil es aprovechar la diferencia de masa mediante difusión gaseosa o centrifugación

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Claro esto lleva consigo una  forma gaseosa del uranio, pero el punto de ebullición del  uranio metálico es de más de 4000ºC lo cual hace inviable el trabajar con un gas de uranio, se buscó una alternativa y se encontró en el hexafluoruro de uranio, que es sólido cristalino a temperatura ambiente y sublima a gas a una temperatura de 57 ºC, lo que le hace más manejable.

La mayor ventaja del hexafluoruro de uranio (UF6), es el hecho de que el flúor tiene un solo isótopo natural, todos los átomos de flúor tienen la misma masa  lo que significa que la única diferencia entre el UF6 que contiene uranio 235  y el que contiene 238, es la masa del átomo de uranio.

El UF6, no es fácil de manejar, es corrosivo para la mayoría de los metales, debe mantenerse sin humedad al menor soplo de agua se descompone en en difluoruro de uranilo y ácido fluorhídrico tan corrosivo que ataca al vidrio y al acero por igual, es tóxico quema la piel y disuelve los huesos.

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La operación se realiza en centrifugadoras de gas que separan los moléculas de gas por diferencia de masa a más de 100.000 revoluciones por minuto, el calentamiento de la parte inferior de la centrífuga y el enfriamiento de la superior, establece una corriente de convección que lleva las moléculas ligeras a la parte superior y las pesadas a la inferior y se produce una separación en continuo.

Debido a que la diferencia de masa es tan pequeña, se necesitan muchos pasos entre centrífugas y a veces hay que poner muchísimas centrífugas  en cascada para conseguir un pequeño rendimiento, esto encarece el proceso y no puede hacerlo cualquiera sin llamar la atención.

Existen trabajos experimentales con técnicas de rayos láser, pero todavía se sigue el procedimiento convencional, en cualquiera de los casos el tratar el uranio es una responsabilidad de la humanidad, que tiene que decidir cuál es su camino.

Avances nanotecnológicos

Si hay una parte de la ciencia que avance a más velocidad que la ciencia ficción ,es la nanotecnología ,no hay día que en los medios científicos no se conozca un referente a un avance, un nuevo proyecto en esta o aquella rama científica o una nueva realidad demostrada y esto tiene un motivo .

No se debe a que nuestros científicos de pronto hayan descubierto la piedra filosofal o la sabiduría, sino que una vez encontrado el camino de lo nano, comprobada su eficacia y su economía, se está intentando reproducir todo el saber clásico de nuestro mundo de gigantes, así como todas las experiencias que se quedaron en el tintero y las mesas de I+D por no ser viables por miles de causas en un momento determinado, en la nueva escala.

Un caso reciente es crear nanoestructuras de agua para desinfectar el aire, se considera como la última arma diseñada para hacer frente a los patógenos transportados por el aire y se conoce como Electron rich water Shell (EWNS).

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Al margen de las vacunas y los avances en el mundo de los antibióticos, las enfermedades infecciosas siguen afectando a millones de personas cada año y el número de bacterias resistentes a los antibióticos va en aumento, de aquí la necesidad de innovar en el campo de la lucha contra las infecciones aéreas con efectividad y al mínimo costo, se han usado muchas técnicas como , los rayos ultravioletas e infrarrojos  ,los filtros en el aire de los edificios , la fotocatálisis y los biocidas , pero siguen con la problemática de los riesgos potenciales para la salud y los costos altos.

Philip Demokritou y colaboradores de la Escuela de Harvard de Salud Pública y el INS y Salud en el Trabajo de los EE.UU., han diseñado un sistema que transforma el vapor de agua atmosférico en EWNS. Con un tamaño de 25 nm, las nanoestructuras son muy móviles y se mantienen  en el medio ambiente bastante tiempo debido a su alta carga eléctrica.

Las nanoestructuras contienen partículas reactivas de oxígeno tales como radicales hidroxilo y superóxido que interactúan sobre las membranas  externas de las bacterias haciéndolas inactivas.

Los estudios toxicológicos han demostrado una viabilidad del proceso y si se demuestra su eficacia en la práctica podía ser usado para crear escudos protectores medioambientales.

Científicos en Australia han desarrollado un sistema de filtro de luz de nanopartículas que sólo deja pasar las longitudes de onda favorables para el crecimiento de las microalgas, el sistema podría hacer que la producción de biocombustibles de algas sea interesante.

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La técnica por otra parte muy sencilla pero de una gran imaginación consistió en lo siguiente, por un lado cultivaron algas de la familia Chlorella vulgaris en frascos iguales, unos los dejaron sin protección y otros los rodearon totalmente de una disolución formada con nanopartículas de oro y plata de un determinado tamaño en una proporción  de forma que los rayos que llegaban a las algas fueran solo los permitidos por el filtro de la disolución de una determinada longitud de onda.

Aunque la luz es esencial para la fotosíntesis, un exceso puede dañar las algas, a un determinado tiempo se comprobó que la formación de clorofila fue mayor en los frascos que estaban rodeados por la disolución de nanopartículas.

No existe ningún problema de contaminación dado que las nanopartículas en ningún momento están en contacto con las algas.

Los expertos consideran que aunque se está en el principio, el concepto en si puede ser interesante para ser desarrollado a escala industrial y comercial.

Los científicos piensan que la tecnología de la conversión de las algas en la producción de energía solo será posible a través de un enfoque de Biorefinería

Como es de dominio público las algas se están utilizando en la actualidad para producir piensos agrícolas y colorantes como los carotenoides, la biomasa de algas es la principal fuente de ácidos grasos poliinsaturados beneficiosos para la salud, hay quien las ve como una posible solución para alimentar al mundo, sus aceites son más saludables en nutrientes y omega-3 que muchos de los aceites convencionales.

Queda el meterse de lleno en industrializar el mundo de los combustibles.

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Los caminos son muy variados o a partir de los lípidos como triacilglicéridos y estos convertirlos a través de la transesterificación en biodiesel  o por otros caminos producir bioetanol.

Por todos los caminos que las estudiemos las algas son materia prima para el futuro.

La mala prensa del alcohol

Cuando hablamos de alcohol, generalmente la mayoría piensa en licores, cerveza, borracheras etc., sin fijarse que esta palabra representa a una familia de moléculas químicas, con unas determinadas características base y un amplio abanico de compuestos con propiedades y aplicaciones distintas

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Se conocen como alcoholes las moléculas que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente a un átomo de carbono saturado por enlaces simples.

El etanol o alcohol etílico es una molécula que contiene sólo 9 átomos, de fórmula CH3-CH2-OH, su uso se remonta a la prehistoria, donde empezó a producirse por la fermentación natural de los azúcares de las frutas en medio anaerobio (sin oxígeno).

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La electronegatividad del átomo de oxígeno de grupo hidroxilo, hace del etanol un estupendo solvente polar, de aquí su capacidad de uso en química, un caso práctico es el de su mezcla con el agua en todas proporciones, formándose enlaces de hidrógeno entre el grupo hidroxilo del alcohol y la molécula de agua H2O, esto permite todas las graduaciones alcohólicas desde Oº a 90º alcohólicos.

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Los perfumes lo usan como disolvente, con distintas graduaciones según la categoría y el tipo de producto, os puedo asegurar que tanto en el mundo de los aromas alimentarios, como en la perfumería, es el disolvente, estrella ya que reúne prácticamente todas las condiciones óptimas para serlo, es limpio, inodoro, sin sabores extraños, son mínimos los problemas alérgicos y nulos los microbiológicos y hasta la presente no tiene estudios cancerígenos en contra de su uso

Sólo tiene un problema, que se puede considerar como altísimo, es la moneda de cambio que usan las administraciones de los países para freírnos a impuestos, apoyándose en su mala imagen alcohólica y para salvar nuestras almas del pecado, le ponen un impuesto anticonsumo que supera en 10 veces su precio de salida de fábrica y sobre el suelen cobrar el IVA, etc…, así que no es de extrañar el precio de una botella de licor, si no les parece mal volvemos al mundo científico.

Precisamente por el motivo que mencionamos, el alcohol de perfumería , se desnaturaliza para que no se pueda consumir y esto se hace adicionándole una pequeña cantidad de Benzoato de Denatonio conocido como Bitrex,que es muy amargo , en otros países le ponen un 10% de metanol tóxico y un colorante.

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En alimentación suelen usarlo normal ya que los aromas son de uso alimentario y predominan en sus sabores y olores sobre  el diluyente , suelen cargar el precio del impuesto en el del disolvente total , aunque en algunas partes suelen devolver el impuesto al fabricante una vez consumido el producto.

El etanol puede ser utilizado como base para la producción de otras materias primas de uso industrial.

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El tratamiento de alcoholes con ácido a temperatura elevada produce alquenos por perdida de agua, a este proceso se le conoce como deshidratación de alcoholes. En el caso del etanol se produce eteno por perdida de una molécula de agua, también conocido como etileno ,de uso en la producción de polímeros como el polietileno dando lugar a una rama de la química industrial bastante extensa , este método en la industria no se usa ya que el etileno es más fácil obtenerlo a partir de los hidrocarburos del petróleo ,sin embargo la reacción inversa , es decir hidratar etileno  utilizando vapor y catalizadores para producir etanol  es operativa, si el etanol reacciona con los ácidos carboxílicos apropiados por ejemplo ácido acético , obtendríamos  el éster correspondiente , como acetato de etilo .

En la aromática se trabaja mucho con ésteres de etilo, que ayudan a formar las notas finales de ciertos aromas de síntesis.

El butirato de etilo, interviene en notas albaricoque y piña

Heptanoato de etilo en notas coñac, uva y vino.

Propionato de etilo en notas manzana

Isovalerianato de etilo en notas melocotón

Formiato de etilo en notas ron

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Antiguamente se usó como disolvente en limpiezas, combustible y hasta en usos médicos, recordar su uso como desinfectante y en los termómetros.

Uno de sus futuros sigue siendo como combustible y además combustible ecológico.

El etanol se puede producir del maíz o la caña de azúcar, de la celulosa, de las algas marinas, tenemos campos de donde obtenerlo y cada vez hay más países que sustituyen parte del gasóleo por alcohol en sus motores de combustión

Una curiosidad del etanol es que puede ser utilizado en pilas de combustible en las que puede reaccionar con el oxígeno del aire sobre un catalizador de platino, aquí no se produce ni calor ni luz, pero si puede transformar la energía química del etanol en energía eléctrica, es posible que un día podamos añadir un vaso de whisky en la célula de combustible de un cargador de baterías en lugar de conectarlo a la red eléctrica

Al margen del chiste, no se puede menospreciar un producto químico, que nos ha demostrado un amplio campo de utilidad y que todavía tiene que dar nuevas aplicaciones tecnológicas.

Todo lo dicho no quita ni un ápice al profundo problema que supone la adición a una droga, problema que por otra parte nace de la sublime condición humana de ser dueña de su destino, pero que si se buscan culpables, no es justo que las culpas recaigan sobre una más de las miles de moléculas que existen en nuestro mundo.

La ciencia de los coloides

En la química como en todas las partes de la ciencia hay sectores de rabiosa actualidad e interés para la gente y otros que por estar en una segunda fila pasan desapercibidos, pero no por ello dejan de ser de gran importancia para nuestras necesidades diarias.

Uno de esos campos olvidados del gran público es la Ciencia de los coloides y digo ciencia y no química porque en ella tiene gran importancia otra rama del saber que es la física.

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Los humanos convivimos con los coloides, prácticamente en cualquier parte que miramos y sin embargo sabemos muy poco acerca de ellos y no es por ignorancia, sino por no ser estrellas mediáticas como puede ser un aditivo o un principio activo de un medicamento, pero lo que muchos ignoran que probablemente alguno de ellos se presente en forma coloidal.

Desde el estado gaseoso pasando por el líquido, denso pastoso o sólido, podemos encontrar coloides.

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Un coloide es la leche, la mayonesa ,la mantequilla , el queso los zumos y las limonadas ,los detergentes, suavizantes jabones ,las cremas alimentarias y de belleza, los insecticidas, el caucho, las espumas, las pinturas , el asfalto y un sinfín más de bienes de consumo

Un coloide es un sistema entre dos o más fases ,generalmente formado por una parte liquida, que formaría lo que vulgarmente llamamos liquido de  gobierno o fase dispersante  y otra sólida ,que la formarían las partículas que intentamos dispersar, no siempre este es el caso y se pueden dar las mezclas de los distintos estados.

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La diferencia entre una solución, un coloide y una suspensión, está en el tamaño de partícula del soluto o fase a dispersar.

Solución, tamaño de partícula 0.1-10 nanómetros

Coloide, tamaño de partícula 10-100 nanómetros

Suspensión, tamaño de partícula >100 nanómetros

Un coloide clásico es la leche, en donde la grasa láctea es la partícula a dispersar y el agua el medio dispersante.

Según la afinidad entre las partículas que se dispersan y el medio de dispersión, los coloides se clasifican en:

Liofóbicos, las partículas tienen poco afinidad con el medio, aceite en agua, son poco estables y con facilidad se separan las fases.

Liofílicos, las partículas tienen fuerte afinidad con el medio, gelatina en agua, son fáciles de reconstituir.

Los coloides son muy abundantes en las dietas occidentales, por la mañana se toma leche con cereales, margarina con pan tostado  a mediodía un sándwich enriquecido con mayonesa y si es muy light una ensalada rociada con una salsa.

La leche, la mayonesa  y la salsa son emulsiones aceite en agua, mientras que la margarina es agua en aceite.

En una emulsión aceite en agua(O/W), las gotitas de agua rodean a cada una de las gotitas de grasa, en el caso de las agua en aceite (W/O), es al contrario y las gotas de grasa rodean a cada una de las gotas de agua.

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Se podría definir una emulsión, como aquella parte de los coloides en la que ambas fases son liquidas.

En el caso de las emulsiones aceite en agua, la estabilidad es muy difícil y para que las fases no se separen, son necesarios añadir  lo que se conoce como emulsionantes, que generalmente estabilizan una emulsión, como hace  la lecitina de la yema de huevo o una dextrina o goma que aumente la viscosidad del medio, también se pueden usar agentes surfactantes o tensoactivos que tienen la propiedad de tener una parte polar y otra no polar , la polar tiene afinidad por el agua es hidrófila y la parte no polar tiene afinada por la grasa es lipófila , el emulsionante forma como un caparazón sobre el aceite y a la vez él es rodeado de gotas de agua , así se consigue uno de los puntos clave , separar las gotas de grasa , si junto a eso se aumenta la viscosidad del medio, se ajustan las densidades interfaces y se disminuye el tamaño de partícula ,se reducen las fuerzas de tensión superficial ,la partícula de grasa se mueve a menos velocidad y si se consigue un tamaño de partícula adecuado ,alrededor de una micra ,prácticamente tenemos conseguida una emulsión estable que ni se va hacia el cuello del envase formando nata ,ni se va al fondo formando posos de grasa.

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Si os fijáis las emulsiones más estable suelen ser las de las bebidas de naranja, limón y otras que suelen mantener la opacidad durante meses.

La turbidez u opacidad se debe a las gotas de grasa separadas en todo el medio

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Los fabricantes de licores de crema aun siendo un producto viscoso, necesitan  un porcentaje pequeño de partículas que superen la micra, con la finalidad de que en el tiempo de vida media del licor no forme aro ni posos, la estabilidad optima de una emulsión es  una micra, por encima tiende a romperse y por debajo pasaría a la fase de solución, es decir una emulsión de 0.5 micras perdería la turbidez.

Para trabajar el tamaño de partícula se utilizan molinos coloides y homogeneizadores.

Al principio señalamos la existencia de emulsiones como las de asfalto, por pura curiosidad, os comento que una emulsión de asfalto consiste en una dispersión de finas gotas de asfalto estabilizadas en una fase acuosa por la presencia de un agente emulsificante, obteniéndose un producto relativamente fluido.

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Químicamente el asfalto es una mezcla de hidrocarburos de alto peso molecular, con una cantidad de oxígeno, azufre y nitrógeno y metales como el vanadio y níquel, entre otros.

Se prevé una relación interesante entre la nanotecnología y las nanoemulsiones, permitirán mejorar el valor nutricional de los productos y su mejor absorción.

La emulsión representa para el producto lo que el traje a la persona, no solo la protege de las inclemencias, sino que la dignifica y le da esplendor

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Os imagináis un tarro de mayonesa que este del cuello del bote al fondo con ojos de grasa, un vaso de bebida con la turbidez perdida y el colorante posado en el fondo, una crema de Estée Lauder rota por las gotas de grasa y la sinéresis, un helado derretido a los pocos minutos de sacar del congelador ..