La Fisicoquímica es un área de la Ciencia y Tecnología de Alimentos, que ha cobrado una mayor identidad en los últimos años. La mayor parte de los fenómenos que gobiernan los procesos alimentarios y los cambios en los alimentos durante su almacenamiento y conservación pueden ser abordados desde una Fisicoquímica moderna, entendida como aquella que proporciona las bases para comprender los fenómenos físicos y químicos en los alimentos, las herramientas para controlar estos fenómenos y para crear procesos y alimentos mejorados. De esta forma, será posible ajustar las condiciones de procesado o almacenamiento para optimizar la calidad y estabilidad de los productos.
Fenómenos fisicoquímicos, como la velocidad a la que ocurren las reacciones en los alimentos; los equilibrios de fases (fusión, congelación, cristalización); los procesos controlados por difusión y flujo a través de las fases vítreas o gomosas de los alimentos; el comportamiento reológico y textural de los ingredientes; las propiedades funcionales de los ingredientes alimentarios; la formación y propiedades de los geles; etc., repercuten en los atributos de calidad del producto final.
Desde la Fisicoquímica moderna, se puede dar solución a múltiples problemas de la industria alimentaria, tales como: la distribución de tamaños de cristales de hielo durante la congelación, la estabilidad de emulsiones y espumas, la selección de los estabilizantes y emulsionantes adecuados para una formulación, la selección de solutos que proporcionen la textura deseada en un producto final, la textura de los geles, el apelmazamiento o cristalización de productos en polvo, etc.
El análisis fisicoquímico, debe contemplar la descripción de los sistemas alimentarios desde diferentes enfoques: estructural, termodinámico, molecular, cinético y hedónico-nutricional. La descripción de estos términos en los alimentos es muy compleja debido a que estos en su mayoría son sistemas coloidales.
La Fisicoquímica moderna, se analiza desde 3 puntos de vista:
- Fenómenos fisicoquímicos asociados a las interacciones del agua en los alimentos
- Aspectos fisicoquímicos relacionados con la estructura coloidal de los alimentos
- Propiedades físicas o bioingenieríles de los alimentos
En el Laboratorio de Control de Calidad de Alimentos (LabCCA) de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, el desarrollo experimental del área de Fisicoquímica de los Alimentos, contempla el análisis termodinámico del alimento en sus fases sólidas y líquidas, las propiedades de la fase líquida del alimento (productos de alta humedad y humedad intermedia), propiedades de la fase sólida (productos de baja humedad) determinadas por los fenómenos superficiales (adsorción y desorción) y capilares, transiciones de fases (vítreo/gomoso) relacionadas con la interacción del agua con el sustrato y finalmente con las propiedades relacionadas con el transporte de la materia.
Analizar los alimentos desde un planteamiento termodinámico, en el marco de los procesos, como sistemas multifásicos, y multicomponentes, debe centrarse en el agua como componente mayoritario, ya que imparte movilidad al resto de los componentes y que actúa como disolvente de otros, jugando un papel decisivo en la definición de sus propiedades y la estabilidad del alimento.
Las interacciones del agua con el resto de componentes del alimento determinan las transiciones de fases, las propiedades difusionales del substrato, la factibilidad y cinética de las reacciones de deterioro, las características del envase adecuado, las condiciones de almacenamiento, entre otras.
Desde los aspectos fisicoquímicos relacionados con la estructura coloidal de los alimentos, debe entenderse los alimentos como sistemas coloidales muy frecuentes, donde la estructura del mismo juega un papel muy importante en sus propiedades características. Los sistemas coloidales se caracterizan por la presencia de partículas con un tamaño mucho mayor que las moléculas del medio dispersante, pero suficiente ente pequeñas para que su movimiento Browniano no sea interferido por la acción de la gravedad. Las gotas de aceite de una mayonesa, los glóbulos de grasa de la leche o la crema, los fragmentos celulares de un licuado de frutas, son ejemplos prácticos.
Las interacciones entre las partículas coloidales presentes en la leche, yogurt, salsas, alimentos formulados, etc., determinan la estabilidad o inestabilidad física del producto o la factibilidad de determinados procesos. El conocer los factores que influyen en esas interacciones y en definitiva en la inestabilidad de los sistemas es sumamente importante para un profesional afín a los alimentos.
En el pasado, la formulación y manipulación de alimentos coloidales, ha utilizado mucho el empirismo y hoy día la definición de las condiciones del procesado (homogeneización, tratamiento térmico, etc.) o la formulación de un producto coloidal puede abordarse, desde las consideraciones teóricas con mucha más eficacia, considerando todos los fenómenos coloidales (superficiales y electrostáticos, adsorción, interacciones intermoleculares e interpartícula, análisis termodinámico y cinético de los sistemas, propiedades de los hidrocoloides, etc.) y su gran influencia en la estabilidad o desestabilidad de los alimentos.
Desde los aspectos fisicoquímicos relacionados con las propiedades físicas de los alimentos, la necesidad de su medida, control y correlación con atributos de calidad u otras propiedades del producto, es indispensable en el proceso de formación e investigación, ya que el diseño y selección de equipos y procesos para la industria alimentaria requiere del conocimiento de estas propiedades.
Las propiedades físicas juegan un papel importante sobre el control de calidad y los estudios enfocados al conocimiento estructural y fisicoquímico de los sistemas alimentarios. El estudio del comportamiento de las propiedades físicas aporta gran información sobre los cambios fisicoquímicos y estructurales que presentan las materias primas durante el proceso o el almacenamiento y cuyo conocimiento es fundamental para el diseño de los mismos y la selección de la tecnología más adecuada.
La mayoría de los equipos del LabCCA, cuentan con un software especializado que permite obtener datos de manera inmediata.Poseen diversos accesorios para realizar gran variedad de pruebas en todo tipo de muestras: líquidas, sólidas, granuladas, pulverizadas o geles
Para el adecuado uso de los equipos, brindamos entrenamiento y acompañamiento constante, bajo las condiciones requeridas en Seguridad y Salud Ocupacional.