El helado tiene una química muy compleja, a pesar de su aparente simplicidad. En el gráfico se muestra de una forma simplificada los ingredientes y el papel que desempeñan en la creación del producto final. Aunque compuesto básicamente por leche, crema y azúcar su fabricación es complicada, no sólo basta con mezclar y congelar.

El helado es un tipo de emulsión, una combinación de grasa y agua que, en general, no se mezclarían. Sin embargo, en una emulsión, las gotitas pequeñas de grasa se dispersan a través del agua, evitando esta separación. La manera en que se consigue es el resultado de las propiedades químicas de las moléculas en la emulsión.

Las gotitas de grasa provienen de la crema. Las grasas están compuestas de triglicéridos, con cantidades muy pequeñas (2%) de otras moléculas como fosfolípidos y diglicéridos. Los trigilcéridos se componen de una molécula de glicerol combinado con tres moléculas de ácidos grasos – ver gráfico- La temperatura de fusión de las grasas empleadas en los helados es muy importante, ya que si éstas se funden a temperaturas demasiado elevadas le dan un aspecto ceroso, mientras que es difícil obtener un helado estable si funden a una temperatura demasiado baja. Por suerte, la grasa láctea funde en el rango correcto. Llegado el caso, también se puede usar aceite de palma y aceite de coco, ya que sus temperaturas de fusión son similares.

Las proteínas procedentes de la leche o de la crema juegan un papel importante para que la  grasa no se separe del agua. Durante el proceso de fabricación del helado, la grasa pasa a través de una pequeña válvula a alta presión para rompiéndose en pequeñas gotas. Las proteínas de la leche se adhieren a la superficie de estas gotas de grasa, creando una membrana delgada. Ésta ayuda a evitar que las gotitas de grasa vuelvan a formar gotas grandes, como las proteínas revisten las gotitas de grasa individuales se repelen entre sí cuando entran en contacto cercano.

Los emulsionantes son moléculas que facilitan las emulsiones – un extremo es soluble en agua, mientras que el otro es soluble en grasas y aceites-. Los emulsionantes rodean las gotas de grasa y aceite, y permiten la mezcla de éstos con el agua, en lugar de formar capas separadas.

A pesar de su nombre, los emulsionantes ayudan a de-emulsionar parte de la grasa mediante la sustitución de algunas de las proteínas de la leche en la superficie de las gotitas de grasa. Esto da lugar a una membrana delgada que rodea las gotitas, que a su vez hace que sean menos propensas a unirse y formar clúster durante el batido. Se necesita algo de grasa en el helado para que se emulsione, debido a que juega un papel importante en atrapar el aire.

Cuando se fabrica un helado, se airea y congela. La mayoría de los helados tienen un importante volumen de aire contenido en su interior, de aquí la importancia de la combinación de grasa, proteínas y emulsión. En realidad es muy difícil incorporar la mayor cantidad de aire en productos donde no están presentes la grasa y las proteínas, por ejemplo, en los sorbetes. Los helados de mejor calidad tienen a tener el contenido más bajo de aire y, por lo tanto, una mayor densidad. Un contenido de aire helado superior se derrite más rápidamente.

La congelación añade otro elemento importante para el helado: el propio hielo. Las fábricas modernas usan normalmente amoníaco líquido para producir las bajas temperaturas que se requieren. Anteriormente, se empleaban mezclas de agua y sal. La adición de agua y sal puede disminuir su punto de fusión hasta un mínimo de -21.1ºC, mientras que el amoníaco líquido se se utiliza alrededor de -30ºC. Cuanto más frío sea el refrigerante, más rápido se fabrica el helado.

El helado se fabrica en un barril con cuchillas raspadoras rotantes. Cuando el helado toca los lados del barril, se congela, pero inmediatamente las cuchillas los raspan. Los pequeños cristales de hielo producidos se dispersan en la mezcla. Cuanto más pequeños sean los cristales, más suave será el helado.

El azúcar es otro componente clave. El edulcorante del helado  ayuda a reducir el punto de congelación del agua y la cantidad de hielo producida en el proceso de congelación. Los cambios en las cantidades y tipos de azúcares utilizados afectan a la dureza del helado. Los helados más suaves tienen menos hielo. Los azúcares también afectan a la viscosidad del jarabe líquido en el que están suspendidas las gotitas de grasa y burbujas de aire.

Los estabilizadores también afectan a la viscosidad del líquido. Son moléculas solubles en agua, derivadas comúnmente de plantas. Desempeñan una serie de funciones. Un ejemplo es el alginato de sodio – derivado del alga marrón- y la carragenina - extraído de algas marinas rojas-. Estos compuestos también ayudan a reducir la velocidad de fusión del helado y le dan una textura más suave.

Quizá el ingrediente más importante es el sabor del helado. Dependiendo del sabor, se añade de forma natural – por ejemplo, vainilla- o mediante el uso de sabores artificiales. Otros sabores requieren mezclas más complejas de la molécula para conseguir un sabor auténtico. Los colorantes naturales como las antocianinas se añaden para dar el color correcto.

Otros ingredientes son ligeramente más sorprendentes. El escatol es una molécula que se encuentra en las heces – y también en pequeñas cantidades en el helado. Es una molécula extraña que, a altas concentraciones, huele exactamente como cabría esperara; pero, en concentraciones bajas, tiene un olor floral. En algunos helados, se añaden como potenciadores del sabor.

Fuente: Compound Interest