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 ..

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