Flor Del Mar

Universidad Nacional de Quilmes

Área Química Química de los Alimentos

TRANSICIONES DE FASE Introducción Los alimentos son sistemas complejos constituidos por diferentes componentes (agua, proteínas, lípidos, hidratos de carbono, sales, etc.) y presentan en la mayoría de los casos 2 o más fases. Cada una de ellas puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso y durante los procesos deelaboración, el almacenamiento o el consumo (cambios de temperatura y/o presión) experimentar transiciones de fase, las cuales afectan la calidad, estabilidad y funcionalidad de los alimentos. Estados de agregación La movilidad de las partículas y su ordenamiento son características distintivas de cada estado de agregación. En estado gaseoso las moléculas se mueven libremente y no poseen regiones dedistribución ordenada. En estado líquido, las moléculas se deslizan libremente entre sí y poseen pequeñas regiones ordenadas. En el estado sólido, a diferencia de los fluidos, la movilidad de las partículas es mínima (vibraciones alrededor de posiciones fijas) y se pueden dividir según posean regiones ordenadas o no, en cristalinos y amorfos, respectivamente. Los sólidos cristalinos, como el hielo yel NaCl tienen rigidez y orden de largo alcance; sus partículas ocupan posiciones específicas formando celdas unitarias (unidades básicas) que se repiten a lo largo de toda la red tridimensional. Existen 7 tipos de celdas unitarias: cúbica simple, tetragonal, ortorrómbica, romboédrica, monoclínica, triclínica y hexagonal (Fig 1).

Fig 1: Tipos de celdas unitarias Ing. Paula Sceni
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En la estructura cristalina, la disposición de átomos, moléculas o iones es tal que las fuerzas netas de atracción de las partículas es máxima. Este tipo de estructuras son termodinámicamente estables. En cambio, los sólidos amorfos, como el caramelo, carecen de una disposición tridimensional regular de sus partículas (Fig 2).Cristalino

Amorfo

Fig 2: Estados sólidos de la materia

Los sistemas amorfos son de no equilibrio termodinámico o equilibrio metaestable; no fluyen naturalmente (a diferencia de los líquidos) debido a su alta viscosidad, pero pueden evolucionar con el tiempo hacia un estado de equilibrio. Cuanto mayor sea la viscosidad (barrera), más difícil le resultará al sistema pasar de un estadometaestable (amorfo) a uno estable (cristalino). (Fig. 3). Barrera (Ej: viscosidad)

No equilibrio Metaestable

Estable Fig 3: Diagrama esquemático de los tipos de equilibrio Los sólidos amorfos pueden dividirse a su vez en vítreos y gomosos: § Vítreo: Muy alta viscosidad, que minimiza la movilidad molecular. A pesar de ser un estado metaestable que puede evolucionar con el tiempo, esta velocidades tan baja (del orden de mm/100 años), que se considera despreciable. Ej: Caramelo duro, alimentos deshidratados, etc. Ing. Paula Sceni
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Gomoso: Poseen una viscosidad mucho menor que el estado vítreo y por lo tanto, mayor movilidad molecular. Con el tiempo puede cristalizar. Ej: Caramelo blando.

Transicionesde fase Una fase se puede definir como un sistema que presenta una cierta uniformidad en su composición y en sus propiedades físicas. Una transición de fase se define como el cambio brusco de las propiedades macroscópicas de un sistema, por efecto de la variación de algún parámetro de control externo (temperatura y/o presión) y tienen como consecuencia cambios en la movilidad molecular, lo cualestá relacionado con variaciones en las propiedades físicas (térmicas, eléctricas, mecánicas y difusionales), en las cinéticas de reacciones químicas y enzimáticas y fenómenos de transporte. En la figura 4 se esquematizan algunas transiciones de fase de los alimentos.
Estados de Equilibrio Termodinámico
Fusión Evaporación

SÓLIDO CRISTALINO
Solidificación Transición Vitrea Fusión

LIQUIDO...