El Mal conocido Papel de la Lecitina En el chocolate

Los orígenes y porcentajes del cacao, los tipos de azúcar y/o leche y los métodos de procesamiento no son los únicos problemas que los fabricantes de chocolate tienen que atravesar en cada lote. Mientras que algunos ingredientes se seleccionan para impartir combinaciones de sabores o texturas específicas, otros se incluyen para llevar a cabo razones utilitarias en lugar de epicúreas. A esta última categoría pertenece la lecitina, un ingrediente ampliamente utilizado por los fabricantes de chocolate industrial, que funciona en cantidades mínimas y, por lo tanto, se suele declarar al final de una lista de ingredientes.

Pero, ¿cuánto sabemos sobre la lecitina y su papel específico en el chocolate?
En tecnología alimentaria, la lecitina es un emulsionante, un tipo de aditivo que desempeña una función polivalente en alimentos procesados. Desde un punto de vista más amplio, ¿cómo actúan los emulsionantes para ser tan versátiles en la mayoría de las aplicaciones alimentarias?

Emulsionantes alimentarios: qué son y cómo pueden ser multifuncionales

Los emulsionantes se describen canónicamente como sustancias que ayudan a la estabilización de dos medios normalmente inmiscibles (que no permanecen estables y homogeneizados después de ser mezclados. Por ejemplo, una espuma (un gas en líquido o sólido) o una dispersión (un líquido en líquido o sólido) son dos diferentes bifásica sistemas que pueden mantenerse juntos gracias a la presencia de un emulsionante.

Dos dispersiones típicas de líquido en líquido naturalmente inestables son agua en aceite y su inversa aceite en agua.

Dispersión de aceite en agua

Las gotas de aceite dispersas presentan una tensión superficial evidente debido a la naturaleza repulsiva de los dos inmiscibles (aceite y agua). En ausencia de un emulsionante, el antagonismo natural de las dos fases líquidas obligaría a las gotitas de aceite a fusionarse, es decir, a atraer las gotitas de aceite más cercanas para formar otras más grandes que resultan más estables al tener una tensión superficial reducida con respecto al aumento de volumen.

Los emulsionantes, por poseer propiedades anfifílicas, con cabezas de su estructura molecular hidrofílicas (amantes del agua) y colas lipofílicas (amantes de la grasa), facilitan las interacciones de energía entre las fases de agua y aceite mutuamente repulsivas al reducir su tensión superficial y homogeneizar la dispersión.

Moléculas de un anfífilo estabilizando emulsiones de aceite en agua y agua en aceite

Ejemplos de emulsiones de aceite en agua: leche, mayonesa. Ejemplos de emulsiones de agua en aceite: mantequilla, margarina.

En numerosos productos alimenticios, las ventajas proporcionadas por los emulsionantes son visibles, ya que se manifiestan como:
stability * estabilidad de los condimentos contra la separación de fases, evitando que el aceite y el agua se separen durante la producción, distribución o almacenamiento,
through * textura mejorada y vida útil prolongada en productos horneados a través de la complejación del almidón, protegiéndolo de la retrogradación y el estancamiento,
• * anti-salpicaduras reforzado propiedades en margarinas y aceites para freír al evitar que la gravedad traiga las gotas de grasa que salpican a la sartén caliente.

Uno de los emulsionantes más utilizados y apreciados para obtener muchas de las funciones de estabilidad mencionadas anteriormente en un alimento es definitivamente la lecitina. Así que, volviendo a su identidad, investiguemos la lecitina con una mirada más cercana.

Lecitina en la industria alimentaria: historia, mercado y fabricación

La lecitina (del griego lekithos, «yema») fue aislada por primera vez de la yema de huevo en 1845 por el químico y farmacéutico francés Théodore-Nicolas Gobley—el mismo científico que descubriría la vainillina como el agente aromatizante característico de la vainilla natural alrededor de una década después.
Gobley demostró la presencia de lecitina en una amplia variedad de materias biológicas, enfocando sus estudios especialmente en tejidos de origen animal. Descubrió que la lecitina biológica era una mezcla de fosfolípidos bipolares que realizaban funciones fisiológicas esenciales, como la estabilización de las membranas celulares y la facilitación de la actividad metabólica en los órganos humanos (cerebro, sangre, hígado, etc.).).

Diagrama esquemático de un fosfolípido y vista de una bicapa de fosfolípidos en una membrana celular

Para observar cómo las membranas celulares están formadas por dos capas opuestas de fosfolípidos, mientras que las emulsiones tienen solo una, llamada micela (ver imagen anterior).

La primera referencia conocida a la presencia de lecitina, incluso en plantas como la soja se remonta a 1889, en Suiza, donde el legado dejado por un químico alemán llamado Ernst Schulze haría a continuación marcar Alemania como el principal centro Europeo para el desarrollo industrial de alimentos-propósito lecitina.
La primera patente para la aplicación de lecitina de soja al chocolate fue presentada en 1930 por Hansa-Mühle, que más tarde comenzaría a importar soja como mercancía de los prolíficos Estados Unidos y a vender el ingrediente terminado a los fabricantes de chocolate estadounidenses.

En los días modernos, las materias primas de las que se puede extraer la lecitina a base de plantas nunca han sido tan variadas: no solo la soja, sino también las semillas de colza y las semillas de girasol. A pesar de esta diversidad, la fuente de mayor rendimiento para la producción de lecitina sigue siendo la soja.

Volumen de producción de soja por país

Se proyecta que Asia-Pacífico será la región de mayor consumo de lecitina de soja (contenida en muchos alimentos de conveniencia) para los próximos años, a pesar de que son los Estados Unidos los que han estado liderando la producción del mercado mundial de soja y lecitina de soja desde el final de la Segunda Guerra Mundial.

La lecitina de soja orgánica es la respuesta más limpia a la lecitina de soja convencional, mientras que los productores certifican mantenerse alejados de cualquier práctica cuestionable de OMG.

Soja seca

Debido a los estrictos requisitos de la UE para declarar cualquier adición de alérgenos y organismos modificados genéticamente (OMG) en los alimentos, se está produciendo un cambio gradual hacia fuentes de lecitina libres de alérgenos y OMG, como la lecitina de girasol, en la industria alimentaria, que se preocupa por el consumidor informado.

Semillas de girasol

Además, la lecitina de girasol muestra las mismas funcionalidades de flujo de la lecitina de soja con un aumento más ligero de aproximadamente 0,1%.

Las fuentes de colza para lecitina, en cambio, están marginadas por la presencia de ácidos grasos trans no saludables en la composición del aceite erúcico, de los cuales la colza es naturalmente rica. Se prevén patrones más saludables para la extracción de lecitina de colza en la canola de variedad OGM de baja erucic, aunque plantea preocupaciones similares ya vistas para la lecitina de soja no orgánica.

Semillas de colza

Contrariamente a las creencias populares, no toda la lecitina se crea igual.
La lecitina comercial tiene diferentes grados y formas (engrasada y desengrasada), adecuada para aplicaciones específicas de alimentos para lograr las propiedades de dispersión deseadas. En particular, las lecitinas líquidas (engrasadas) se recomiendan para un alimento en el que la fase grasa prevalece sobre la fase acuosa, ya que tienden a dispersarse más fácilmente en dispersiones a base de grasa; mientras que las lecitinas desengrasadas (en polvo) se recomiendan para un alimento en el que la fase acuosa prevalece sobre la fase grasa, siendo más fácilmente solubles en dispersiones a base de agua.
Las propiedades de emulsificación de la lecitina en diferentes grados se expresan convencionalmente con un índice de Equilibrio Hidrófilo-Lipófilo (HLB).

Equilibrio hidrófilo-lipofílico (HLB) de diferentes grados de lecitina

La lecitina de grado fluido estándar contiene aproximadamente un 36% de triglicéridos. La lecitina desengrasada tiene una forma granular o en polvo, con sus triglicéridos y ácidos grasos libres eliminados. El proceso de fraccionamiento para hacer lecitina desenrollada refinada aprovecha la diferente solubilidad de los fosfolípidos en el disolvente polar. La lecitina se puede modificar aún más a través de hidrolización y reacciones enzimáticas para hacerla más adecuada para emulsiones de aceite en agua.

La fabricación de lecitina líquida estándar se puede obtener de la materia prima mecánicamente a través de un proceso natural, que primero limpia y presiona las semillas oleaginosas y luego desgasta el lodo de aceite a 70°C, después de la centrifugación para separar el aceite crudo del componente de agua.
La extracción química selectiva de lípidos (aceite) de lecitina con solventes, como hexano, acetona o alcohol, solo es necesaria cuando la forma de lecitina deseada está desengrasada.
Tal distinción es fundamental, ya que, para la fabricación de chocolate, una lecitina de grado HLB de 4 puntos es generalmente el estándar.

Lecitina de girasol de grado fluido estándar

Dado que el chocolate es un medio lipofílico, la lecitina sin desengrasar es la opción.

En términos simples, el tipo de lecitina utilizada para el chocolate no es tan procesada como los propagadores de miedo de alimentos divulgan erróneamente. Cuanto más lipofílica (aceitosa) sea la lecitina, menos procesada.

Después de darse cuenta de por qué los diferentes tipos de lecitina están disponibles en el mercado actual, ¿cuál es el análisis primario de costo/beneficio que justifica el uso de un emulsionante en el chocolate?

Comportamiento del flujo del chocolate: por qué es esencial saber antes de controlarlo

Desde un punto de vista físico, el chocolate se puede describir como una suspensión, es decir, un tipo particular de dispersión que consiste en partículas sólidas sin grasa (sólidos de cacao, cristales de azúcar y, eventualmente, partículas de leche en polvo) dispersadas en manteca de cacao como una fase grasa continua (líquida).
¿Qué sucede cuando el chocolate se mueve como una suspensión sólida en líquido?

En reología, la ciencia que estudia la deformación y el flujo de sólidos y fluidos bajo la influencia de fuerzas mecánicas, el chocolate fundido es un fluido no newtoniano que adelgaza el corte, lo que indica una sustancia líquida «imperfecta» con una fase sólida dispersa cuya viscosidad (la resistencia al flujo) disminuye con el aumento del estrés con el tiempo.
Mientras que las sustancias newtonianas perfectas, como el agua y la leche, tienen viscosidad constante, independientemente de las velocidades de cizallamiento (velocidades), las sustancias no newtonianas como el chocolate tienen diferentes viscosidades a diferentes velocidades de cizallamiento. Como tal, medir la viscosidad de la velocidad de cizallamiento simple una o dos veces a lo largo de todo el proceso de fabricación de chocolate no proporciona información suficiente para predecir, y luego controlar, el rendimiento del flujo del chocolate, fundamental para distinguir entre los procesos que ocurren a diferentes velocidades de cizallamiento, como el moldeado, la vibración y el enfundado.

Diferencias de comportamiento de viscosidad entre un fluido no newtoniano y un fluido newtoniano

En las grandes economías de escala, la factorización de estas variables es primordial para optimizar la consistencia del producto frente a los márgenes de beneficio. Por lo tanto, los costos de producción estarán estrechamente vinculados a la capacidad de lograr y mantener una calidad constante del producto, asegurando la satisfacción y la lealtad del cliente, sin la necesidad de ajustar la receta lote tras lote.
Si definir la viscosidad de un chocolate para una receta específica requiere una alta precisión con mediciones y cálculos, saber qué viscosidad exacta se necesita permite garantizar que se use la menor cantidad de manteca de cacao, el insumo más caro en la producción de chocolate, que sea absolutamente necesaria.
Para un gran fabricante de chocolate, de hecho, es posible obtener ganancias sustanciales al desarrollar recetas más rentables con cambios estratégicos menores. Un ahorro de manteca de cacao del 4% aparentemente irrelevante, la cantidad máxima intercambiable con una cantidad diez veces menor de lecitina (0,4%), tiene el poder de producir efectos sustanciales en el orden de los 100.000 EUR/USD al producir 1.000 toneladas de chocolate.
Con ganancias tan claras, no es de extrañar que la gran industria del chocolate se incline hacia los emulsionantes estables en costos como una alternativa viable a la manteca de cacao ineficiente en costos. Los emulsionantes como la lecitina no solo reducen los costos, sino que también ofrecen al fabricante de chocolate una herramienta definitiva para controlar la viscosidad y, en consecuencia, alcanzar la consistencia durante la producción.

Entonces, ahora que hemos entendido la razón principal por la que el uso de emulsionantes es conveniente para un fabricante de chocolate a gran escala, ¿cómo funciona específicamente la lecitina cuando se agrega al chocolate?

Lecitina: cómo ayuda a la eficiencia en la producción de chocolate

Tome su chocolate a granel promedio. Es probable que se caracterice por un bajo contenido de masa de cacao, mientras que la manteca de cacao no superará un 32%, que es la cantidad mínima recomendada de grasa para que la fluidez del chocolate sea aceptable. La parte del león restante consistirá principalmente en componentes sólidos secos (a saber, azúcar, cacao en polvo y, eventualmente, leche en polvo), comprimidos en la médula y obligados a fluir en un depósito de grasa agotado.
Recortar los porcentajes esenciales de manteca de cacao conducirá inevitablemente a pagar una tarifa en la producción de chocolate en el futuro, ya que la necesidad de dispersar uniformemente la fase seca con alto contenido de sólidos en la fase líquida baja en grasa debe equilibrarse con la necesidad de evitar lograr una partícula gruesa, no deseada para el paladar del consumidor. Para frustrar el problema, el gran fabricante de chocolate intenta maximizar dos aspectos durante la producción:
⠀ * trabajar el chocolate para alcanzar un tamaño de partícula muy fino, cuya granulometría no se puede percibir al probar el chocolate, generalmente hasta aproximadamente 18-20 µm;
⠀ * dispersar las partículas altamente finas logradas en la masa de chocolate, aprovechando la ayuda de lecitina.

Como se desea un tamaño de partícula fino por razones sensoriales, la conformación de chocolate de nueva ingeniería con alto contenido de partículas sólidas aún no carece de inconvenientes técnicos, ya que puede afectar a un valor menos conocido relevante para la fluidez del chocolate, reportado como «valor de rendimiento».»
Mientras que la viscosidad del plástico (PV) es la fuerza necesaria para mantener un flujo constante en la masa de chocolate (importante para procesos con velocidades de cizallamiento medias a altas, como el enfundado), el valor de rendimiento (YV) es la fuerza necesaria para iniciar el flujo en el chocolate, afectando las bajas velocidades de cizallamiento, particularmente durante los procesos de moldeo y vibración; entonces, YV es incluso más crítico que PV cuando se trata de barras de chocolate.

Para intervenir positivamente en el valor de rendimiento, la lecitina viene al rescate para la producción del chocolate con un tamaño de partículas finas y con una reducción mínima de grasa.
A diferencia de la manteca de cacao, que no tiene propiedades emulsionantes, la lecitina se elige a favor gracias a su ambivalencia funcional como agente tensoactivo. Las cabezas hidrofílicas de sus componentes fosfolípidos interactúan con las partículas de azúcar, mientras que las colas lipofílicas fluctúan en la manteca de cacao y la grasa libre adicional de los eventuales ingredientes lácteos.

Moléculas de lecitina que rodean las partículas de azúcar en la fase grasa continua en el chocolate

Incluso si la masa de chocolate no tiene agua, se puede considerar una dispersión de agua en aceite, mientras que «agua» son los sólidos hidrófilos dispersados en la fase grasa.

Las interacciones físicas de los fosfolípidos de lecitina en partículas de azúcar forman «micro-huecos» espaciales entre las partículas de azúcar y la fase grasa, como para reducir la fricción mecánica de las partículas en la dispersión baja en grasa y, en consecuencia, la energía requerida para mantener la masa de chocolate dentro de las propiedades de flujo óptimas.

Cuando todo parece funcionar como un encanto para el nuevo valor de rendimiento mejorado, un segundo obstáculo puede invalidar potencialmente los beneficios obtenidos al usar lecitina por completo.
En la fabricación de chocolate, de hecho, cuanto más finas sean las partículas sólidas dispersadas en un chocolate bajo en grasa, mayor será la cantidad de lecitina requerida, debido a una proporción creciente de superficie a volumen de las partículas más pequeñas.

Diferencias de relación superficie-volumen

La partícula A tiene una relación superficie-volumen tres veces mayor que la partícula B, a pesar de que su radio es un tercio B, por lo que requiere más entrada (emulsionante) para ser «humedecida» (recubierta y lubricada).

Pero agregar más lecitina por encima de un cierto umbral puede provocar un inconveniente irreversible, conocido como «efecto espesante».»Este fenómeno bien estudiado por la industria del chocolate ocurre cuando las cantidades de lecitina en exceso interactúan con las moléculas de lecitina ya agregadas, promoviendo la formación de micelas inversas, que no solo dejan de disminuir el estrés de fluencia, sino que comienzan a aumentarlo después de cruzar una dosis de 0,4%.

Bicapa de lecitina alrededor de una partícula de azúcar
El valor de rendimiento de la lecitina de soja en chocolate

La dosificación de lecitina en chocolate en alrededor del 0,4% normalmente proporciona diez veces (4%) ahorros de manteca de cacao. El chocolate tolera una dosis de 0,4% de lecitina de soja, después de lo cual el valor de rendimiento comienza a aumentar gradualmente, haciendo que el chocolate sea más espeso.

Para superar los inconvenientes adquiridos por la lecitina a lo largo de los años, la industria del chocolate común comenzó a buscar soluciones emulsionantes más confiables que pudieran superar a la lecitina en el logro de propiedades de flujo óptimas sin sacrificar los estándares de procesamiento.

Emulsionantes alternativos a la lecitina: por qué se desarrollaron para la gran industria del chocolate

Como cualquier humedad residual en el chocolate se evapora durante la primera parte del conchado, un procedimiento inicial para evitar el efecto espesante en el chocolate es agregar lecitina justo hacia el final del conchado. Recubrir con lecitina, así como manteca de cacao, la superficie de las partículas no completamente seca haría que la humedad permaneciera bloqueada en la masa de chocolate.
Al hacer chocolate con leche, otros componentes, como los fosfolípidos lácteos, pueden mostrar propiedades tensoactivas similares a las de la lecitina y, por lo tanto, contribuir aún más al efecto espesante. En sinergia con la lecitina, los fosfolípidos lácteos pueden terminar aumentando el valor de rendimiento del chocolate.
El chocolate hecho de miga (chocolate hecho de lácteos y cacao secados al vacío) es aún más sensible a la presencia de lecitina. El primer chocolate con leche hecho con miga hecho por Cadbury en la década de 1960 era propenso a saborear notas no deseadas de «hierba» o «heno» durante su almacenamiento. Por esta razón, la compañía británica buscó una nueva alternativa a la lecitina, llamada fosfatida de amonio (AMP), también conocida como emulsionante YN.
La primera edición de AMP, sin embargo, se basó en aceite de colza, rico en ácido erúcico trans graso no saludable. 50 años después, el productor danés de emulsionantes Palsgaard obtendría una versión mejorada de AMP a partir de aceite de girasol refinado y glicerina.
En comparación con la lecitina de soja, AMP tiene algunas ventajas significativas, como una composición de fosfolípidos más constante, un sabor totalmente suave y mayores funcionalidades de flujo, ya que no muestra ningún efecto espesante no deseado, pero continúa reduciendo el PV mientras mantiene el YV al mismo nivel incluso en dosis más altas.

Efecto sobre la viscosidad del plástico y el valor de rendimiento de AMP en comparación con la lecitina de soja en una formulación de chocolate estándar

AMP puede ampliar el ahorro de manteca de cacao del chocolate formulado con lecitina de soja en un 2-3% adicional para crear un ahorro total potencial total de 6-7%.

Otro emulsionante alternativo a la lecitina ampliamente utilizado en la fabricación de chocolate es el poliricinoleato de poliglicerol (PGPR), obtenido por policondensación de aceite de ricino y glicerol.
El PGPR no tiene grandes efectos sobre la viscosidad del plástico, pero puede reducir el valor de rendimiento en un 50% a 0.2% o retírelo a aproximadamente 0,8%, convirtiendo el chocolate en un líquido cuasi newtoniano, para que fluya más fácilmente y se asiente rápidamente cuando se vierte en el molde.
Los fabricantes de chocolate industrial utilizan principalmente PGPR como coadyuvante de lecitina para lograr un valor de rendimiento deseable y viscosidad plástica, principalmente cuando el chocolate tiene demasiadas partículas finas para recubrir o si se ha agregado demasiada lecitina.

Chocolate fino: ¿la industria se opone a la lecitina o la apoya?

Si durante casi un siglo, la industria principal del chocolate ha encontrado el uso de lecitina y emulsionantes alternativos a la lecitina tan atractivo económicamente, ¿cuál es la posición actual adoptada por el chocolate fino?

Experiencias e intereses divergentes animan a diferentes marcas de chocolate fino con respecto a la inclusión de lecitina en sus productos.
Una parte preponderante de las marcas de chocolate fino, representada por la creciente ala de fabricantes que identificarían su producción como «artesanal», «artesanal», «de lotes pequeños», excluye la lecitina independientemente de cualquier evaluación de costo/beneficio, lo que lo hace principalmente por el bien de la marca, ya que el consumidor actual pide cada vez menos ingredientes y un lenguaje accesible impreso en la etiqueta de un producto. Además, la maquinaria eficiente diseñada específicamente para la producción de chocolate fino está facilitando la demanda de una marca que prefiere no incluir la lecitina en su filosofía.
De la toma opuesta son marcas de chocolate finas que incluyen lecitina en sus productos sin dejar de apuntar a un aura de autenticidad, naturalidad y transparencia, al optar por alternativas más sostenibles y limpias, como la lecitina de girasol o, a lo sumo, la lecitina de soja orgánica.
Dado que normalmente se requieren cantidades más bajas de lecitina (alrededor de 0,2-0,3%) en un producto de chocolate fino gracias a su contenido natural en manteca de cacao (más del 32%) y, por el contrario, considerablemente más bajas en partículas sólidas secas de azúcar agregada, algunas razones válidas apoyan a los partisanos de lecitina. Dado que el sabor es el aspecto más querido para una marca de chocolate fino de confianza, limitar las adiciones de manteca de cacao al 4-6% y usar lecitina para ajustes de viscosidad adicionales resulta ser una estrategia inteligente integrada para evitar «diluir» el perfil de sabor intrínseco de un producto de chocolate de un solo origen, así como para evitar que su sensación en la boca sea demasiado grasosa.
chocolate Fino marcas también pueden recurrir al papel funcional de la lecitina como estandariza la producción de ciertas problemáticas líneas, es decir,, los productos de chocolate rellenos se harán más estables contra la susceptibilidad a la floración de grasa, migración u oxidación, mientras que los más simples dependerán de una velocidad de producción más eficiente e invertirán el tiempo ahorrado en otras actividades comerciales para aumentar la cuota de mercado y la reputación de la marca.

Mientras que optar por una marca de chocolate fino sobre otra siga siendo la elección final de los consumidores y clientes por igual, las marcas de chocolate fino que produzcan productos con sabores y estándares superiores a los producidos en masa seguirán adoptando diferentes metodologías de producción y estimularán la innovación en la industria global del chocolate en los próximos años, ya sea con o sin lecitina.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.