viernes, 3 de febrero de 2012

¿Cómo se hacen las bebidas con leche y zumo?

Como sabes, si añadimos zumo de naranja o cualquier otra sustancia ácida a la leche ésta se corta. Pero seguro que conoces algunas bebidas que están elaboradas con estos ingredientes. ¿Cómo puede ser posible?


Todos estos años con el miedo de probarlo. Y lo rico que está...

Para contestar esta pregunta primero debemos recordar algo que ya explicamos en el artículo anterior. Lo repito brevemente para explicarlo de forma más comprensible (al menos eso espero).

Proteínas de la leche
Todas las proteínas están constituidas por aminoácidos unidos entre sí formando largas cadenas. Para que lo entiendas mejor, imagina que cada aminoácido es una perla y la cadena de aminoácidos es un collar. Esa unión de aminoácidos es posible porque cada uno de ellos está formado por un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH). Lo que sucede es que el grupo amino de un aminoácido se une al grupo carboxilo del aminoácido de al lado formando un enlace (CO-NH), llamado enlace peptídico (y liberando de paso una molécula de agua). Estas cadenas de aminoácidos (en nuestro ejemplo de andar por casa, los collares de perlas) se pliegan y se unen entre sí formando diferentes estructuras que conforman las proteínas.

 Estructura de un aminoácido (Fuente)

Pero vamos al grano. Si te fijas en la imagen superior, los aminoácidos también contienen en su estructura un radical o grupo R. Este radical es un grupo químico que confiere a cada aminoácido (y por extensión a las proteínas) unas características particulares. ¿Por qué nos interesa? Porque puede estar cargado positiva o negativamente en función del pH de la leche.

En la leche, las proteínas más importantes se llaman caseínas. Como ya vimos, estas caseínas se encuentran formando una dispersión coloidal, lo que significa que se encuentran en equilibrio en el seno del fluido. ¿A qué se debe este equilibrio? Lo entenderás mejor con esta imagen:

 Moléculas de proteínas.  En la leche, cuyo valor de pH está en torno a 6,6, la carga neta de las proteínas es negativa.


La imagen anterior representa varias moléculas de proteínas de la leche y sus cargas eléctricas. Si el pH es normal (en torno a 6,6), las cargas eléctricas que predominan son las negativas, es decir, la carga neta es negativa. Eso hace que exista una repulsión entre las proteínas y así permanecen en equilibrio. Si se produce un descenso del pH, como ocurre cuando añadimos zumo de naranja, la carga de las proteínas cambia. De este modo, a medida que el pH va disminuyendo, el número de cargas positivas va aumentando. Llega un momento (pH=4,7) en el que la carga neta es nula, es decir las cargas negativas y las positivas se igualan (a esto se le llama punto isoléctrico), de manera que las proteínas se unen entre sí y el equilibrio que había hasta ahora se rompe. Mediante estas uniones se forman agregados de gran tamaño y de elevado peso que no pueden mantenerse en suspensión, así que precipitan. Se dice entonces que la leche se ha cortado.


Morir soñando
Algunos seguidores del blog apuntaban la semana pasada desde la República Dominicana que en ese país existe una bebida llamada Morir Soñando elaborada a base de leche y zumo de naranja (¡gracias por el aporte!). (Supongo que tan poético nombre se debe al mito que dice que la mezcla de leche con naranja es perjudicial...). Como puedes comprobar, si se sigue debidamente la receta de esta bebida, la leche no se corta. ¿Como es posible?

En la receta se indica que para hacer esta bebida primero hay que añadir hielo a la leche y luego ya se puede adicionar el zumo. La leche no se corta porque el punto isoeléctrico de las proteínas depende de la temperatura: por encima de 17º C la leche se corta a un pH de entre 5,2 y 4,7, mientras que si la temperatura es de 0º C se corta a pH=4,3. Es decir, en lugar de alcanzarse el punto isoeléctrico a pH 4,7, se alcanza a pH 4,3. Este fenómeno está relacionado con la estructura y la composición de las caseínas y con su carga eléctrica. Sin embargo su explicación es demasiado compleja como para tratarla aquí (si realmente estás interesado puedes consultar las fuentes que se recogen al final de este artículo).

Al igual que la semana pasada, me he tomado la molestia de grabar un vídeo en el que se puede apreciar el efecto de la temperatura en la estabilidad de las proteínas de la leche. (Y al igual que la semana pasada te pido disculpas por la pésima calidad cinematográfica).

 En el vídeo puedes ver dos vasos con leche. La temperatura de la leche es de 40º C en el vaso de la izquierda y de 4º C en el de la derecha. Añadimos zumo de naranja y...¡voilà!
Te animo a que hagas la prueba en casa. O a que se lo enseñes a tus hijos o alumnos ¡la ciencia es divertida!


Bebidas comerciales de leche y zumo
Como sabrás, desde hace unos años existen en el mercado bebidas que contienen leche y zumos de frutas y que no necesitan frío para su estabilización, así que la explicación que acabamos de ver no nos sirve para este caso. ¿Qué es lo que se hace para estabilizar esas bebidas y conseguir así que no se corte la leche?

Minute Maid, The Coca Cola Company, Refrescos Envasados de Sur, S.A., Sevilla, España.


Ya hemos visto que cuando añadimos ácido a la leche las proteínas se agregan debido a que se alcanza su punto isoelétrico. Pero esta unión de las proteínas se debe además a otro fenómeno que no hemos explicado hasta ahora. Las caseínas se encuentran en la leche formando estructuras llamadas micelas. Esas micelas contienen fosfato cálcico que se disuelve cuando añadimos un ácido, formándose así iones de calcio. El calcio penetra entonces en la estructura de la micela y provoca enlaces entre las proteínas, de manera que estas se agregan y precipitan.

Para evitar que la leche se corte cuando añadimos una sustancia ácida (y no queremos o no podemos contar con la estabilización por frío), se utiliza una sustancia que se llama pectina. Se trata de un estabilizante y espesante que se encuentra de manera natural en muchas frutas. De hecho, casi resulta poético porque algunas frutas, como la naranja o el limón, aportan el problema (provocan que la leche se corte) y también la solución (su piel contiene pectina).

Si añadimos a la leche una cantidad adecuada de pectina, ésta actúa como estabilizante. ¿Cómo lo hace? Ya hemos dicho que cuando añadimos un ácido, las caseínas adquieren cargas positivas. La pectina tiene grupos cargados negativamente, lo que hace posible que se una esas caseínas impidiendo así que se unan entre ellas y precipiten (podemos alcanzar valores de pH hasta 3,5-4,5).

Sin embargo, si la cantidad de pectina que añadimos es excesiva, la pectina actuará como espesante: el calcio de la leche formará uniones con la pectina y aumentará notablemente la viscosidad, dando como resultado una textura no deseable. En definitiva, debemos añadir la cantidad justa de pectina. (Por cierto, este experimento también lo puedes hacer en casa. Puedes encontrar pectina en algunas farmacias y tiendas especializadas).


Siento que en esta ocasión las explicaciones sean un poco vagas, pero unas respuestas más certeras serían muy complejas y extensas (tanto la micela de caseína como la pectina son estructuras muy complejas y las reacciones en las que intervienen también lo son). (De hecho, a día de hoy ni siquiera se conoce con absoluta certeza la estructura de las micelas de caseína). Espero al menos haber saciado tu curiosidad sobre este tema.


Por otra parte, ¿no estás deseando que llegue el verano para probar esa bebida de nombre tan poético?

Fuentes
- Corredig, M. y Dalgleish, D.G. (1996). Effect of temperature and pH on the interactions of whey proteins with casein micelles in skim milk. Food Research International, 29 (1), 49–55.
- de Kruif, C.G. y Roefs, S. (1996) Skim milk acidification at low temperatures: A model for the stability of casein micelles. Netherlands Milk And Dairy Journal, 50 (2), 113-120.
- Tuinier, R. y de Kruif, C.G. (2002). Stability of casein micelles in milk. Journal of Chemical Physics, 117, 1290.

Este post está en la portada de Menéame. Muchas gracias por vuestro interés. 

22 comentarios:

  1. Sigo las entradas de tu Blog hace tiempo. Como siempre sublime en todos sus aspectos.

    Si me permites una comparativa para "bien" , serias el heisenberg de Breaking Bad.

    Un fuerte abrazo y sigue así.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Ver esa serie es una de mis tareas pendientes. (Creo recordar que sólo he visto un trozo de un capítulo). Pero en cualquier caso, ¡muchas gracias!

      Un abrazo

      Eliminar
  2. Muy buen artículo. Te propongo otro artículo para desenmascarar (o autentificar) otra "leyenda urbana": "CUANDO TE SIRVEN UN VASO CON ZUMO DE NARANJA RECIEN EXPRIMIDO, HAY QUE BEBERSELO EN SEGUIDA PORQUE SI NO SE OXIDAN LOS COMPONENTES BENEFICIOSOS DEL MISMO (VITAMINA C, ETC)".

    Un saludo.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola Francisco,

      en este enlace puedes leer uno de los primeros artículos que escribí en el blog, que trata precisamente sobre eso: http://gominolasdepetroleo.blogspot.com/2011/06/bebete-el-zumo-que-se-le-van-las.html

      De todas formas, muchas gracias por la sugerencia. Si tienes alguna otra será bienvenida.
      ¡Un saludo!

      Eliminar
    2. Muchas gracias, no lo había visto, y además veo que has tenido en cuenta el efecto del oxígeno disuelto en el líquido (yo sólo pensaba en las moléculas en contacto con el aire en la superficie). Aun así, sería interesante saber el "ritmo de oxidación", para saber cuanto tiempo tendría que pasar para que cayera al 50% (por ejemplo) la concentración de vitaminas "no oxidadas". Supongo que habría que plantear una ecuación de "decaimiento" con dos factores, la tasa de oxidación por concentración de oxígeno disuelto y la tasa de contacto con el aire atmosférico, en la que habría que calcular el tiempo promedio en que una molécula de vitamina C, en su movimiento browniano, tarda en pasar por la superficie. La forma de disminuir ese efecto sería aumentando el tamaño del vaso, para disminuir la relación volumen/superficie.

      Un saludo.

      Eliminar
    3. Muchas gracias por la sugerencia Antonio. Tomo nota.

      Cuando comencé con el blog me propuse escribir los artículos tal y como sugieres: primero una respuesta rápida y luego la explicación más larga. Y así lo hice en más de una ocasión. Entiendo que mucha gente no quiere o no puede emplear tiempo en leer artículos tan extensos, o que simplemente no le interesa la explicación larga.

      Sin embargo, a medida que he escrito más artículos he ido abandonando esta estructura (respuesta rápida-explicación extensa) sin saber muy bien por qué. Supongo que se debe a varias razones, como por ejemplo el deseo de que la gente lea cada artículo con calma y disfrutando de él, y, sobre todo, el ánimo didáctico y divulgador con el que escribo el blog. Es decir, me gustaría que los lectores no solamente se centraran en la respuesta concisa a una pregunta concreta, sino que conocieran su explicación y que además disfrutaran con ello. Ya sé que con esto estoy pecando de ingenuo...
      Por otra parte, hay preguntas que no se pueden contestar con una simple frase, sino que necesitan una explicación más extensa.

      Repito, que soy consciente de que hay "lectores rápidos". Yo mismo soy uno de ellos en muchas ocasiones. Paso mucho tiempo leyendo artículos y blogs y entiendo perfectamente lo que me sugieres, así que repito que tomo nota.

      De nuevo muchas gracias por la sugerencia, siempre son bienvenidas. Por cierto, me alegro de que te guste el blog.

      ¡Un saludo!

      Eliminar
  3. Muy buen artículo. Te propongo otro artículo para desenmascarar (o autentificar) otra "leyenda urbana": "CUANDO TE SIRVEN UN VASO CON ZUMO DE NARANJA RECIEN EXPRIMIDO, HAY QUE BEBERSELO EN SEGUIDA PORQUE SI NO SE OXIDAN LOS COMPONENTES BENEFICIOSOS DEL MISMO (VITAMINA C, ETC)".

    Un saludo.

    ResponderEliminar
  4. Este es uno de los mejores blog que he conocido. Muchas gracias por el trabajo que haces.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Muchas gracias a ti por tus halagos y por el interés.
      Me alegro mucho de que te guste.
      ¡Saludos!

      Eliminar
  5. Muy chulo el artículo. Me gustaría hecer un apunte, aunque más bien es una duda...en el link que pones para explicar las diferentes estructuras de las proteínas yo creo que hay una errata en cuanto a la estructura cuaternaria, ya que según el link sólo la poseen proteínas oligoméricas o complejos de proteínas, y yo creo que una proteína monomérica también posee estructura cuaternaria, que es la estructura de la proteína relacionada con su función. Si alguien me puede sacar de dudas, muchas gracias :)

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola,

      no todas las proteínas tienen estructura cuaternaria: las monoméricas solamente alcanzan a tener estructura terciaria.

      Por otra parte, la estructura de la proteína que determina su función es la estructura primaria, es decir, la secuencia de aminoácidos que la forma (el collar de perlas del ejemplo de andar por casa que pongo en el post).

      Esta cadena de aminoácidos se dispone en el espacio de una determinada forma debido a que se establecen enlaces de hidrógeno (en forma de hélice si la cadena gira o en forma de lámina si se dispone en zig zag). Esta es la estructura secundaria.

      La estructura anterior se pliega sobre sí misma formando la estructura terciaria.

      Finalmente varias cadenas polipeptídicas se unen mediante enlaces débiles para formar la estructura cuaternaria. Así que, como ves, se necesitan varias cadenas para formar esta estructura, algo de lo que carecen las proteínas monoméricas. (Las proteínas oligoméricas están formadas por varias cadenas polipeptídicas). En definitiva, la imagen que se enlaza en el artículo es correcta.

      En cualquier caso, gracias por la observación.
      Espero haber aclarado tus dudas.
      ¡Saludos!

      Eliminar
  6. Grande el artículo, muy interesante y muy bien documentado

    ResponderEliminar
  7. Hola,

    He leído algunas de tus entradas y están muy bien explicadas. Si no me gustaran, no te diría nada, pero quiero sugerirte que le des la vuelta a la explicación poniendo al principio la solución y dejando las explicaciones para el final. No es necesario que sea una novela de misterio con la solución en la última página. Si lo haces así, atraerás tanto a gente que solo busca una explicación rápida como a los que la quieren más detallada. Para mí mismo es más natural leer la explicación inmediatamente y, dependiendo de si me interesa o no, seguir indagando en lo que escribes. Por el contrario, a veces he llegado a tu página desde Menéame con algo de prisa y no he podido llegar hasta el final. Dar la solución al principio puede despertar el interés del lector por explicaciones más detalladas, que si no sabes a qué vienen, pueden desincentivar la lectura.

    No desprecies el valor de los lectores con prisa. Si les das lo que quieren, volverán y acabarán siendo adictos a tus golosinas.

    Solo es una sugerencia que te hago porque me gusta tu página. Si no me gustara no me habría molestado en escribir toda esta parrafada con mis gustos.

    Saludos,


    Antonio

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

      Eliminar
  8. De acuerdo con Antonio.
    Excelente blog. Mary C.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Gracias Mary C., como le decía a Antonio, tomo nota.
      Gracias por la sugerencia.

      Un saludo

      Eliminar
  9. no habia leido tu blog antes, pero pro supuesto a partir de ahora soy fan tuya! LLevo muchos años escuchando a mi abuela hablar sobre la mezcla de zumo y leche, y sus diversas supersticiones, y nunca antes había consultado exactamente cuál es la realidad que hay detrás de sus palabras..Por fin lo sé! muchas gracias! :)
    Azahara

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Pues ¡bienvenida!

      Como se menciona en algunos artículos del blog, muchos mitos se basan en algún fundamento. Sin ir más lejos, asociar la leche cortada con leche en mal estado es un buen ejemplo de ello. Como sabrás, la sabiduría popular se suele basar en conocimientos empíricos, es decir, en la experiencia (a veces también en creencias y supersticiones). Pero como puedes comprobar, sólo eso no basta para dar explicación a lo que ocurre a nuestro alrededor.

      Si hay algún otro mito alimentario al que quieras dar respuesta, no dudes en preguntar.

      Muchas gracias a ti.
      Saludos

      Eliminar
  10. Hola a todos, muchas gracias por vuestro interés y por vuestros comentarios, críticas, sugerencias y halagos.

    Me alegro mucho de que os guste el blog.
    ¡Saludos!

    ResponderEliminar
  11. Hum... Una vez, como buen gallego, intenté hacer crema de orujo: aguardiente + leche condensada. ¿Tendrá mucho que ver con este artículo el hecho de que ambas sustancias se acabasen separando completamente en la botella al cabo de unos días? (Vaya pérdida de aguardiente...).

    Buen aporte Papyrus ;)

    ResponderEliminar
  12. Me encantó el artículo, me encanta conocer la ciencia detrás de los alimentos, y gracias por en enlace a nuestro blog.

    Ya veo que voy a visitarte con frecuencia. Gracias por este trabajo, este tipo de blogs es escaso en español.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Muchas gracias a ti por tu interés. Me alegro mucho de que te guste el blog. El tuyo también es interesante, aunque todavía no me he decidido a hacer ninguna receta. A ver si un día de estos me pongo manos a la obra...

      Saludos

      Eliminar

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...