[MÚSICA] Hola, en esta clase vamos a explicar cómo y por qué calentamos los alimentos. El calor es una forma de energía que nos cambió la vida. En la revolución industrial de fines del siglo XVIII, los ingenieros aplicaron el calor al agua para producir vapor, y así hacer funcionar las máquinas. Como vamos a ver, la relación entre calor y temperatura y vapor de agua, también es importante en la cocina y en muchos productos. Para entender bien los efectos del calor en los alimentos, tenemos necesariamente que presentar una nomenclatura técnica y un poco compleja. Como también manejar ciertos valores para estimar cuánto calor introducimos cuando calentamos los alimentos. Finalmente, nos referiremos a algunas aplicaciones interesantes que se producen en la cocina, y en el laboratorio cuando aplicamos calor. Esta será nuestra agenda. Definir el calor y la temperatura, explicar el diagrama de fases del agua, o sea, cuando el agua cambia de hielo agua líquida, y luego a vapor, y viceversa, y presentar el concepto de presión de vapor por el cual, el agua de un vaso se evapora continuamente a temperatura ambiente. Finalmente mostraremos algunas aplicaciones en los alimentos. Desde que el ser humano descubrió el fuego, hace unos 400,000 años, cambió la manera de alimentarnos. Nos transformamos en los únicos seres de este planeta que cocinamos los alimentos. Esto permitió que las proteínas de la carne se denaturaran por el calor, y se hiciera más digeribles y más blandas. Y también que los gránulos de almidón se hidrataran y se hincharan, o sea se gelatinizaran. Todo esto hizo que las comidas fueran más blandas y digeribles. Dispusimos de una fuerte energía, a la glucosa del almidón, para que nuestros cerebros crecieran y tuvieran el combustible adecuado. Además de ser omnívoros, lo que significa que comemos muchas cosas distintas, somos coptívoros, los cocinamos. Muchas veces se confunde en estos términos, calor y temperatura. El calor es una forma de energía que la vamos a expresar en kilocalorías y a veces en kilojulios, con la equivalencia que 1 kilocaloría son 4,2 kilojulios. La kilocaloría que es igual a 1000 calorías chicas, es la unidad de energía que se usa normalmente para evaluar el aporte calórico de los alimentos. La temperatura por su parte refleja el contenido térmico, la cantidad de calor de un material, y se expresa en grados centígrados. El calor necesario para alcanzar cierta temperatura, se mide en un calorímetro o se puede calcular a través de ecuaciones. La temperatura se determina con un termómetro o una termocupla. En el procesamiento de los alimentos se dan dos tipos de cambios en el contenido de calor. Los introducidos por un cambio en la temperatura, letra T, por ejemplo, cuando simplemente entibiamos nuestra comida. A este cambio en el calor lo vamos a llamar calor sensible. Pero existe también el calor latente, que se requiere para producir un cambio de fase. Por ejemplo, cuando el hielo pasa a agua líquida, o el agua líquida se transforma en vapor. En un cambio de fase, la temperatura permanece constante, 0 grados en el primer caso, y 100 grados en el segundo. Y toda la energía que usa para cambiar la condición física del material, o la fase en que se encuentra. En la determinación del calor sensible interviene la masa del material, es calor específico ese es UP, y la diferencia de temperatura. El calor específico, es aquel necesario para elevar la temperatura de un kilo de material en 1 grado centígrado. Para el agua, es 1 kilocaloría por kilogramo y por cada grado centígrado que sube la temperatura. El cálculo del calor en cambio de fase, sólo interviene sobre la masa del material que está cambiando de fase y el calor latente. Para que un kilo de hielo se convierta a un kilo de agua, se debe suministrar un calor latente que alrededor de 80 kilocalorías por cada kilo. Como hemos dicho, mientras ocurra este cambio de fase, la temperatura debe permanecer constante en 0 grados centígrados. Supongamos que estamos cocinando una carne al jugo sobre la hornilla de una cocina. Vamos a hacer un modelo físico, que describa de forma aproximada la situación. Esto de pasar de un caso real a un modelo simplificado es típico en ingeniería, y lo usaremos varias veces en el curso. El calor o energía que suministra el hornillo al fondo de la olla, se distribuye de varias maneras, como lo indican las flechas rojas y el punto del mismo color. Inicialmente hay que calentar el agua hasta su temperatura final, pero esto ocurre una sola vez, por eso el círculo rojo. En régimen, o sea, cuando dejas cocinando la carne, el calor suministrado a la olla se reparte principalmente en, compensar las pérdidas de calor de la olla al ambiente. Compensar el calor perdido en el agua que se evapora. Mantener el agua caliente a su temperatura, y por último calentar el trozo de carne. En este último caso, las temperaturas en distintos puntos en el interior de la carne aumentan con el tiempo, siendo su centro el punto frío, la posición que se calienta más lenta y tardíamente. Como la carne es 80% de agua cocinar este trozo de carne, es básicamente calentar agua. Es muy importante que te mostremos la relación que hay entre el calor, en rigor los ingenieros decimos la entalpía, la temperatura del agua, y la forma en que la encontramos en la cocina, como hielo, líquida, o vapor. Primero, fíjate en los ejes. El vertical, representa el calor que contiene el agua, y el horizontal, la temperatura que va desde el hielo hasta vapor. También presta atención a las líneas rojas punteadas que es el calor latente, y azul que es el calor sensible con sus contribuciones en cuanto a calor. Segundo, en caso que tengas que hacer algún cálculo, te mostraremos algunos valores relevantes como los calores específicos, que sirven para calcular el calor sensible y los calores latentes. Ojo, un cambio importante es el paso directo de hielo a vapor de agua. Que se llama, sublimación, y se muestra al lado derecho del diagrama. Requiere una gran cantidad de energía y lo vamos a encontrar cuando deshidratemos productos por liofelización. La presión de vapor es la tendencia que tienen moléculas de un líquido, y también de algunos sólidos, a escapar a la fase gaseosa. Esta curva, refleja la tendencia del agua a pasar a la fase de vapor y mezclarse con el aire a temperaturas menores de 100 °C. Si el agua no se evaporara imperceptiblemente a temperatura ambiente, un charco de agua nunca se secaría, y la ropa húmeda que colgamos tampoco. En la ebullición, en el punto rojo de la curva, el agua hierve o ebulle pues su presión de vapor es igual a la presión atmosférica 760 milímetros de mercurio. En estas condiciones podemos ver vapor saliendo de una tetera. Otras moléculas como los aromas del vino, también se volatilizan a temperatura ambiente y por eso los percibimos en nuestras narices. La curva de presión de vapor también explica por qué nos huelen mejor las comidas calientes que las frías. Las moléculas de sabor se extraen de los ingredientes básicos, carnes, verduras etcétera, por medio de agua o a veces con vino. En cocinería se llama reducción o stock a una mezcla líquida o caldo que ha sido concentrado por la evaporación lenta del agua durante la ebullición. La reducción ocasiona la formación de sabores y olores más concentrados, e incluso nuevos y una mayor consistencia. Someter una salsa a alta temperatura prolongado tiempo, da origen a la reacción de Maillard en que las proteínas y los azúcares se combinan para crear cientos de nuevos compuestos de sabor. Si de evaporar agua se trata, la deshidratación de alimentos lleva a la casi completa remoción del agua libre. Esto hace que los alimentos se vuelvan más estables, ahora se pueden almacenar a temperatura ambiente, se preparen productos con características especiales, como el puré de papa instantáneo y el café en polvo, y estén disponibles de ingredientes como las especias y los condimentos secos de fácil uso como Merquén. El secado al sol de las uvas nos permite repasar alguno de los conceptos anteriores. Primero, el aire caliente debe suministrar el calor para que el alimento se caliente y el agua se evapore. Segundo, la presión de vapor aumenta al aumentar la temperatura del producto, luego el agua se evapora más rápido. Y tercero, a pesar de que el agua no ebulle, el aire debe aportar el calor latente de evaporización. Como puedes ver, la deshidratación ocasiona cambios importantes en la estructura de los alimentos que contienen abundante agua. Lo que ganamos en estabilidad durante el almacenaje al remover agua, lo perdemos en apariencia y funcionalidad. Sin embargo, los ingredientes deshidratados, componen un nicho especial en la gastronomía, por ejemplo, las pasas y otros frutos secos, algunos condimentos, etcétera. Ahora vamos a concentrar los compuestos que dan aroma a los alimentos, y se escapan durante la evaporación o la deshidratación. Decimos que estas moléculas son volátiles pues escapan de los platos, y transportadas por el aire llegan a nuestras narices. Como hemos aprendido, ellas tienen una alta presión de vapor mayor que la del agua a una misma temperatura. Por lo tanto, un vapor que se desprenda de caldo o de un extracto, contiene una mayor proporción de aroma que el líquido de dónde venía. Algunos chefs famosos han preparado extractos aromáticos mediante destilación, usando un evaporador rotatorio o rotaevaporador, equipo de laboratorio muy utilizado para la evaporación de solventes. El rotavapor funciona de la siguiente manera. El balón que contiene la muestra, gira inmerso en un baño de agua caliente que suministra el calor para evaporar los aromas y el solvente, agua o etanol si se afectó a un extracto alcohólico. Pero como hemos dicho, las moléculas de aroma son más volátiles y se concentran. Los vapores suben por el condensador y al contactar la superficie interna enfriada por el agua, se condensan y se vuelven líquido. En el balón rotulado extracto, se obtiene un líquido consistente en un poco de solvente y muchos aromas. Como todo el sistema está conectado a una bomba de vacío, las temperaturas son bastante menores a los 100° protegiendo la calidad de los aromas. El chef Joan Roca, de El Celler de Can Roca en Gerona España, ha utilizado esta técnica para preparar la ostra con destilado de suelo de bosque húmedo. En la que se destila una suspensión acuosa del suelo de un bosque. En nuestro laboratorio, los chefs sumergen hojas, tallos, y flores, en una mezcla etanol acuosa y producen sus propios destilados. Las conclusiones de esta video-lección, son las siguientes. Cocinar es básicamente calentar el agua de los alimentos. El calor suministrado en la cocina se transforma en calor sensible y en calor latente dentro de los alimentos. La deshidratación y la destilación, son dos aplicaciones interesantes que combinan, calentamiento y pérdida de agua. Si quieres saber más te doy estas referencias. Nos vemos. [AUDIO EN BLANCO]
