lunes, 18 de diciembre de 2017

Las complicaciones del chocolate

Hace casi once años escribí una primera entrada sobre el chocolate, que casi nadie ha leído, centrada en lo que os voy a contar en esta, una necesaria actualización. La entrada nació de la lectura del interesante libro de Robert L. Wolke, "Lo que Einstein le contó a su cocinero", además de algunas búsquedas de trabajos científicos en torno a lo que se conoce como afloramiento (blooming en inglés) en la superficie de los productos a base de chocolate. Un problema complejo que ha dado muchos quebraderos de cabeza a la industria chocolatera. Se trata de ese fenómeno que es sobre todo evidente cuando el chocolate se ha conservado en unas circunstancias en las que ha sufrido continuos cambios de temperatura (como cuando ha estado en el interior de un vehículo, expuesto al sol de día y al frío de noche). Esa "agresión" genera una superficie blanquecina sobre nuestra tableta o bombón, además de otros efectos ligados a su textura y sabor, que siguen siendo estudiados hoy en día con las más modernas técnicas instrumentales, tanto por laboratorios universitarios como por los de las grandes empresas de alimentación.

Desde que escribí aquella entrada, se ha publicado mucha información adicional al respecto. Por ejemplo, hace pocos años me regalaron la segunda edición del libro de Stephen T. Beckett, "The Science of Chocolate", un texto muy interesante para los que, de alguna forma, hemos estado implicados en los complicados procesos de cristalización de materiales tan distintos del chocolate como son los polímeros o plásticos semicristalinos. Como es el caso de mi colega y amigo Alejandro J. Müller quien, con otros investigadores, publicó en 2013 un interesante artículo sobre asuntos relacionados con lo que nos ocupa [Journal of Food Engineering 116 (2013) 97]. De información como la citada se desprende que la cristalización y la reología del llamado licor de chocolate, que ahora explicaremos qué es, no tiene nada que envidiar en cuanto a complejidad a las de los polímeros. Y, concretamente, en lo que se refiere a la cristalización y a su evolución en el tiempo, cuando no se controla adecuadamente, es donde está el origen del temido blooming.

La fabricación del chocolate se inicia a partir de las almendras del cacao, contenidas en el interior de unas bayas leñosas o mazorcas, que nacen directamente de la planta tropical correspondiente. Tras su fermentación, secado y tostado (para incrementar aromas y colores mediante reacciones Maillard), la posterior molienda provoca que funda la grasa vegetal contenida en las almendras (conocida como manteca de cacao y que constituye el 55% de ellas) y se mezcle con partículas sólidas provenientes de la cubierta de las mismas y que se generan en la molienda. El resultado es una compleja mezcla con apariencia de un líquido espeso, oscuro y amargo, que es el licor de chocolate arriba mencionado. A partir de él son posibles varias alternativas. Una de las más comunes supone añadir a ese licor una importante cantidad de azúcar y cantidades variables de leche en polvo para obtener una nueva mezcla líquida que, adecuadamente enfriada, genera el clásico chocolate con leche. Si al obtener el licor de chocolate eliminamos las partículas sólidas provenientes del pulverizado de las almendras, que le dan su color marrón, entonces la posterior mezcla con azúcar y leche y su solidificación da lugar al chocolate blanco. Pero eso supone eliminar también los antioxidantes contenidos en las partículas sólidas, con lo que, en general, el chocolate blanco no se conserva tan bien como el chocolate más o menos oscuro y, como consecuencia, es mejor que no le de mucho la luz, que aceleraría la descomposición de las grasas de la manteca de cacao.

Sea cual sea la mezcla final, la cohesión entre los abundantes cristales de azúcar, que son hidrofílicos (se disuelven en agua), los sólidos derivados de las almendras y la manteca de cacao, que es hidrófoba (odia el agua), no es nada fácil. Por eso, los maestros chocolateros adicionan los llamados emulsificantes (el más habitual es la lecitina) para lograr la cohesión entre esas fases de distinto signo en el proceso conocido como conchado. En él, la mezcla de todos los componentes se calienta entre 55 y 75º y se mantiene en constante agitación para conseguir una emulsión estable (una especie de mayonesa a base de manteca de cacao). El proceso implica, al mismo tiempo, la eliminación progresiva de parte de la humedad contenida, así como de ácidos volátiles, probablemente el más importante de los cuales sea el ácido acético (vinagre).

Finalmente, la mezcla se deja enfriar de forma y manera que la manteca de cacao forme un sólido que cristaliza y cementa la mezcla con azúcar y partículas. Pero la cosa no es tan sencilla como enfriar agua para que se nos formen cristales de hielo a 0ºC y, por ello, necesita de un adecuado control en una fase de la fabricación conocida como templado. Y ello es así porque, a su vez, la manteca de cacao es una compleja mezcla de triglicéridos, moléculas a base de ácidos grasos y glicerina (como los de las grasas que, en el post anterior, daban lugar al jabón con el concurso de la sosa cáustica). Los ácidos de los que provienen esos triglicéridos pueden ser saturados (sin dobles enlaces) o insaturados (con dobles enlaces). Pues bien, la temperatura de cristalización de un triglicérido disminuye con el número de dobles enlaces. Adicionando leche a la mezcla, el contenido en insaturados crece y la temperatura de fusión disminuye. Por eso el chocolate negro, sin leche o con poca, necesita más temperatura para fundir que el chocolate con más leche.

Como consecuencia de esa complejidad, el enfriamiento de la mezcla de cacao, azúcar, las partículas sólidas procedentes de la molienda y, en su caso, leche, puede proporcionar un chocolate sólido que puede cristalizar hasta en seis formas cristalinas diferentes (lo que los químico-físicos llamamos polimorfismo de un sólido) y que se suelen denotar con números romanos entre el uno y el seis. Formas polimorfas son también, en el caso del carbono, los diamantes y el grafito de los lápices, ambos provenientes de un mismo magma fundido de carbono pero que se ha enfriado de forma diferente. Sólo una elección adecuada, por parte de los maestros chocolateros, de los procesos (templado) a los que se produce la cristalización, hacen que la mezcla fundida acabe cristalizando en la forma adecuada (la llamada forma V), cuyos cristales funden luego en nuestra boca a 37 ºC, unos pocos grados por encima de su temperatura de fusión a 33 ºC. La formación específica de esos cristales proporciona además esa apariencia satinada y atractiva de la superficie del chocolate, así como el agradable chasquido al partirlo.

Sin embargo, la estabilidad de esa forma V es muy complicada en las condiciones que, habitualmente, vive el chocolate en nuestras casas. Si el chocolate se mantiene a temperaturas un poco altas, la Forma V se transforma en poco tiempo en Forma IV, más blandita y que no produce chasquido al tratar de romperlo. Además, en esas condiciones, parte de la manteca de cacao puede estar ya en forma líquida y emigrar a la superficie de la tableta, donde "aflora" en forma de largos cristales que le dan la apariencia blanquecina del blooming. Si, por el contrario, el chocolate se mantiene a temperatura baja y mucho tiempo, por ejemplo en un frigorífico, la Forma V evoluciona a la Forma VI, un sólido más estable en esas condiciones. Es una transformación de un sólido en otro sólido, mucho más la lenta que la evolución de la Forma V a la IV. Pero, al final, la Forma VI también forma cristales en la superficie y el blooming aparece igualmente, aunque esta vez a mucho más largo plazo.

El afloramiento de cristales de triglicéridos es el fenómeno más habitual, aunque también puede ocurrir que algo del azúcar, existente en el chocolate en forma amorfa (no cristalina), emigre a la superficie y acabe cristalizando en ella con un efecto que, visualmente, es casi idéntico al afloramiento o blooming de la manteca de cacao. Hay una forma sencilla para distinguir si uno u otro proceso es el que ha dado lugar a la capa blanquecina que vemos. Basta con colocar una pequeña gota de agua sobre esa zona. Si el problema es debido a la manteca de cacao la gota se queda tal cual ya que no puede disolver a la manteca. Si es debido al azúcar, la gota se extiende sobre la superficie, a medida que el agua va disolviendo al azúcar.

Aunque los maestros chocolateros tratan de minimizar estos problemas con variados trucos en los que la Química Física de la fusión y cristalización de la manteca de cacao se maneja y controla adecuadamente, lo cierto es que mas vale que dejéis el chocolate en un sitio fresco, sin grandes variaciones de temperatura, y lo consumáis con una cierta rapidez (con peligro para vuestro peso). En caso contrario, el blooming os acecha.

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lunes, 11 de diciembre de 2017

Cosas que quizás no sepas del jabón

Aunque, dadas las fechas, la foto de la izquierda pueda parecer una pila de diferentes turrones de mazapán, lo cierto es que son jabones. Con ocasión de dichas fechas hay casi un mercado navideño en cada ciudad (debajo de mi casa lo andan ya montando) y, en ellos, nunca faltan puestos de artesanos del jabón que nos venden todo tipo de versiones de jabones "naturales", "hechos en casa", "sin químicos" y otra serie de retahílas de las que, cada día, pueblan las informaciones sobre productos relacionados con la cosmética. Pero hay más cera que la que arde en esto de la Química y los jabones y, aunque ya he escrito sobre ello en otra ocasión, recientemente y como consecuencia de mi creciente interés por los perfumes, he tirado del hilo y he podido renovar mis opiniones al respecto.

La Food and Drug Administration (FDA) americana distingue claramente en una página al respecto entre los términos jabón y detergente. El jabón (el de siempre) lo define como la combinación de grasas (sólidas o semisólidas) y aceites (líquidos) (ya sean animales o vegetales) y un álcali, generalmente sosa o potasa cáusticas (NaOH y KOH para los químicos). Por el contrario, los detergentes son preparados también destinados a la limpieza pero obtenidos, en su gran mayoría, a partir de sustancias químicas de síntesis. A veces, en estos últimos, aparece la palabra jabón pero dice la FDA que no es un verdadero jabón de acuerdo con los términos regulatorios.

Pero, en esta definición, se deja claro que, para que haya jabón, tiene que haber un álcali. Si uno quiere hacer un jabón en pastilla generalmente se usa la sosa, si lo quieres más blandito la potasa. Pero si no hay un álcali en juego no hay jabón. Eso lo reconocen hasta las páginas webs más radicales sobre la vida "natural". Así que, punto uno, un jabón no existe si no hay una reacción química (llamada saponificación) entre grasas o aceites con álcalis. En cuanto a las grasas y aceites, ahora lo que privan son los de origen vegetal: el aceite de oliva, el aceite de coco, el aceite de girasol, al aceite de palma (este hoy un poco desprestigiado), el aceite de canola y otros muchos más provenientes de plantas exóticas (como el de aguacate). Pero, no hay que olvidar que una gran parte de los jabones convencionales que se han hecho en este país lo han sido a partir de grasas animales como el sebo, un subproducto del sacrificio de vacas y cerdos.

Tras la adecuada reacción química con los álcalis esas grasas y aceites se transforman en nuevos productos que aparecen listados en los ingredientes de los jabones y que, curiosamente, incluso en los que que se venden en España, lo hacen con sus nombres en inglés. Por ejemplo, en el famoso y conocido jabón de Heno de Pravia, la cara anterior del envase está redactada en castellano y contiene los términos Original y Jabón Natural. Pero en la parte trasera (por lo menos en el que yo he comprado en mi súper) aparecen los ingredientes del mismo en inglés: Sodium tallowate, sodium cocoate, water, glycerin y otra larga serie de ingredientes correspondientes a aromas, conservantes, etc. Sodium tallowate es el resultado de la reacción del sebo de vacuno con sosa cáustica, de donde proviene el sodio. Sodium cocoate es el resultado de la reacción del aceite de coco con sosa cáustica. En otros jabones se pueden leer términos como sodium olivate, resultado de la acción de la sosa cáustica sobre el aceite de oliva. Como las grasas y aceites son mezclas bastante complejas de moléculas químicas conocidas como triglicéridos, se puede concluir que, punto dos, los componentes esenciales del jabón, tal y como finalmente se venden, son nuevas y complejas mezclas de sustancias químicas derivadas de las reacciones con los álcalis de las grasas y aceites empleados, aunque os lo quieran vender como si estuviera compuesto por las propias grasas o aceites extraídos de plantas naturales.

Otro punto interesante es el asunto de si algo tan corrosivo como la sosa cáustica sigue perviviendo en el jabón tras el proceso que ha dado lugar al mismo. Las páginas web que ilustran sobre cómo fabricar jabón suelen contener calculadores para estimar la cantidad exacta de sosa cáustica que hay que emplear para estar seguros de que toda esa sosa se consume, dependiendo del tipo de grasa o aceite que vayamos a emplear para fabricar el jabón. Y si se consumiera por completo, sería lógico que no apareciera en la lista de ingredientes como tal, ya no está en el jabón. Pero esos cálculos solo son aproximaciones groseras, ya que dentro de un mismo tipo de grasa o aceite (pongamos el caso del aceite de oliva), la composición puede variar dependiendo del origen, tipo de aceituna, procesado, etc. y es muy probable que el ajuste que proporcionan esos calculadores haga que, en el jabón final, quede algo de aceite o de sosa cáustica sin reaccionar. No es nada peligroso porque, en general, son cantidades pequeñas que incluso pueden ir desapareciendo por la acción del CO2 del ambiente. Pero si el exceso de sosa cáustica es importante podría causar problemas a las pieles sensible. De hecho, hay normas sobre la cantidad máxima de sosa cáustica que puede contener un jabón comercial y procedimientos analíticos para determinarla. Así que, punto tres, el jabón de toda la vida, si no está bien hecho, puede contener restos de sosa cáustica y pudiera causar problemas (leves) de los casi ningún fabricante quiere hablar. Unos pocos, más honestos, reconocen que puede quedar sosa en sus jabones y en las etiquetas aparece como ingrediente su nombre químico, hidróxido sódico o sodium hydroxide.

Y, finalmente, hay gente que en estos foros de cosmética que ando visitando hacen preguntas de lo más lógicas. ¿Cómo se puede adjetivar a estos jabones como "naturales" cuando usamos un "químico" tan enérgico como la sosa cáustica y obtenemos nuevos productos que no están generalmente en la naturaleza?. Buena pregunta, pardiez. Aquí los fabricantes usan todo tipo de estratagemas. La más común es decir que la sosa desaparece durante la producción del jabón algo que, al menos en parte, acabamos de desmontar. Pero, aunque así fuera, eso mismo le pasa al Bisfenol A al producir policarbonato o resinas epoxi y ya véis la que hay montada sobre él. Hay quien argumenta que la sosa cáustica no puede considerarse "no natural" porque se obtiene, fundamentalmente, a partir de la electrolisis de disoluciones de sal común (cloruro sódico), algo que está en la naturaleza, sin emplear disolventes ni otros reactivos de carácter sintético. Respuesta que tiene su mérito, pero sin ningún rigor químico. En cualquier caso, todos ellos obvian que los sebatos de sodio, los olivatos de sodio o los cocoatos de sodio de las etiquetas de ingredientes (ahora los he puesto en castellano) son sustancias de síntesis que aparecen como consecuencia de la reacción de las grasas o aceites con la sosa cáustica. Y el que no lo quiera ver así es porque tiene intereses en ello.

Y ya mejor no os empiezo a contar cosas de jabones para veganos, jabones sin gluten o jabones hechos en casa con restos de aceite usado para freír, porque esto me quedaría muy largo y luego me riñen.

P.D. El que los ingredientes aparezcan en inglés no es tan curioso. Es un problema de normativa europea, como muy bien explica el interesante comentario que, muy de mañana, me ha colocado el Prof. Mans y que aparece debajo.

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