hidrocoloides ii

Macromoléculas (polisacáridos y proteínas) que tienen la propiedad de absorber agua fácilmente, modifican la reología, y aumentan la viscosidad del líquidos.

2

TECNO-FUNCIONALIDAD Primarias se generan en solución ◦ Viscosidad/espesante ◦ Gelificación

Secundarias ◦ Retener humedad (Aw) ◦ Reducción de sinéresis ◦ Estabilizante de emulsiones y espumas ◦ Adhesión ◦ Inhibidor de la cristalización ◦ Dispersión de partículas ◦ Clarificación ◦ Reducción de absorción de aceite ◦ Encapsulados ◦ Fibra dietética ◦ Sustitutos de grasa

3

Según las características de las cadenas, su longitud, sus ramificaciones, la forma en que se agrupan las ramificaciones y si tienen cargas eléctricas o no, los hidrocoloides pueden ser: •Hidrocoloides solubles en frío: Alginato, Goma Guar, Goma Arábiga, Goma Xantana, Konjac... •Hidrocoloides solubles en caliente: Agar, Carragenato, Goma Garrofín, Pectinas..

Agar

Gelatina

Carragenina

Pectina

Xantana

Alginato

CMC

Guar

Arabiga

Almidón

Gelatina

Carragenina

Pectina

Xantana

Alginato

CMC

Guar

otros

Distribución sin considerar al almidón

Semi

sintéticos

Origen

microbiano

Naturales

5

6

Funcionalidad

Y aplicaciones

Tamaño de

partícula

Solubilidad

Composición

química

7

8

Desarr

ollo d

e

textu

ra

Agente

lig

ante

Gelifi

cante

Form

a

película

s

hid

rofí

licas

Película

s

hid

rofó

bic

as

Espesante

Pla

sti

ficante

Em

uls

ific

ante

Encapsula

nte

Esta

biliz

ante

tu

rbid

ez

Aere

ante

Contr

ol d

e

cri

sta

lizació

n

Arábiga √ √ √ √ √ √ √ √

Tragacanto √ √ √ √ √ √ √ √

Karaya √ √ √ √ √

Ghatti √ √

Guar √ √ √ √ √

Algarrobo √ √ √ √ √

Carragenina Kappa

√ √

Carragenina lamba

√ √

√

√

Carragenina iota

√ √

Agar √ √

Xantana √ √ √

√ √ √

√

√

9

Técnicas de dispersión

• Adición Directa: En el vórtex de agitación

• Pre-mezclado en Seco: Azucares Sales

• Aplicación de calor/ agitación vigorosa

Suspensiones coloidales

Solución verdadera

◦ Homogéneas forman una sola fase

◦ moléculas de bajo peso molecular <1nm

Solución coloidal

◦ Homogénea: fase dispersa y fase dispersante

◦ Polímeros y proteínas, 1-100 nm

◦ Soles, espumas, emulsiones

Dispersión gruesa

◦ Partículas > 100 nm, tienden a la sedimentación

10

Partículas o micelas suspendidas visibles a simple vista

Constituidas por agrupación de átomos o moléculas de elevado peso

No pasan a través de filtros finos

Tienden a separarse del disolvente

Fase dispersa y dispersante

11

12

Fase dispersante

Fase dispersa

13

Fase dispersa Fase dispersante Ejemplo Sólido Líquido Suspensiones de almidón Sólido Gas Humo Líquido Sólido Jaleas, queso Líquido Líquido Emulsiones, mayonesa

Gas Líquido Espumas, crema batida

Sol: suspensión coloidal

líquida o sólida

Gel: estado semisólido

por la interacción de

partículas dispersas

Espuma: coloide

constituido por burbujas

de gas suspendidas en el

seno del líquido o sólido

Emulsión : dos líquidos

inmiscibles dispersos

14

Micela carga

negativa

Contra-ion positivo Superficie del coloide (negativa)

Capa Stern

Capa difusa

Ion-analogo negativo

Potencial Z

Potencial superficial

16

Estable

Estable

Inestable 0 mV

+30 mV

- 30 mV

Potencial Z

Conjunto de propiedades Reológicas y de estructura (geométricas y de superficie) de un producto perceptibles por los mecano-receptores, los receptores táctiles y en ciertos casos, por los visuales y los auditivos".

Líquidos viscosidad

Geles deformación / ruptura

18

Absorben y retienen gran cantidad de agua

incrementan la viscosidad de sus soluciones

La viscosidad de polímeros aumenta con la concentración en el punto crítico C*

las moléculas pueden interaccionar

Xantano carboximetil celulosa Metil celulosa hidroxipropil celulosa Guar Algarrobo

Resistencia al movimiento relativo de las molécula. Medida indirecta de la fuerza de fricción entre las capas del fluido y entre la superficie y el fluido

Poise (p) = 1g/cm-s (Cp centipoise)

20

Newtonianos ◦ viscosidad independiente del esfuerzo al corte

No-Newtonianos ◦ Flujo independiente del tiempo o Pseudoplásticos, la viscosidad disminuye al aumentar la

fuerza del corte (mostaza, salsa catsup) o Dilatante: la viscosidad aumenta al aumentar la fuerza de

corte o velocidad de deformación (suspensiones de almidón, manteca)

◦ Flujo dependiente del tiempo o Tixotropico: la viscosidad disminuye con el tiempo de

aplicación de la fuerza cortante y la velocidad de deformación, pero cuando la deformación cesa, la viscosidad aumenta hasta llegar a su estado original.

o Reopexia: La viscosidad aumenta con el tiempo.

22

Fuerz

a c

ort

ante

Velocidad de deformación

23

Tixotrópico Reopéctico

25

Fuerza de corte

visc

osid

ad

Moléculas con movimiento libre

26

Fuerza de corte

LS- Meseta Newtoniana

HS- Meseta Newtoniana

zona pseudoplástica

Peso molecular, volumen concentración interacción inter-molécular medio ambiente

◦ pH ◦ Temperatura ◦ presencia de iones divalentes Ca2+

Viscosímetro rotacional Brookfield

Reómetro Cono-plato

Viscosímetro capilar

28

Gelatina

agar carragenina

pectina gelana

MC y HPC

xantano algarrobo Alginato

Estado de dispersión formado por: ◦ una red ordenada de moléculas enlazadas en una

red tridimensional. ◦ fase continua líquida atrapada dentro de la red ◦ la firmeza del gel depende de:

tipo y concentración del hidrocoloide sales pH Temperatura Sinéresis: compactación y pérdida de agua

Retrogradación: precipitación del gel.

Geles reversibles y no reversibles

34

Textura de geles producidos por varios hidrocoloides

35

Texturómetro (Fuerza de gel)

36

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25 30tiempo

fue

rza

(N

)

70-90% compresión 1a compresión retorno espera 2a compresión

37

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25 30tiempo

fue

rza

(N

)

fracturabilidad

dureza

A3

A1

A2

1a compresión retorno espera 2a compresión

Cohesividad = A2

A1

Adhesividad = A3

Elasticidad = L2 L1

FACTORES A CONSIDERAR PARA LA

FORMACIÓN DE GELES

38

Particulado (malla 40-80) ◦ Requieren mayor tiempo de hidratación no forman

grumos

Polvo fino (malla 120-200) ◦ Hidratación rápida pero tienden a formar grumos

recomendable empleo de homogenizador 15,000 rpm y dilución

39

Solubles a temperatura ambiente (alginato)

Solubles solo al aplicar tratamiento térmico ◦ Alta temperatura en presencia de ácido puede

ocasionar pérdida de funcionalidad

◦ Agar: disolución a 85°C y gelifica a 40°C

◦ Carragenina: disolución a 85°C y gelifica a baja temperatura (4°C/ 24h)

40

Calcio promueve la formación de geles ◦ Calidad del agua o adicionar secuestradores

◦ vigilar orden de adición, o sustituir CaCl2 por una sal menos soluble (tripolifosfatos)

Alginato

Carragenina

Pectina

Gelana

Sodio puede inhibir la funcionalidad de CMC

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Combinación de hidrocoloides

Costo

Volumen

Efecto aditivo en viscosidad o resistencia del gel ◦ Xantana con carragenina, guar y locus

◦ Konjac con carragenina y guar

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Categoría hidrocoloide Otros ingredientes

Pura (98-100%) Una ----

Mezcla funcional o premezcla o estandarizada

Una sales/ azucares (10-15%) - facilitar disolución - mejorar funcionalidad - Textura especifica

Mezcla sinérgica Dos o tres 50/50 xantana/guar 75/25 guar/xantana 75/27 xantana/guar

----

Mezcla de aplicación mezclas para aplicaciones

específicas

Dos o más Sales, azucares, mono y diacilglicéridos u otros

43