Ingeniería gastronómica

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INGENIERÍA GASTRONÓMICA

Los alimentos como estructuras sabrosas, saludables y sustentables

José Miguel Aguilera

© Inscripción N^o 197.525

Derechos reservados

marzo 2011

I.S.B.N. edición impresa 978-956-14-1161-6

I.S.B.N. edición digital 978-956-14-2577-4

Primera edición

Diseño: Diseño Corporativo UC

Diagramación digital: ebooks Patagonia

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C.I.P. - Pontificia Universidad Católica de Chile

Aguilera, José Miguel.

Ingeniería gastronómica / José Miguel Aguilera R. –

Incluye notas bibliográficas.

1. Tecnología de los alimentos.

2. Composición de los alimentos.

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Tabla de contenidos

Presentación

Sobre el autor

1. Moléculas nutritivas y sabrosas

1.1. Comemos moléculas y eso somos

1.2. Los bloques de la construcción

1.3. Moléculas cambiantes

1.4. ¡Hay un aditivo en mi sopa!

1.5. Las dulces moléculas

1.6. Sal para todos los gustos

1.7. Moléculas para la salud

1.8. Genes al plato

1.9. Los invitados de piedra

1.10. Siempre existe el riesgo

1.11. ¿Quién podrá protegernos?

1.12. Moléculas diseñadas

1.13. De dulce y agraz

1.14. Moléculas mal repartidas

2. Materiales y estructuras gastronómicas

2.1. Estructuras naturales

2.2. Sociología molecular

2.3. Ciencia de las estructuras masticables

2.4. Líquidos y sólidos extraños

2.5. Odios que dan amores

2.6. Aprisionando el aire

2.7. Gel o no gel

2.8. Estructuras cambiantes

2.9. Nanotecnología láctea

2.10. La otra vía láctea

2.11. Estructuras jóvenes y variadas

2.12. Midiendo con instrumentos

2.13. Midiendo con individuos

3. Viaje al interior de los alimentos

3.1. Estructuras sabrosas

3.2. Lo mejor no lo podemos ver

3.3. Ojos bien abiertos

3.4. Alimentos al escáner

3.5. Cocinando bajo el microscopio

3.6. Friendo en Liliput

3.7. Cocinando pastas

3.8. Microscopía gerontológica y arqueológica

3.9. El “florecimiento” del chocolate

3.10. Texturas a la medida

3.11. Todo a su debido tiempo

4. Entre la granja y el tenedor

4.1. De la granja al tenedor

4.2. Por qué se equivocó Malthus

4.3. Las rutas que conducen a la boca

4.4. La industria más grande del mundo

4.5. Comiendo en la Tierra

4.6. Comiendo en el espacio

4.7. Visiones no tan positivas

4.8. ¿Gato por liebre?

4.9. De la célula a la granja

4.10. Alimentos de todas partes

4.11. Un poco de futurología

4.12. Alimentos sustentables

5. Una pizca de matemáticas

5.1. La ayuda de las matemáticas

5.2. Los ingenieros y las fórmulas

5.3. No somos todos iguales

5.4. Todo cambia en el tiempo

5.5. Bacterias duras de matar

5.6. Experiencias sabrosas

5.7. Fractales en la cocina

5.8. Imágenes de la cocina

6. Termodinámica nutricional y culinaria

6.1. La termodinámica y algunos personajes

6.2. Leyes que se cumplen

6.3. Arrancando del equilibrio

6.4. Un ejercicio de contabilidad

6.5. Apetito y saciedad

6.6. Calorías en la cocina: la cocción

6.7. Calentando con ondas

7. Entre el cerebro y la célula

7.1. Estructuras que deben romperse

7.2. El movimiento de las moléculas

7.3. Alimentos en la boca y en la nariz

7.4. Narices expertas y narices electrónicas

7.5. Un cerebro bien alimentado

7.6. De vuelta a moléculas: la digestión

7.7. Almidón a la vena

7.8. Recibimos menos de lo que pagamos

7.9. ¿Por qué envejecemos?

7.10. Nutrición ¿Quo vadis?

8. Tecnología culinaria y estructuras

8.1. El mapa de la conservación

8.2. Esperando a la cocción

8.3. Materiales y utensilios en la cocina

8.4. Trayendo la industria a la cocina

8.5. Medir o hacer medible

8.6. ¿Por qué se expande el popcorn?

8.7. Oda al congrio frito

8.8. En busca del café perfecto

9. El placer de comer

9.1. Disfrutar comiendo

9.2. Gastronomía, gastrónomo, gourmet y glotón

9.3. Ingeniería en la mesa

9.4. El origen de los restaurantes

9.5. El auge de los restaurantes caros

9.6. Algunos libros y revistas de gastronomía

10. El empoderamiento de los chefs

10.1. Gastronomía y arte

10.2. El chef que inventó el aire

10.3. Chefs: Los otros top ten

10.4. Las nuevas gastronomías

10.5. En las manos de un chef

10.6. Gastronomía molecular

10.7. De la probeta al paladar

10.8. ¿Por qué los científicos no escriben recetas?

10.9. La gastronomía va a la universidad

10.10. Libros de gastronomía y ciencia en español

11. La ciencia que fascina a los chefs

11.1. Chefs e innovación

11.2. Los nuevos ingredientes

11.3. Las salsas 3-D

11.4. Películas comestibles

11.5. Esferificación

11.6. Humos y aromas

11.7. Estructuras que suenan

11.8. Matrices explosivas y burbujeantes

11.9. Cocina criogénica

11.10. Reducciones en frío

11.11. Estructuramiento por congelación

11.12. Algodones deliciosos

11.13. Impregnar a vacío

11.14. Cocina sous-vide

11.15. Cocinando con glucono-delta-lactona

12. Hábitos saludables

12.1. Un pasado que marca

12.2. Lo que dicen nuestros genes

12.3. El peso de la salud

12.4. Hábitos y dietas

12.5. Las dietas saludables

12.6. Ingeniería nutricional

12.7. Una intoxicación de información

12.8. Educando al consumidor

12.9. MBA: Máster en Buena Alimentación

12.10. ¿Alimentos diseñados?

13. Comentarios finales

13.1. Lecciones de un experimento fallido

13.2. Gastronator y el homo gastronómicus

13.3. La Ingeniería Gastronómica

Abreviaciones y unidades

Índice de contenidos

Presentación

Imaginemos por un momento que nos tendemos en la cama después de una excelente cena en un buen restaurante y nos quedamos dormidos. En un sueño se nos develan todas las cosas que tuvieron que pasar para que llegáramos a este estado de satisfacción y bienestar.

Muchos elementos básicos de la vida llamados moléculas, similares a los de nuestro cuerpo, se crearon y organizaron para dar lugar a las estructuras de plantas, animales y peces que formaron parte de los materiales con que se hizo la comida. Hubo que eliminar previamente algunas moléculas dañinas y microorganismos malos que nos pudieron causar problemas, pero algunos se deslizaron imperceptiblemente y existió un riesgo en su consumo del que sólo sabremos en las próximas horas o quizá más tarde en la vida. Sin embargo, la inmensa mayoría de las moléculas que llegaron a nuestras bocas eran inocuas y nutritivas, algunas más que otras, y todo esto porque científicos dedicados están en este momento preocupados de averiguarlo y comunicarlo.

La industria de los alimentos que casi no existía 100 años atrás, hizo su parte, por ejemplo, aportando productos congelados y refrigerados que no correspondían a la estación del año, o en formas más convenientes y saludables que las naturales, como el edulcorante no calórico que tenía la bebida gaseosa. Quizá fue un pequeño empresario el que con su ingenuidad desarrolló un nuevo ingrediente en polvo para sazonar los guisos. Algunos ingredientes vinieron de muy lejos y aunque aportaron sabores increíbles, dejaron su huella en el medio ambiente durante el transporte, como también lo hicieron los cultivos, el procesamiento y los envases que protegieron a los productos por tanto tiempo.

Hubo un chef que fue capaz de sorprendernos combinando sabores tradicionales con otros que jamás imaginamos. En la cocina, moléculas y estructuras, cada cual a su propio ritmo, sufrieron cambios espectaculares que recién estamos siendo capaces de entender y controlar, pero que sabemos están regidos por principios de la química y la física. En la boca las estructuras diseñadas en la cocina se rompieron de forma deliciosa y liberaron aromas y sabores que nos hicieron disfrutar y, a ratos, evocar experiencias pasadas.

Esto lo comentamos con nuestros vecinos en la mesa, pues esta comida se organizó para que fuera un evento social. Sabemos, porque nos hemos preocupado de averiguarlo, que no todo lo ingerido fue nutricionalmente adecuado, pero lo pasamos muy bien y eso es bueno. También estamos conscientes de que en los días corrientes podemos igualmente gozar con comidas tradicionales hechas y consumidas en el hogar, sin embargo, esto es cada vez más infrecuente por el ritmo de la vida moderna. En un momento dado el organismo nos señaló que ya era suficiente comida y paramos. Y aunque quizá pudimos habernos terminado el postre, decidimos con mucha pena dejar la mitad, orgullosos de nuestra fuerza de voluntad. Al momento de pagar la cuenta nos hicimos más pobres, pues el acceso a los alimentos en este mundo, nos guste o no, depende de lo que podamos pagar por ellos. Haber gastado tanto dinero parece ahora un poco extraño habiendo tenido la alternativa de ir a un lugar de comida rápida y pagar la cuarta parte por casi las mismas moléculas. Mientras tanto, cientos de millones de seres humanos en este planeta, especialmente niños, no tuvieron tanta suerte y sufren de hambre y enfermedades viviendo con menos de un dólar por día. Otros tantos que han comido en demasía casi sin darse cuenta, padecen de sobrepeso y obesidad y acarrean los males que acompañan a estas condiciones, una paradoja de la que el siglo XXI deberá hacerse cargo.

Pero ahora nuestro organismo está ocupado desdoblando las estructuras sabrosas y lanzando moléculas a las células, donde genes antiquísimos están detrás de la maquinaria que repone tejidos y aporta energía, cuadrando un balance que si es positivo se transforma en un aumento de peso. A estas alturas ya no hay mucho que hacer. ¿Y mañana? Mañana habrá que gastar el exceso de calorías y comer menos que lo usual para compensar. Afortunados ellos y ellas que tienen un trabajo que requiere de actividad física, pero para los que trabajan sedentariamente la alternativa es caminar al Metro, subir escaleras, o simplemente trotar. Hay que robarle tiempo a la tele, a Internet y a los videojuegos, pues la termodinámica no perdona: lo que no se gasta, se acumula. Antes de despertar recordamos que cada día hay más y mejor información sobre el tema de cómo alimentarnos y su efecto en la salud y el bienestar. Prometemos dedicarle un pedacito de tiempo.

Ciertamente el mundo de la alimentación es fascinante. La humanidad dispone actualmente de la mayor cantidad, variedad y calidad de alimentos per cápita de la historia, aunque muy mal distribuidos. Por primera vez se están estableciendo relaciones basadas en la ciencia entre lo que comemos y cómo nos sentimos o el riesgo de sufrir ciertas enfermedades. A pesar de esto, aun no sabemos cómo alimentarnos. La obesidad se ha transformado en la enfermedad evitable más prevalente en el mundo (globesidad), superando al tabaquismo, con los consecuentes efectos en la salud humana y en los costos de salud pública. Lamentablemente, este fenómeno alcanza también a los estratos más pobres y menos educados de todas las sociedades. Parte del problema es que al no conocer bien al amigo lo hemos transformado en un enemigo. Por tanto, una mejor comprensión de qué son los alimentos, del importante papel que han jugado en el desarrollo de la humanidad, de la ciencia que hay detrás de ellos, como también de la versatilidad de formas en que se pueden presentar para otorgarnos nutrición, salud, bienestar y placer es fundamental para orientar informadamente nuestros hábitos alimentarios.

Los objetivos centrales de este libro se basan en cuatro tendencias trascendentales para la alimentación del siglo que se inicia: i) el empoderamiento de los consumidores y la aparición del eje que une la célula y el cerebro, que se intersecta con el que trae los alimentos hacia la boca; ii) la creciente evidencia que las estructuras alimentarias son tan importantes como las moléculas nutritivas y sabrosas que contienen; iii) la segregación entre una elite que disfruta de la gastronomía y una gran masa que sólo desea comer harto y rápido al menor costo; y iv) una paradójica preocupación general por la salud y el bienestar, y en las sociedades avanzadas, por el medio ambiente. Por esta razón se ha hecho un esfuerzo por contextualizar en una sola obra mucha de la información sobre el tema, que se encuentra dispersa a nivel de disciplinas como la ciencia y tecnología de alimentos, la nutrición y la gastronomía, y relacionarla con el mundo en que vivimos. Sin embargo, este libro está muy lejos de ser una referencia especializada en cualquiera de ellas. Por otro lado, se ha tratado de explicar ciertos conceptos de ingeniería y de ciencia de los materiales alimentarios de manera entretenida pero suficientemente rigurosa. Por lo mismo, este es sólo un texto de divulgación y así debe ser considerado. Finalmente, se ha favorecido una cierta terminología científica para facilitar la comunicación entre los que crean el conocimiento nuevo y el público educado, especialmente los amantes de la cocina y quienes quieren disfrutar de una buena alimentación. El lenguaje usado y los conceptos expuestos debieran permitir el acceso a textos especializados y a ciertas revistas científicas pero, sobre todo, a la “buena información” que hoy en día es posible rescatar en Internet. Este libro tiene el formato de secciones cortas sobre un tema específico (o bocados temáticos), algunas de las cuales pueden ser leídas como si fueran columnas de opinión, y la mayoría se pueden revisar independientemente del resto, haciendo uso de las referencias cruzadas. Al final, nos debiéramos sorprender de cuánta ciencia y conocimiento existen sobre los alimentos que consumimos, y cuánto queda por entender y descubrir.

Yendo a lo más específico, el énfasis de este libro y su novedad es que se detiene a examinar las estructuras alimentarias que transformamos en la cocina y saboreamos en la boca, más que los compuestos químicos, que es lo tradicional en este tipo de publicaciones. Lo que compramos, cocinamos y comemos son estructuras y no moléculas, si no usaríamos pipetas y tubos de ensayo en vez de cucharas, tenazas, cacerolas y sartenes. En las últimas décadas ha ido emergiendo la idea que son las estructuras o matrices que contienen a las moléculas de los alimentos las responsables de la aceptabilidad, y en buen grado de la nutrición y la salud. Por ejemplo, las moléculas que podrían protegernos de ciertos tipos de enfermedades ejercen su efecto dependiendo del modo en que están contenidas dentro de los alimentos, la forma en que se liberan de ellos y cómo aparecen al momento de ser absorbidas en el sistema digestivo en su trayecto a las células. Evidentemente, aunque este enfoque es más real, también es más complejo y no exento de casos particulares, por ejemplo, a nivel de cada individuo y de cada comida, pero las consecuencias de este cambio de paradigma son insospechadas. Por el momento empiezan a caer ciertos mitos, la nutrición pasa a enfocarse en los alimentos tal como los comemos y los digerimos, se abren posibilidades de diseñar nuevas estructuras alimentarias y se reconoce que es necesario ampliar la base científica de la tecnología de alimentos accediendo a otras disciplinas.

Cocineros y cocineras en cafeterías, casinos y restaurantes, y científicos y tecnólogos de alimentos en las industrias del rubro son hoy responsables de la mayoría de las comidas que consumimos. Si es válida la hipótesis de que muchos de los productos que se desarrollen a futuro debieran ser apetecibles, entonces las cocinas y los laboratorios tendrían que transformarse en espacios para la experimentación y creación de estructuras que sean sabrosas. Este es un requisito sine qua non de una alimentación que no nos “seque el alma”. Pero el fin último es que las moléculas que consumimos sean seguras, contribuyan a alejarnos de enfermedades crónicas evitables, nos ayuden a mantener un peso estable y nos otorguen vitalidad y bienestar. Por todo esto, las estructuras alimentarias deben ser saludables. Lo anterior, sin embargo, debe darse en un planeta que está enfermo con contaminación y escasez de recursos, por tanto las cadenas que cubran la generación, transformación y consumo de estas estructuras deben ser sustentables.

El esquema que se presenta en la figura 0.1 resume la organización del libro y parte de su título. Se parte de moléculas que la naturaleza convierte en estructuras, las que experimentan una re-ingeniería en la cocina y la industria para que formen parte de nuestra alimentación. Al final, todo vuelve a ser moléculas, algunas deliciosas y otras que hacen funcionar nuestro organismo. Todo esto ocurre en un planeta que es limitado y frágil, en el cual imperan algunas “leyes” que no podemos violar.

FIGURA 0.1. Esquema que resume la organización del libro y su título.

He decidido asumir con mínimos compromisos el desafío de ser un francotirador en este tema. He enseñado tecnología de los alimentos e investigado sobre los procesos y la microestructura de materias primas y productos durante casi 35 años. A través de este tiempo como profesor a menudo he explicado principios básicos de ciencia e ingeniería usando como ejemplos los alimentos y los procesos culinarios, con la ventaja que estos son familiares a mis alumnos. En los últimos cinco años he recibido a jóvenes chefs en mi laboratorio, para sorpresa de mis colegas profesores de ingeniería, y he disfrutado de la experimentación culinaria conjunta. En este libro ofrezco mi visión sobre los alimentos, la alimentación y la gastronomía, y por tanto, el contenido de muchas de las secciones es debatible. De eso se trata.

Hay un trasfondo que apunta a que cada individuo maneje un mínimo de información que le permita establecer aquella relación con los alimentos que le proporcione el mayor bienestar personal, por lo tanto, no hay recomendaciones sobre una manera única de ver el mundo de la alimentación. Establecer esta relación no es fácil pues los ciudadanos del mundo moderno, particularmente los miles de millones que viven en grandes centros urbanos, deben compartir el tiempo dedicado a la alimentación con el que demanda el transporte, el trabajo y las múltiples distracciones. El Nobel de Literatura 1967, Miguel Ángel Asturias lo resumió muy bien:

De las cocinas huyeron las horas amorosas de la preparación de platos y pasteles, y la tristeza disfrazada de preocupación por la gordura, la línea, el pecado, el costo y tener que estar a horario, acabó con lo que antes era grato y placentero: sentarse a comer. (Comiendo en Hungría, Ediciones Universidad Católica, Chile, 2009).

Soy un agradecido de haber sido capaz de ver la “otra” ingeniería en los alimentos, aquella que ocurre en su “micromundo” interior y de proponer algunas interpretaciones que pueden no ser compartidas, pero pretenden ser originales y motivadoras. Si no, de qué sirve haberse dedicado a la vida académica. Doy gracias a mis alumnos que recibieron desafíos y respondieron con proposiciones inteligentes, rigurosas y elegantes, muchas de las cuales están en este libro. Mi gratitud también a varias personas que contribuyeron con sus sugerencias a los contenidos de diversas partes del libro. Por último, agradezco a mi esposa Astrid y mis hijos Carolina, Sebastián y Magdalena quienes muchas veces soportaron largas y sesudas interpretaciones a la hora de almuerzo y comida, sin jamás exigirme una prueba empírica de mis argumentos.