hidrocoloides 2014

1

HIDRATOS DE CARBONO

DE ALTO PESO MOLECULAR

DE BAJO PESO MOLECULAR

POLISACARIDOS AZUCARES

(ALMIDONES, GOMAS, CELULOSAS)

1. No puede congelarse, plastificante, capacidad de movimiento reducida pero pueden intercambiarse libre y rapidamente con otras molculas de agua.

2. Constituye slo una pequea parte del agua total.

3. El resto est retenida en capilares y cavidades en el gel o el tejido.

Polisacridos

Agua de hidratacin

Son mas solubles en agua cuanto mayor sea la irregularidad de las cadenas moleculares. Solobles en H2O usados en alimentos se conocen como hidrocoloides o gomas

Polisacridos

2

HIDROCOLOIDES

Fuente Hidrocoloide

goma arbiga

Exudados de plantas goma ghatti

goma tragacanto

goma karaya

agar

Extractos de algas l, k, i carragenano

alginato

Extractos de semillas y otras goma guar

fuentes de origen vegetal goma garrofn

almidones

Extractos de plantas superiores pectinas

Extractos de animales gelatina

quitosano

celulosa microcristalina (MCC)

Derivados de celulosa carboximetilcelulosa (CMC)

metilcelulosa (MC)

hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)

Fermentacin microbiana goma xntica

goma dextrano

goma gelano

Clasificacin de los hidrocoloides segn su origen

3

PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

Capacidad espesante

Formacin de geles

Estabilizacin de emulsiones

Estabilizacin de espumas

Estabilizacin de suspensiones y dispersiones

Formacin de pelculas y encapsulacin

Inhibicin de cristalizacin

4

ESPESANTES

Ninguna o pocas interacciones entre molculas

CAPACIDAD ESPESANTE

Parmetros que influyen en esta propiedad

PM de la molcula Espacio que ocupa la molcula Presencia de grupos funcionales en la molcula Temperatura del medio Interaccin con otros hidrocoloides y cationes

Efecto diferente en cada tipo de hidrocoloide y puede afectar mucho a la textura del producto final.

Goma xntica Goma guar Goma garrofn l carragenano Alginato (sin Ca++)

CAPACIDAD ESPESANTE

Tienen capacidad espesante pero no forman geles:

Podemos decir que todos los hidrocoloides poseen la propiedad de aumentar considerablemente la viscosidad del medio acuoso para concentraciones bajas, aproximadamente al 1%.

5

CAPACIDAD ESPESANTE

El comportamiento reolgico depende de la forma y rigidez de las macromolculas

Macromolculas globulares o ramificadas

Pueden asimilarse a esferas

Baja viscosidad

Comportamiento newtoniano Presentan

= D

esfuerzo de corte o tensin de cizalladura

D velocidad de deformacin o gradiente de velocidad

coeficiente de viscosidad

En un fluido Newtoniano la es una constante, independiente de la velocidad de deformacin

1

2

3

1

2

3

D

2 3

1

D

CAPACIDAD ESPESANTE

6

CAPACIDAD ESPESANTE

Macromolculas desplegadas

Pueden entremezclarse cubriendo grandes volmenes

Reduccin en movilidad

Alta viscosidad

Su viscosidad decrece cuando

aumenta el esfuerzo aplicado

Comportamiento pseudoplstico

Ej. alginato, guar, garrofn

D

Pseudoplstico

Fluidos no newtonianos

Orientacin progresiva de molculas desdobladas al aplicar cizallamiento

CAPACIDAD ESPESANTE

Macromolculas desplegadas

Comportamiento pseudoplstico

7

CAPACIDAD ESPESANTE

Macromolculas desplegadas rgidas

Por encima de cierta concentracin tienen muy poca movilidad En reposo adoptan una configuracin de equilibrio que se comporta como un slido

Pueden asimilarse a rodillos rgidos

Ej. xntica 1%

Orientacin progresiva de molculas desdobladas rgidas al aplicar cizallamiento

CAPACIDAD ESPESANTE


Cuando el esfuerzo supera el valor de fluencia, el sistema fluye

los polmeros se orientan en

la direccin del flujo

El fenmeno es instantneo y reversible

8

Umbral de fluencia 0

D

Plstico de Bingham ideal

CAPACIDAD ESPESANTE


Varios hidrocoloides presentan valor de fluencia a concentraciones entre 0.5 y 1.0%

Goma xntica

Goma guar

Goma garrofn

CMC


Capacidad espesante

Formacin de geles






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GELIFICANTES

Importante nmero de zonas unin por interacciones entre molculas

FORMACION DE GELES

Parmetros que influyen en esta propiedad

PM de la molcula Espacio que ocupa la molcula Presencia de grupos funcionales en la molcula Temperatura del medio Interaccin con otros hidrocoloides y cationes

Gel: matriz continua de material interconectado con gran cantidad de disolvente retenido en los intersticios

FORMACION DE GELES

Las macromolculas se asocian a travs de puntos de unin a la vez que mantienen zonas libres.

Red tridimensional que atrapa el agua

Una misma macromolcula puede formar uniones cruzadas con otras.

+

10

1. Solubilizacin de las macromolculas

2. Asociacin entre molculas

Secuencia de gelacin

FORMACION DE GELES

Formacin de las zonas de unin Por enfriamiento Por accin de iones

La fuerza del gel y las propiedades de fusin

(reversibilidad o no reversibilidad) estn

determinadas por:

FORMACION DE GELES

la cantidad de zonas de unin

el tipo de uniones individuales

involucradas

11

FORMACION DE GELES

Alginato en presencia de Ca++ Pectinas Goma xntica-goma garrofn k carragenano i carragenano k carragenano-goma garrofn Gelatina

Hidrocoloides que forman geles:

Comparacin cualitativa de textura de geles de diferentes hidrocoloides

Firme, quebradizo

Suave, flexible

Xntica, garrofn

Gelatina

Gelanos con alto contenido de acilo

Gelanos con bajo contenido de acilo Agar

Alginato con alto contenido de G

Alginato con alto contenido de M

Pectinas LM y HM

k carragenano

i carragenano

FORMACION DE GELES

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Capacidad espesante

Formacin de geles






ESTABILIZACION DE EMULSIONES

Los hidrocoloides aumentan la viscosidad de la fase externa y minimizan la tendencia de los glbulos grasos dispersos a migrar y coalescer.

Emulsin: Sistema constituido por dos fases lquidas inmiscibles, una dispersa en forma de glbulos en la otra.

1-burbujas de aire (40-150 m) 2-glbulos de grasa (0.5-1.5 m)

3-cristal de hielo (20-100 m) 4-cristales de lactosa

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* Algunas gomas forman un recubrimiento alrededor del sistema disperso que imparte carga a la superficie

las partculas se repelen

y la emulsin se estabiliza.

* Otros hidrocoloides actan disminuyendo la tensin superficial.

Otros modos de accin:


Los hidrocoloides se usan como emulsificantes en aderezos de ensaladas (emulsin aceite/agua)

se estabilizan ajustando la viscosidad

de la fase acuosa.

Por ejemplo se puede usar goma tragacanto o goma xntica

presentan estabilidad a bajo pH

14


Capacidad espesante

Formacin de geles






ESTABILIZACION DE ESPUMAS

Espuma: Masa de gas dispersa en un lquido o slido.

Las burbujas estn separadas entre s por pelculas

delgadas de lquido o slido.

Los hidrocoloides son efectivos para estabilizar

espumas.

Se usan solos o combinados con protenas:

Carragenanos Alginato de sodio

Goma guar Carboximetilicelulosa

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Capacidad espesante

Formacin de geles






ESTABILIZACION DE SUSPENSIONES Y DISPERSIONES

Suspensin: Dispersin estable de material insoluble en un medio lquido.

Los hidrocoloides que presentan valor de fluencia (plstico de Bingham) son efectivos para estabilizar suspensiones.

Se usan:

* Goma xntica

* Carragenanos (reaccionan con las

protenas de la leche)

16


Capacidad espesante

Formacin de geles






FORMACION DE PELICULAS

Recubrimientos comestibles Retardar prdidas de humedad Preservar textura superficial, apariencia e integridad

Frutas y vegetales: taponamiento de poros, retencin de firmeza, textura, aroma.

Frutas secas: disminuye pegajosidad.

Se usan: metilcelulosa carragenano + celulosa alginato-dextrosa

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Pelcula lipofbica de metilcelulosa que previene la absorcin de aceite en el fritado

Recubrimientos comestibles

Una alternativa para reducir el contenido graso de alimentos sometidos a fritura

Los films de hidrocoloides:

Actan como barrera a los lpidos y

a los gases.

Pero por su carcter hidroflico no

son buena barrera al vapor de agua.


Las formulaciones de recubrimientos incluyen:

Un componente capaz de formar una matriz cohesiva y continua Hidrocoloides

Plastificantes para mejorar las propiedades mecnicas.

Aditivos como antimicrobianos.

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ENCAPSULACION

Formacin de cpsulas alginato-calcio conteniendo un antioxidante

Proceso por el cual se aplica una pelcula delgada generalmente polimrica a pequeas partculas slidas, lquidas o gaseosas.

Es una tcnica apropiada para proteger una sustancia y liberarla controladamente.


Capacidad espesante

Formacin de geles






19

INHIBICION DE LA CRISTALIZACION

Cristalizacin: Proceso de orientacin de

tomos, molculas en un arreglo rgido,

repetitivo llamado cristal.

La cristalizacin es un fenmeno dependiente

del tiempo Nucleacin y Crecimiento

Los hidrocoloides se usan

para controlar e inhibir la

cristalizacin indeseable.

Ej. Helados

Los hidrocoloides afectan la cristalizacin de 3 formas:

Compatibilidad: El hidrocoloide puede ser compatible

con el cristal, adherirse a la superficie y alterar su

crecimiento normal.

Competencia: El hidrocoloide y el cristal compiten por

las mismas molculas.

Combinacin: El hidrocoloide se combina con impurezas

que afectan el crecimiento cristalino.

INHIBICION DE LA CRISTALIZACION

20

CRITERIOS DE

SELECCION DE

HIDROCOLOIDES

CRITERIOS DE SELECCION DE HIDROCOLOIDES

Solubilidad o dispersabilidad de la goma Efecto de la temperatura, pH y esfuerzo de

corte

Caractersticas reolgicas Viscosidad

Formacin de gel

Efecto de la temperatura, concentracin, pH y tiempo en las propiedades espesantes y de gelificacin

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Estabilidad al pH, temperatura y esfuerzo mecnico

Comportamiento electroqumico y su efecto en la estabilidad y capacidad de emulsificacin

Compatibilidad con otros componentes del alimento

Sinergismo con otras gomas


Efecto en el color, olor y sabor del producto

Estabilidad microbiolgica

Estado regulatorio

Costo efectivo


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CARACTERISTICAS

ESTRUCTURALES

DE LOS

HIDROCOLOIDES

Clasificacin de los polisacridos segn su estructura

Homopolisacridos

Lineales Cadenas rectas Funcin estructural o de pared Ej. celulosa, amilosa

1 solo tipo de azcar

Estructura ramificada Funcin de reserva energtica o estructural Ej. amilopectina, dextrano

Heteropolisacridos

Ramificados

Sin ramificaciones o cadenas laterales Polisacridos de tejido conectivo unidos a protenas o lpidos. Ej. alginato 2 ms tipos

de azcar Muy complejos, hasta 6 tipos diferentes de azcar Ej. goma arbiga, tragacanto, garrofn, xntica

Lineales

Ramificados

23

Aleatoriedad estructural:

en el orden o distribucin de azcares en

la cadena principal

en la sustitucin de dicha cadena

Aspectos estructurales de los azcares que influyen:

configuracionales: D L, a b

conformacionales: silla o bote

estereogeomtricos: quiralidad

Cuatro estructuras:

primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria

Caractersticas estructurales de los hidrocoloides

Caractersticas estructurales de los hidrocoloides

Tipos de uniones

Puentes de Hidrgeno

formacin de geles

solubilidad

sinresis

Enlaces inicos

pectinas poco esterificadas y alginato de

sodio forman geles en presencia de iones Ca.

Uniones de Van der Waals

poco importantes en polisacridos, muy dbiles.

24

PROPIEDADES Y

APLICACIONES

DE LOS

HIDROCOLOIDES

Segmento representativo de una molcula de galactomanano

GALACTOMANANOS: Goma guar y goma garrofn

Cadena principal: residuos de b-D manosa

Cadenas laterales: residuos de a-D galactosa

- Goma guar 1:2

- Goma garrofn 1:4

Extractos de

semillas

Relacin galactosa/manosa

25

GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN

Tienen propiedades similares, excepto la solubilidad:

Goma guar se disuelve fcilmente en agua fra

Mayor grado de sustitucin

previene la asociacin de cadenas

permite que penetre el agua.

Goma garrofn requiere ser calentada a T > 85C

Menor grado de sustitucin

permite la asociacin entre cadenas y formacin

de agregados pseudo-cristalinos

previenen la penetracin de agua.

Propiedades funcionales

Forman soluciones viscosas

A mayor temperatura, menor viscosidad (reversible)

Previenen sinresis

No son degradados por las enzimas digestivas

(alimentos bajas caloras)



26

Presentan sinergismo con otros polisacridos:


las regiones no sustitudas (lisas) son capaces de entrecruzarse con las hlices de la goma xntica y del k carragenano

forman un gel

(an cuando individualmente no gelifican)


Goma xntica-garrofn

Se obtienen geles cohesivos y termorreversibles. Con una relacin 1:1 se obtiene la mxima fuerza del gel (mayor resistencia)

k carragenano-garrofn

Se obtienen geles elsticos y transparentes.

Modelo de gelacin de goma xntica o k carragenano con

garrofn Propiedades funcionales


agregados

27


Aplicaciones

Estabilizacin de helados

0,3% evita recristalizacin de hielo

textura cremosa

Estabilizacin de mayonesas

mayor viscosidad en la fase acuosa

Espesantes en sopas y salsas esterilizadas

Espesantes y estabilizante de espumas en milk shakes

sensacin ms cremosa y espuma ms estable

ALGINATOS

Acido algnico cido manurnico Acido gulurnicos

Se obtienen por extraccin alcalina de las algas marrones

Bloques homogneos de residuos manurnicos: M-M-M-M-M-M

Bloques homogneos de residuos gulurnicos: G-G-G-G-G-G

Bloques de ambos residuos alternados: M-G-M-G-M-G

PM 20000-600000

28

ALGINATOS

Las macromolculas son asociaciones de los bloques manurnicos y gulurnicos en distintas proporciones dependiendo de:

- la especie de alga

- grado de maduracin

- rea de cosecha

A efectos de hacerlos estables se presentan en forma de sal de:

Na+, K+, NH4+, Ca++ y PGA (propilenglicol)

ALGINATOS

Alginatos de Na+, K+, NH4+:

Son fcilmente solubles en agua fra

Grupos carboxilo ionizados

fuerte repulsin entre cadenas

Relacin entre estructura y solubilidad

Cuando hay iones Ca++ (aguas duras, leche):

la disolucin es difcil

Se requiere tratamiento trmico o secuestrante de Ca++ (fosfato o citrato de sodio)

29

Slo los segmentos gulurnicos homogneos en

presencia de iones Ca+2 se asocian para formar

agregados tipo caja de huevo.

ALGINATOS

Modelo de

gelacin tipo caja de huevo

Cada in neutraliza 2 cargas negativas de dos

cadenas macromoleculares diferentes.

Gelificacin

Dependencia con la concentracin de Ca+2.

Alginato alcalino

Alginato poco sustituido: pseudoplstico

Alginato moderadamente sustituido: geles

Alginato enteramente sustituido: precipitado

Ca+2

ALGINATOS

Son geles trmicamente reversibles o irreversibles segn la cantidad de Ca+2 y la longitud de las zonas regulares.

Cuanto mayor es la cantidad de segmentos de cido gulurnico mayor es la capacidad gelificante.

Gelificacin

30

ALGINATOS

Aplicaciones

Productos estructurados

anillos de cebolla

rellenos para aceitunas

rellenos de manzana para tartas

guindas artificiales

Films comestibles

Evita que el agua pase del relleno a la miga en productos de pastelera. Reduce la evaporacin.

Productos de panadera

Budines, postres, cremas y rellenos estables a la coccin (fuente de calcio: leche)

ALGINATOS

Aplicaciones

Espesante

Productos horneables (mayor viscosidad , para ligar agua en rellenos)

Ketchup

Salsas y sopas

Estabilizante

Helados (reduce el tamao de cristales y le da una textura ms suave)

Mayonesas, crema batida ( previene la separacin de fases y evita la sinresis)

31

CARRAGENANOS

Se obtienen a partir de algas marinas rojas

Estructura

Cadenas de residuos de galactosa sulfatados

Existen distintas fracciones diferenciadas por el n y posicin de los grupos sulfato

l lambda

i iota

k kappa

A mayor grado de sulfatacin

mayor solubilidad en fro

CARRAGENANOS

3SO4-2/2Gal

2SO4-2/2Gal

1SO4-2/2Gal

l

i

k

32

CARRAGENANOS

Kappa e Iota generan geles termorreversibles por asociacin de las cadenas formando dobles hlices

Modelo de gelificacin de dobles hlices

Gelificacin

CARRAGENANOS

Menos sulfatado (25%)

Produce geles rgidos con K+ algo opacos y con poca sinresis.

Se disuelve en caliente.

k carragenano

Gelificacin

Es el ms sulfatado (35%)

No gelifica.

Soluble en fro con comportamiento pseudoplstico.

l carragenano

33

El K+ puede introducirse dentro de las hlices de carragenano y neutralizar parcialmente los grupos SO4-2, permitiendo la formacin de agregados

El Na+ al ser de mayor tamao que el K+ no puede introducirse dentro de las hlices de carragenano.

CARRAGENANOS

k carragenano

Gelificacin

Geles opacos, duros y quebradizos (sinresis)

CARRAGENANOS

i carragenano Ms sulfatado que k (32%)

Forma geles con Ca++

Es una red laxa que se destruye por cizallamiento pero que en reposo se recupera

Geles tixotrpicos

Red constituida por dobles hlices y dobleces que conducen a un gel elstico y transparente.

Gelificacin

34

Propiedades de los geles de k, i carragenano y sus mezclas

CARRAGENANOS

Suelen proveerse mezclas de k, i carragenano:

Tienen un comportamiento reolgico intermedio comparado con los geles de componente nico.

Interaccin k-carragenano y protena de leche (casena)

CARRAGENANOS

Perifricamente en las miscelas de casena existe una alta concentracin de cargas positivas que atraen a los grupos sulfato del carragenano cargados negativamente.

Este efecto aumenta 10 veces la fuerza del gel

En leche chocolatada al 0,02% forma una estructura tixotrpica dbil que mantiene en suspensin al cacao.

Al 0,2% ya forma geles en leche (flanes).

35

CARRAGENANOS

Aplicaciones

Procesado en caliente - Gelificante

Postres tipo gelatina

Jamones cocidos (feteabilidad)

Rellenos de tartas

Cremas batidas

Aderezos para ensaladas

Jarabes para panqueques

Procesado en caliente - Espesante

CARRAGENANOS

Aplicaciones

Procesado en fro - Espesante

Postres tipo gelatina

Jamones cocidos (feteabilidad)

Rellenos de tartas

36

CARRAGENANOS

Aplicaciones

Leche procesada en caliente - Gelificante

Flanes, premezclas para flanes

Budines

Leche procesada en caliente - Espesante

Bebidas UHT

Leche chocolatada

Frmulas infantiles

Leche procesada en fro - Espesante Salsas

Quesos untables

Premezclas para postres y helados

PECTINAS

Se obtienen de cscaras de ctricos, bagazo de manzanas, girasol o remolacha

Cadena principal

Unidades de cido galacturnico parcialmente esterificadas con metanol

Cadenas laterales

Ramnosa, galactosa, arabinosa y xilosa

Estructura

37

Grado de esterificacin

(DE)

Porcentaje de unidades del cido galacturnico que estn como ster metlico

PECTINAS

Pectinas de alto metoxilo (HM): DE > 50%

Pectinas de bajo metoxilo (LM): DE < 50%

Los geles se forman por asociacin de las cadenas a

travs de las zonas de cido galacturnico esterificadas.

Las zonas de unin son estabilizadas por uniones

puentes de H.

Las zonas de unin estn limitadas por la presencia de

dobleces.

Los geles formados no son termorreversibles.

Pectinas de alto metoxilo (HM)

PECTINAS

Gelificacin inducida por cidos

38

La disminucin de aw por agregado de azcares induce la formacin de puentes de H en las zonas de unin (contenido de slidos mayor al 55%).

PECTINAS

La gelificacin depende de:

Slidos solubles

Bajo pH Las repulsiones electrostticas pueden reducirse por acidificacin del sistema (pH= 2.6-3.3)

DE A mayor DE, menor tiempo de gelificacin y mayor temp de gelif.

Pectinas de alto metoxilo (HM) Gelificacin inducida

por cido

PECTINAS

Pectinas de bajo metoxilo (LM) Gelificacin inducida por calcio

Los segmentos de cido galacturnico no esterificado presentan una conformacin de cinta ondulada.

Estas estructuras se estabilizan por Ca++ quelados por los oxgenos de las dos cadenas.

Los Ca++ llenan as los espacios formados entre las dos cintas onduladas.

Las zonas de unin son reducidas por las zonas pilosas y por la metilacin.

Gel ms rgido a menor DE y mayor concentracin de calcio.

Las formas ordenadas requieren incorporacin lenta del calcio.

Estructura tipo caja de huevos

39

PECTINAS

Aplicaciones

Mermeladas, dulces y jaleas Mezclas de azcar y frutas llevadas a consistencia espesa o gelificadas por evaporacin (destruccin de enzimas, extraccin de pectinas y concentracin hasta pH y aw de estabilidad: 63-70% slidos).

Para que la consistencia no dependa de la extraccin de la fruta (grado de madurez, tipo de fruta, etc.)

se le agregan pectinas HM

Mermeladas, dulces y jaleas bajas caloras

Tienen alrededor de 30% azcar por lo que no se pueden usar pectinas HM

PECTINAS

Aplicaciones

Se utilizan pectinas LM que gelifican con calcio

Ej: Mermelada BC usa pectina LM y goma xntica

40

GOMA XANTICA

Por fermentacin industrial aerbica de carbohidratos con el microorganismo

Xanthomonas campestris

Se genera como metabolito secundario un heteropolisacrido

GOMA XANTICA

El caldo fermentado se precipita con alcohol isoproplico, se lava, prensa, seca y muele.

GOMA XANTICA

Estructura

Cadena principal

Unidades de b-D glucosa

Cadenas laterales a-D manosa, b-D manosa y b-D glucurnico

Regular y repetitiva

41

GOMA XANTICA

Estructura

La presencia de cido glucurnico y grupos piruvato le confieren carcter aninico.

Comercialmente se utiliza como sales de Na+, K+ y Ca++

Las cadenas laterales se pliegan sobre la cadena principal

Forman estructuras helicoidales

GOMA XANTICA


Fcilmente soluble en agua fra y en amplio rango de pH y concentracin salina.

La conformacin helicoidal las hace comportar como varillas rgidas sin tendencia a asociarse.

Alta viscosidad

Conducta pseudoplstica con valor de fluencia

Viscosidad de la solucin poco dependiente de

T, pH y sales.

42

Curva de viscosidad de una solucin de goma xntica (0.5%)

Comportamiento de flujo de soluciones de goma xntica (0.5%) con diferentes hidrocoloides

GOMA XANTICA

GOMA XANTICA


Presenta estabilidad

qumica

mecnica

enzimtica

En sistemas cidos (ctrico/citrato, pH 3.5) tiene

excelente estabilidad trmica (24 hs, 90C).

La viscosidad no es afectada por la esterilizacin si

contiene pequea cantidad de electrolitos.

Estable frente a ciclos de congelacin-descongelacin.

43

GOMA XANTICA


Estabilidad frente a esfuerzos de corte

(homogeinizacin).

Las enzimas no modifican la molcula, ni an las

celulasas a pesar de la estructura celulsica de la

cadena principal.

Es resistente a los microorganismos, en estado

estructurado la presencia de cadenas laterales

inhiben accesibilidad a las uniones celulsicas.

GOMA XANTICA

Presenta compatibilidad

cidos y bases

sales

solventes orgnicos

otros hidrocoloides


Sinergismo con galactomananos

Xntica + garrofn Geles

Xntica + guar No da gel pero

aumenta la viscosidad

44

GOMA XANTICA

Aplicaciones

Leche y productos a base de leche (helados, crema batida)

Productos de panadera y confitera (mezclas para tortas, mousses, rellenos)

Salsas, aderezos para ensaladas, sopas, mayonesas

Preparaciones a base de frutas (frutas en jalea para yogur, mermeladas bajas caloras, coberturas)

Bebidas (en polvo, pulpas suspendidas)

Productos crneos y a base de pescado (enlatados)

AGAR

Se extrae de 2 gneros de algas rojas

Dos fracciones Agarosa (neutra)

Agaropectina (sulfatada)

Estructura

El % de cada fraccin es variable segn el alga.

La cantidad de agarosa vara entre 50 y 90%.

45

AGAR


Insoluble en agua fra

Algo soluble en agua caliente

Rpidamente soluble en - agua a 97-100C

- formamida

Dispersiones hasta 5%: rpidamente en agua hirviendo con alguna agitacin.

Dispersiones 8-14%: requieren equipos especiales de mezclado.

Solubilidad

AGAR

Propiedades funcionales Gelificacin

Gran capacidad de formar geles an a

concentraciones de 0,04%.

Caractersticas de los geles

Geles estables: funden por encima de 85C

rgidos

quebradizos

transparentes

Termoreversibles

PF y PG precisos

46

AGAR


Gelificacin

Geles con moderada resistencia a ser

degradados por microorganismos y enzimas.

Atrapan entre 15 y 20 veces su peso en agua.

Los 3 tomos de H ecuatoriales de la estructura

de agarosa son responsables de la gelificacin:

Tienen efecto estrico y fuerzan a

la molcula a adquirir estructura de

doble hlice.

Estructuras de un gel de agarosa

Mecanismo de gelificacin de la

agarosa

AGAR


47

AGAR

Aplicaciones

Productos horneados

Emulsificante, estabilizante y gelificante

Tartas, merengue, rellenos, glaceado

Confituras y golosinas

Barras de caramelo

Productos crnicos y pescado

Gelificante en enlatados, recubrimiento en pollo

Productos lcteos

Helados, quesos procesados, queso crema, yogur

Bebidas

Clarificacin de vinos

GELATINA

Se extrae de tejidos animales con alta proporcin de colgeno (cuero, tendones, huesos)

84-90 % protenas

1-2 % sales minerales

Contiene 18 aminocidos en distintas concentraciones, 9 de ellos son esenciales.

Estructura

Composicin qumica

La estructura de la molcula tiene forma de varilla y presenta estructura primaria, secundaria y terciaria.

48


GELATINA

En agua fra se hincha absorbiendo 5-10 veces

su propio volumen en agua.

A temperaturas por encima de su punto de

fusin se disuelve y al enfriarse forma un gel.

La transformacin sol-gel es reversible.

El gel funde entre 27 y 34C (funde en la boca).

GELATINA


Fuerza del gel (bloom)

Peso en gramos que es necesario aplicar a un pistn de 12,7 mm de dimetro para producir en la superficie de la gelatina una depresin de 4 mm de profundidad.

Gelatina se coloca en recipiente estndar a una concentracin de 6,67% y debe haber madurado por 16-18 hs a 10C.

Productos comerciales entre 50 y 300 bloom

Formacin de geles

49

GELATINA

Estabiliza suspensiones coloidales

Acta como espesante

Forma films

Acta como humectante


GELATINA

Aplicaciones

Postres y golosinas

Listos, premezclas

Productos lcteos

Texturizante en yogur

Cremas para rellenos

Postres Otros

Espesante de sopas,

salsas y aderezos

Productos crnicos

Jamones y paletas cocidas

Enlatados

Pats

Aspics

50

Celulosa microcristalina

CELULOSAS

La celulosa es el esqueleto del mundo vegetal.

Junto con la hemicelulosa y la lignina, es el componente estructural de la mayora de las plantas.

Estructura Polmero lineal de b-D glucosa unidas por enlaces 1,4

CELULOSAS

Estructura

Estructura uniforme y lineal

las molculas pueden acomodarse una junto a otra formando regiones cristalinas por puentes de H

Previenen la penetracin del agua

La celulosa es insoluble en agua

Para cambiar sus propiedades funcionales

Sustituciones qumicas

51

CELULOSAS

Principales derivados de la celulosa

Grupo Derivado Sigla

Carboximetilsdico Carboximetilcelulosa CMC

Metilo Metilcelulosa MC

Hidroxipropilo Hidroxipropilcelulosa HPC

Hidroxipropilo Hidroxipropilmetilcelulosa HPMC

y metilo

Los derivados ms tiles en la industria alimentaria son los teres:

Uno o ms -OH son sustituidos por grupos alquilo o hidroxialquilo

CELULOSAS

CMC

A diferencia de la celulosa, en la CMC las cadenas estn separadas por los grupos carboximetilo y los grupos OH que no reaccionaron se asocian con el agua

Se solubiliza

Es soluble en agua caliente y en agua fra.

Es insoluble en solventes orgnicos puros pero es soluble en agua-etanol.

Es hidroflica y tolerante a sales.


52

CELULOSAS

CMC Propiedades funcionales

Es estable entre pH 4 y 10.

Espesante

Soluciones pseudoplsticas

La viscosidad decrece con el aumento de T

Gelificante

Estabilizante

Agente modificador de las propiedades de flujo en soluciones acuosas y suspensiones

CELULOSAS

CMC Propiedades funcionales

Suspensin de partculas

Confiere cuerpo en alimentos dietticos (bajas caloras).

En sistemas a base de almidn minimiza sinresis por captura de agua.

En mezclas de protenas previene la precipitacin de protena de soja o caseinatos en sus puntos isoelctricos. Los grupos (-) de la CMC se combinan con los grupos (+) de las protenas.

53

CELULOSAS

MC y HPMC Propiedades funcionales

Son las nicas gomas que gelifican cuando se calientan y retornan a sus viscosidades lquidas originales cuando se enfran.

Termogelacin

CELULOSAS

MC y HPMC Propiedades funcionales

Termogelacin

Esta propiedad las hace adecuadas para usar en alimentos fritos

Crean una barrera para la absorcin de aceite

Retardan la prdida de humedad

Mejoran la adhesin del batido al producto

54

CMC

CELULOSAS

Aplicaciones

Helados, postres helados instantneos

Salsas para helados

Productos horneados (regula humedad)

Mezclas para tortas

Glaceado, merengue, relleno de tartas

Golosinas (reduce tamao de cristales de azcar)

Recubrimientos

CELULOSAS

MC y HPMC Aplicaciones

Productos de panadera: mejoran la consistencia del batido a travs de la emulsificacin y fortalecimiento de las paredes de las burbujas formadas en el horneado.

Previenen prdida de humedad y migracin de agua a la corteza.

Aumentan la viscosidad en salsas, sopas crema, rellenos.

Alimentos fritos.

Alimentos congelados.

hidrocoloides 2014

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