La textura dels aliments

Un complement al sabor

textura aliments

La textura dels aliments

El sabor i la textura són dos criteris que s’utilitzen per a caracteritzar i acceptar o rebutjar els aliments. El delicat sabor d’una torta del Casar, típica d’Extremadura, amb la seua textura cremosa, la sucosa textura d’un filet de rellom o el perfumat sabor i la granulosa textura d’una figa madura han fet les delícies dels gurmets.

El concepte de sabor –que resumeix una experiència olfactiva i de gust– sembla clar, encara que no tots estan d’acord amb el terme utilitzat. En l’idioma anglès s’accepta que la conjunció del gust (taste) i l’olor (smell) es denomine flavour. En castellà, l’Asociación Española de Normalización y Certificado ha proposat el poc agraciat anglicisme flavor, paraula pròxima a flavo (de color entre groc i roig, com el de la mel)¹.

Figura 1. Corbes força-desplaçament corresponents a dos tipus de patates fregides: a) patates fregides per a gurmets; b) patates fregides comercials.

El concepte de textura no està tan clar quan s’utilitza en gastronomia, però sí que té un significat precís en altres branques de la ciència; en el camp dels materials es fa servir per a caracteritzar una distribució no isòtropa de les orientacions cristal·logràfiques i se sol dir que apareix una textura quan es detecten orientacions preferents. En aquest sentit s’aplica també el terme en geologia, en la indústria tèxtil i en biologia. En els aliments, la paraula textura s’utilitza quan es pretén destacar la sensació que ens produeix la seua estructura o la disposició dels seus components, i s’han fet alguns intents per normalitzar-ne la mesura (norma ISO 5492).

Mesurar la textura dels aliments no és tasca fàcil. El procediment clàssic consisteix a invitar algú a degustar l’aliment en qüestió i demanar-li, després, que ens en done la seua opinió. Amb aquesta idea, se sol entrenar un grup d’experts perquè ressenyen –de la manera més objectiva possible i utilitzant termes corrents– les característiques que han detectat en els aliments. Es pretén que aquest grup organolèptic represente el consumidor típic i siga capaç de donar respostes encertades. Clarament es tracta d’un procediment de mesura molt subjectiu.

La ciència dels materials pot ajudar-nos a buscar procediments objectius per a mesurar la textura dels aliments, ja que, amb tota seguretat, les seues propietats mecàniques, la seua estructura i condicions de processament a la boca, estan directament relacionades amb la textura percebuda durant la ingestió. Però queda molt de camí per recórrer. El procés de la masticació i deglució és complex i encara no ha estat analitzat amb el detall necessari per a aplicar les tècniques de la ciència dels materials i, d’altra banda, els experts en materials han dedicat poca atenció als aliments, que són materials complexos, molt jerarquitzats, anisòtrops i amb un comportament reològic que no es pot ignorar.

«La ciència dels materials pot ajudar-nos a buscar procediments objectius per mesurar la textura dels aliments»

La sensació cruixent –que pot considerar-se una característica textural– d’alguns vegetals i fruites depèn, en gran manera, de la disposició de les cèl·lules, de l’adherència entre elles i de la seua turgència. La textura característica de la carn és deguda a l’estructura fibrosa del teixit muscular i a la forma de separar les fibres quan la masteguem. Els fongs s’han utilitzat com a substitutiu –pobre– de la carn des de fa més de 2.000 anys. Els vegetarians han intentat reproduir l’estructura fibrosa –i per tant la textura– de la carn a partir del fong Fusarium graminearum. Les hifes del fong, encara que no tan rígides i ben orientades com les fibres musculars, proporcionen un material bla i anisòtrop. Potser una propietat dels materials com l’energia de fractura i els seus distints valors per a les direccions longitudinal i transversal en les fibres podria donar-nos una idea de la textura d’aquests aliments.

En aquesta breu comunicació es mostren alguns intents –utilitzant les patates fregides i les pomes– de mesurar alguns aspectes de la textura basant-se en conceptes i tècniques de la ciència dels materials. Es tracta d’exemples molt simplificats en què se suposa que el material té un comportament molt simple –elàstic lineal i fràgil– i que es pot caracteritzar amb dos paràmetres; el mòdul d’elasticitat E i l’energia de fractura R. Els avenços que es facen en aquesta direcció seran molt valuosos per a la creixent indústria de l’alimentació, que necessita caracteritzar d’una manera objectiva i reproduïble les propietats texturals dels aliments.

Textura cruixent

En mastegar un aliment tenim una experiència textural i, basant-nos-hi, se solen definir com a aliments cruixents aquells que es fracturen fràgilment i amb poc esforç. Els autors de parla anglesa, anomenen crispness aquest paràmetre sensorial i el distingeixen de crunchiness, que reserven per a aliments que –encara que la fractura siga fràgil– necessiten un esforç un poc major; és el cas d’alguns vegetals frescos, fruites i molta fruita seca (ametles i, en especial, les nous de macadàmia).

El terme espanyol corresponent no està encunyat, encara que es podria traduir per chasquear²; la Real Academia Española defineix chasquido com “soroll sec i sobtat que es produeix en trencar-se, badar-se o esqueixar-se alguna cosa” i afegeix: “qualsevol soroll semblant”. Les menges cruixents solen ser cel·lulars –de parets rígides i fràgils– i s’obtenen a partir de materials com l’arròs o la patata. Aquesta última es fragilitza fregint-la adequadament per a eliminar-ne la humitat, donar-li una consistència vítria i fer-la impermeable perquè no torne a absorbir aigua.

«En mastegar un aliment tenim una experiència textural i, basant-nos-hi, se solen definir com a aliments cruixents aquells que es fracturen fràgilment i amb poc esforç»

Els materials cel·lulars són més cruixents com més grans són les seues cèl·lules i més gruixudes són les parets. Les patates fregides ens poden servir per a il·lustrar aquest concepte: un panell d’experts va examinar quatre tipus de patates fregides, totes es van fregir a 180°C i després se’ls va donar un bany fred durant 1 minut. Les quatre varietats es van obtenir mitjançant distints tractaments posteriors; a) un bany calent durant 2 minuts; b) un llavat durant 2 minuts amb una solució aquosa al 2% de NaCl; c) un llavat durant 3 minuts amb una solució aquosa al 0,5% de CaCl2; i d) cap tractament posterior. Els experts del panell van classificar les patates fregides de més cruixents a menys cruixents i el resultat va ser: a, d, c, b. Una anàlisi posterior de l’estructura cel·lular de les patates fregides va confirmar que les que contenien cel·les plenes d’aire nombroses i petites eren menys cruixents. El mateix va succeir amb el gruix de la paret de les cel·les: les patates fregides amb cel·les grans, obtingudes per fusió de les cel·les petites tenien les parets més gruixudes i van resultar ser més cruixents.

Amb freqüència s’associa el caràcter cruixent i ferm de les fruites i verdures amb la turgència de les cèl·lules, però l’adherència entre elles també és responsable d’aquesta apetitosa propietat. L’exòtica castanya xinesa d’aigua –el bulb d’una planta aquàtica– ens proporciona un bon exemple, ja que es manté cruixent una vegada cuita. Això és a causa de l’àcid diferúlic (un derivat fenòlic relacionat amb la lignina), que manté les cèl·lules adherides entre si, és hidròfob i roman unit covalentment a les membranes cel·lulars i, per aquest motiu, no es dissol amb la calor ni en presència d’àcids (vinagre). La fermesa i el caràcter cruixent desapareixen si es perd l’adherència entre les cèl·lules. Quan açò succeeix en les pomes es diu que tenen una textura farinosa. En aquestes condicions les cèl·lules poden mantenir, encara, una certa turgència; si llisca el dit sobre la superfície acabada de tallar d’una poma farinosa s’adheriran al dit moltes cèl·lules –produint la sensació de passar el dit per un paper de vidre fi–. Aquestes cèl·lules són dures i estan arrodonides, però són massa petites per tenir la sensació que se les mastega i, per tant, les pomes farinoses resulten “seques”.

Figura 2. Correlació entre mesures de la textura obtingudes per procediments organolèptics i utilitzant la ciència dels materials per a pomes i tres vegetals. En l’escala vertical s’han representat les mesures de la tenacitat de fractura KC, i en l’escala horitzontal, els valors mitjans de la sensació de duresa estimada per un grup d’experts.

El caràcter cruixent d’un aliment també està relacionat amb la força exercida pels músculs sobre la mandíbula i, en particular, com varia a mesura que es fractura el material durant la masticació. Seguim amb les patates fregides: la figura 1 mostra dues corbes en què s’ha mesurat aquesta força i el corresponent desplaçament relatiu entre les mandíbules, la superior (a) correspon a unes patates per a gurmets, mentre que la inferior (b) s’ha obtingut a partir de patates fregides comercials. En ambdós casos, les baixades sobtades de la força a mesura que augmenta el desplaçament estan relacionades amb els processos de fractura del material i amb l’avanç del clavill. Pareix que quan es produeixen molts “escalons” petits l’avanç de la fissura és més estable i l’aliment ens sembla menys cruixent, tant que es pot arribar a tenir la sensació de mastegar un material engrunadís (crumbly). En l’altre extrem, quan els escalons són grans i poc nombrosos, es té la sensació de mastegar una textura dura, d’estar esclafint l’aliment, com es comenta a continuació.

Textura dura

Per a investigar la textura d’algunes fruites i vegetals (cogombre, safanòria, api i tres varietats de poma) es va utilitzar un grup de deu dones amb provades capacitats organolèptiques i amb edats entre 33 i 55 anys. Van ser seleccionades entre persones amb gran agudesa sensorial i capacitat verbal per a descriure els sabors i textures dels aliments i van rebre un curset per a aprendre les tècniques utilitzades.

Figura 3. Esquema de l’estructura cel·lular d’una po­ma, destacant l’orientació de les cèl·lules. Les regions om­brejades representen es­pais intercel·lulars (Khan, A. A.; Vincent, J. F. V, J. of Ma­te­rials Science 28, 45, 1993)

Cada membre del grup va tastar els sis aliments i va omplir un qüestionari amb quinze preguntes; les vuit primeres es referien al primer mos amb els incisius (dur, cruixent, esclafidor; tipus de ruptura: ràpida, fràgil; i dades del soroll: to, duració i intensitat) i les set següents en mastegar amb els molars (duresa, caràcter cruixent o esclafidor, velocitat de fractura i les tres dades del soroll). D’altra banda, es va mesurar al laboratori la tenacitat de fractura Kc dels aliments seguint el procés normalitzat per a materials elàstics i fràgils, utilitzant una proveta fisurada en forma de biga recolzada en tres punts.

L’anàlisi dels resultats va indicar una bona correlació entre la tenacitat de fractura i la duresa detectada pel grup organolèptic (amb un coeficient de correlació de 0.992, vegeu figura 2) i també amb l’esclafit (coeficient de correlació 0.996). No així, amb les altres característiques que es van mesurar (la correlació amb l’aspecte cruixent va ser de 0.448). Sembla clar que tant la duresa com la sensació d’esclafit (crunchiness) de les fruites i vegetals investigats estan relacionades amb la tenacitat (capacitat d’iniciar la fissuració) dels aliments. Des del punt de vista estadístic ambdues característiques són idèntiques enfront de Kc, tant per al primer mos com quan es fan servir els molars. Aquesta és una de les primeres correlacions obtingudes entre un paràmetre de fractura, Kc, i unes dades organolèptiques.

Aquest tipus de correlacions pot resultar molt útil a la indústria alimentària per la reducció del temps i cost en la caracterització de propietats texturals. L’estudi abans esmentat, amb deu persones, va ocupar vint-i-cinc dies. El temps dedicat a caracteritzar la duresa i l’esclafit va ser el 25% del total; uns sis dies. Al contrari, els assajos de fractura, setanta-cinc en total, van durar unes deu hores. Dit d’una altra forma, utilitzant tècniques de ciència de materials es va obtenir la mateixa informació en una cinquena part del temps. Possiblement, aquesta última informació és de més qualitat perquè a partir de les dades mecàniques, més objectives, es poden predir altres propietats. En el següent apartat es fan diverses consideracions en aquesta direcció.

Textura i assajos mecànics

Les valoracions basades en la sensació de la textura dels aliments –com el caràcter cruixent, dur, o engrunadís– són el resultat de processos complexos en què intervenen l’epiteli gustatiu, la llengua, les dents, la saliva, senyals auditius i el mateix aliment sotmès a deformacions molt complexes, per tot això no és estrany que els intents de correlacionar aquestes sensacions amb assajos mecànics simples siguen, amb freqüència, poc satisfactoris. El cervell integra eficaçment totes les sensacions i ens dóna la percepció d’un mos cruixent o granulós. Des del punt de vista de la ciència dels materials només es pot intentar un plantejament reduccionista, tractant d’imaginar tot el procés i caracteritzar-lo mitjançant uns paràmetres que siguen objectius; independents de la grandària, de la forma de l’aliment i del procediment de mesura.

No sempre és així. Un dels assajos més utilitzats en la indústria alimentària és el del penetròmetre. Consisteix a pressionar una esfera, o un identador, contra el material i mesurar la força exercida i l’empremta que deixa. Aparentment és un assaig senzill, ràpid, manejable i barat, però darrere de tot això s’amaga un procés de deformació complex i mal definit. Vegem el que succeeix amb les pomes.

«Les valoracions basades en la sensació de la textura dels aliments són el resultat de processos complexos en què intervenen l’epiteli gustatiu, la llengua, les dents, la saliva, senyals auditius i el mateix aliment»

En la indústria de les pomes, la textura es mesura utilitzant un penetròmetre esfèric de 8 mm de diàmetre i es registra la força exercida i la profunditat de la penetració. La figura 3 mostra, de manera esquemàtica, l’estructura cel-lular d’una poma; hi ha una estructura columnar de cèl·lules allargades que irradia des del centre i que es va transformant en esfèrica quan s’acosta a la pell. Al costat de les cèl·lules hi ha cavitats plenes d’aire (entre el 50% i el 5% del volum de la poma, segons el tipus i l’edat, les joves tenen més aire). Quan s’aplica l’identador, les cèl·lules pròximes a ell es comprimeixen, llisquen i algunes es trenquen. Quan l’adherència entre les cèl·lules és dèbil, hi ha més cèl·lules que llisquen entre si que cèl·lules trencades, l’identador penetra amb més facilitat i es diu que tenen menys textura. Això succeeix amb les pomes farinoses, en què l’adherència entre cèl·lules és escassa i també perquè, com que les cèl·lules tendeixen a arrodonir-se, contenen més aire. La facilitat de penetració també depèn de la densitat, com més atapeïdes estan les cèl·lules, més difícil resulta enfonsar-hi l’identador i, en general, les pomes més denses fan la sensació d’estar més texturades, excepte en alguns casos. Hi ha una varietat de pomes, anomenada Spartan, que són primerenques i cruixents, però poc denses. Si s’usa el penetròmetre, haurien de classificar-se com a pomes farinoses i amb poca textura, però si es fa un assaig de fractura es pot comprovar que són fràgils i, per tant, amb textura.

Els assajos mecànics normalitzats pretenen mesurar les forces generades durant processos molt simples en què es produeixen deformacions controlades, com és el cas de compressió, tracció o flexió. Se sol registrar la força en funció del desplaçament i, a partir d’aquestes dades, s’obtenen corbes tensió (dividint la força per l’àrea de la secció que la suporta) –deformació (dividint el desplaçament per la dimensió original) que són independents de la grandària i de la geometria del material. Així és com, a partir de les dades d’una petita proveta d’acer, s’obté la informació per a calcular la capacitat resistent d’un pont o d’un vaixell. No hi ha cap raó per a pensar que aquestes idees no es puguen utilitzar per a caracteritzar els aliments, al cap i a la fi tots els materials obeeixen les mateixes lleis físiques.

És evident que la majoria d’aquests assajos han estat desenvolupats per enginyers amb fins estructurals –pensant en metalls i formigons– i que els materials per als aliments tenen una altra comesa.

«L’alimentació ha de ser una experiència agradable i aquells productes que no ho aconsegueixen tenen els dies comptats, almenys als països desenvolupats»

Els materials estructurals solen ser rígids, elasticolineals, isòtrops i es deformen poc; els materials biològics són blans, no lineals, anisòtrops i es deformen molt. En general, no utilitzem els aliments per a construir cases –excepte en els contes de fades– però la caracterització, objectiva i simple, d’aquests saborosos materials és una necessitat per a la indústria de l’alimentació i és el repte que tenen els enginyers del futur.

L’alimentació ha de ser una experiència agradable i aquells productes que no ho aconsegueixen tenen els dies comptats, almenys als països desenvolupats. Encara que el preu i la propaganda nutricional siguen importants, al final el sabor i la textura són determinants. Com ja s’ha indicat, la sensació de la textura dels aliments és una experiència humana i per a entendre-la hem de recolzar-nos en diverses disciplines: fisiologia, psicologia, química, física… en aquesta breu nota hem mostrat com la ciència dels materials hi aporta el seu granet de sorra. En el passat les tècniques utilitzades tenien un component subjectiu gran. Des de fa trenta anys, la pressió de les grans empreses de l’alimentació ha forçat la recerca d’estimadors més fiables i objectius, però no oblidem que el negoci de l’alimentació és molt antic; la saborosa textura de les figues –com s’ha comentat al principi– va fer que en l’antiga Grècia es controlara la seua exportació i que també, segons expliquen les cròniques, les naus romanes en tornar des d’Hispània a la seua pàtria recalaren a Menorca per proveir-se de figues.

Article basat, en part, en Vincent, J. F. V. “Application of Fracture Mechanics to the Texture of Food”, Anales de Mecánica de la Fractura (M. Elices, M. Fuentes, F. J. Fuenmayor i E. Giner, eds.), vol. 20, pp. 1-7, Benicàssim, abril 2003.

1. En català, el Termcat (organisme de coordinació de les activitats terminològiques en llengua catalana) no ha aprovat cap adaptació de flavor, però defineix sabor com “Conjunt de les característiques sapidoaromàtiques dels aliments.” Si no s’especifica una altra cosa, en aquest “Monogràfic” seguim el criteri del Termcat. (Tornar al text)
2. En català, esclafir. (Tornar al text)

© Mètode 2004 - 40. El que mengem - Hivern 2003/04

Catedràtic de Biomimètica. Departament d’Engiyeria Mecànica, University of Bath. Bath BA2 7AY (UK). Autor del llibre: Structural Biomaterials, Princeton University Press,1990.

Catedràtic de Ciència de Materials, Universidad Politécnica de Madrid, E.T.S.I. Caminos. Editor del llibre: Structural Biological Materials, Pergamon Press, 2000.