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• Carlos Guevara

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ALMIDONES MODIFICADOS El almidón es un polisacárido de origen vegetal que tiene muchas aplicaciones en la industria de los alimentos, además de ser la fuente más importante de carbohidratos en la alimentación humana. Su producción es cercana a los 48.6 millones de toneladas anuales y posee bajo costo, biodegradabilidad y biocompatibilidad. Los almidones nativos presentan ciertas limitaciones como: altas temperaturas de gelatinización, retrogradación, opacidad y baja retención de agua; por tanto, se requiere diversificar las fuentes de obtención y/o mejorar sus propiedades mediante su modificación química. Los almidones naturales se pueden modificar químicamente para producir cambios físicos que contribuyen a la estabilidad, apariencia, comodidad y funcionamiento en la preparación de alimentos. Las etiquetas que dicen almidones “naturales” incluyen almidones que no están modificados químicamente y pueden ser un “plus” para consumidores y fabricantes preocupados. Los almidones modificados también pueden considerarse dentro de un grupo de productos alimenticios que se denominan PAI (productos alimentarios intermedios), y no son más que aquellos productos comestibles, no necesariamente nutritivos, que no son materias primas básicas de los alimentos industrializados, ni se consumen directamente, sino que proceden de transformaciones de aquellas materias primas básicas a fin de adaptarlas mejor a la aplicación industrial, facilitando la elaboración industrial de los alimentos. Propiedades de los Almidones Modificados:

* Proporcionan una mejora en la funcionalidad, consistencia y fiabilidad en los procesos alimenticios. * Entregan humedad y textura a los alimentos. * Estabilizante de espumas. * Otorgan resistencia a los alimentos cuando son expuestos a altas temperaturas. * Proporcionan resistencia a los ciclos de congelación y descongelación. * Presentan solubilidad en frio. * Aumentan la estabilidad del producto. ALMIDONES PREGELATINIZADOS Es un almidón instantáneo que ha sido gelatinizado y entonces deshidratado. Se hincha sin aplicación de calor. El almidón pregelatinizado se encuentra en muchos alimentos, incluyendo mezclas para pudines instantáneos. 

El almidón se dispersa en agua fría, puede espesar sin que se le aplique calor .

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El granulo de almidón puede ser cocido y deshidratado, reabsorbiendo una cantidad de agua sin tener que ser calentado de nuevo (por ejemplo... pudin instantáneo). El granulo de almidón experimenta un cambio irreversible y no puede retornar a su condición no gelatinizada original después del tratamiento. Se requiere una mayor cantidad de almidón para repesar un líquido porque se ha producido rotura del granulo de almidón durante la gelatinización y el secado.

Almidón que se hincha con el agua fría Es un almidón instantáneo que permanece como un granulo intacto. Ofrece comodidad, estabilidad, claridad y textura. Los almidones que se hinchan en agua fría pueden gelificar o no. Pueden ser utilizados en aderezos para ensaladas sin cocción o en frio y pueden proporcionar la sensación bucal cremosa, espesa en aderezos para ensaladas sin grasa. Almidones entrecruzados Se usan muchos alimentos, especialmente productos alimenticios ácidos como la salsa para pizza y la salsa barbacoa porque el almidón modificado es más resistente al acido que los almidones no modificados. El almidón entrecruzado se obtiene por una reacción molecular que se produce entre grupos hidroxilo (-OH) específicos de dos moléculas de almidón adyacentes intactas.

El propósito del entrecruzamiento es permitir que el almidón resistir condiciones como el bajo pH, elevada fuerza de cizalla o elevadas temperaturas. Como resultado del entrecruzamiento, el almidón se hincha menos y espesa menos. El almidón se vuelve menos frágil y es más resistente a la rotura. Tolera mejor las temperaturas elevadas, pero no las bajas temperaturas. Almidón modificado acido Es el almidón que se ha sometido a tratamiento en un “alurry” acido. Se calienta un almidón nativo y un ácido diluido a temperaturas inferiores a la gelatinización. Cuando el almidón se añade a un producto alimenticio, es menos viscoso en caliente pero forma un gel fuerte al enfriarse.

Dentro de los almidones que Quimatic provee, los siguientes son los más importantes: Almidón de papas Es una harina que no contiene gluten, y que a través de sofisticados procesos, se obtiene directamente del almidón de las papas. Es un polvo muy fino que puede ser usado con otros tipos de harina para productos horneados. El almidón de papas también puede ser usado como un espesante controlando viscosidad y ácido tolerancia.

Aplicaciones:     

Productos horneados. Industria farmacéutica. Cereales para el desayuno Pastas y tortillas. Tentempiés (galletas, golosinas).

Almidón de Tapioca También conocido como “Harina de Tapioca”, es una harina refinada, sin sabor, que proviene de la raíz de yuca. El almidón de tapioca posee una excelente calidad y es sustituto del almidón de arrurruz y del almidón de maíz. Este almidón no posee gluten y usualmente es agregado a productos horneados como espesante. Aplicaciones:  

Productos horneados. Es usado como espesante de salsas y sopas.

Almidón de Maíz y Almidón Pregelatinizado para la Industria farmacéutica Para obtener información específica de este tipo de insumos, por favor contáctese directamente con uno de nuestros ejecutivos, que lo ayudarán a tomar la mejor decisión. Importancia en la Industria Alimentaria

Muchos almidones no poseen las propiedades funcionales necesarias para mantener las propiedades deseadas, en los productos alimentarios, como resultado algunos almidones han sido modificados, también conocidos como derivados amiláceos, junto con algunas de sus propiedades funcionales.

Los almidones más comúnmente modificados para uso comercial son los procedentes del maíz normal, tapioca, patatas y maíz ceroso. Los almidones modificados se utilizan para mejorar la viscosidad, estabilidad durante el almacenamiento, integridad de las partículas, parámetros de la elaboración, como textura, aspecto y emulsificación. La industria alimentaria ha utilizado los distintos almidones de cereales y de otras fuentes para diversas aplicaciones, así resultan muy adecuados como espesantes y aglutinantes para la elaboración industrial de sopas, salsas, alimentos infantiles, mayonesas, productos de panadería, etc. También como simple molécula de amilosa resulta muy útil para recubrimientos de algunos productos: higos, patatas fritas, etc. Asimismo la estructura de amilopectina se suele aplicar como agente espesante, estabilizante y de adhesión.

Sin embargo las exigencias actuales de la tecnología alimentaria hacen que los

almidones naturales no sean capaces de cubrir la gama de propiedades fisicoquímicas que se requieren.

Una directiva de la Unión Europea de 1985 define lo que debe entenderse como “almidón natural”: hidrato de carbono constituido casi exclusivamente por unidades de D-anhidro-glucosa. almidones naturales, es decir, tal como se extraen de sus fuentes vegetales, no se comportan de modo correcto en todas las condiciones tecnológicas de elaboración de algunos alimentos: pH ácidos, tratamientos términos intensos, congelación. Ningún almidón natural puede ser expuesto a condiciones mecánicas y térmicas rigurosas, sin que pierda gran parte de su viscosidad y poder ligante, porque cuando alcanza el hinchamiento máximo se rompe el gránulo. Además, el enfriamiento rápido propio de la congelación, provoca el fenómeno de la sinéresis, que hace perder agua por exudación del gel y se altera la textura del alimento. Procesos de Obtención de Almidones Modificados Gelatinización

Consiste en cocer y gelatinizar el almidón, haciéndolo pasar por unos rodillos calientes para después secarlo; el producto se hincha rápidamente en agua fría y forma una pasta estable; es un buen agente espesante y se emplea en alimentos cuyo consumo no requieren calentamiento. Este método normalmente se emplea en forma conjunta con otro de naturaleza química para obtener los beneficios de ambos. Almidón pregelatinizado: Es un almidón instantáneo que ha sido gelatinizado y entonces deshidratado. Se hincha sin aplicación de calor. El almidón pregelatinizado se encuentra en muchos alimentos, incluyendo la melaza para pudines instantáneos. Algunas de las propiedades de los almidones pregelatinizados incluyen las siguientes:

* El almidón se dispersa en agua fría, puede espesar sin que se le aplique calor * El gránulo de almidón puede ser cocido y deshidratado, reabsorbiendo una cantidad de agua sin tener que ser calentado de nuevo ( por ejemplo el pudín instantáneo) * El gránulo de almidón experimenta un cambio irreversible y no puede retornar a su condición no gelatinizada original después del tratamiento. * Se requiere una mayor cantidad de almidón para espesar un liquido porque se ha producido rotura del gránulo de almidón durante la gelatinización y el secado.

4.2 Fluidización (o hidrólisis) por ácidos.

Los almidones llamados fluidizados se logran calentando una suspensión al 40% a < 55°C en presencia de HCI o de H2SO4 0.1 durante un tiempo que puede variar entre 10 y 20 horas para lograr la viscosidad deseada. Como no se alcanza la temperatura de gelatinización, el ácido sólo hidroliza las regiones amorfas del gránulo y muy poco o nada las cristalinas, por lo que la amilopectina es la más afectada; después se neutraliza con NaOH, se filtra, se lava y se seca. Este tipo de almidones forma pastas que, en caliente, tienen poca viscosidad, y sus geles son débiles; se usan en la industria de caramelos cuando se desea lograr texturas gomosas. Almidón modificado ácido: Es almidón que se ha sometido a tratamiento en un “slurry” (liquido con sólidos en suspensión) ácido. Se calientan un almidón nativo y un ácido diluido a temperaturas inferiores a la de gelatinización.

4.3 Eterificación.

Esta reacción se efectúa a 50°C con óxido de propileno, el cual forma enlaces éter con los OH del almidón, y alcanza un grado de sustitución de 0.05 a 0.10; esto provoca una reducción en la temperatura de gelatinización y de la tendencia de las pastas a la retrogradación. O CH2Óxido 4.4

–

CH de

CH3 propileno Esterificación.

Esta modificación se lleva a cabo con anhídridos orgánicos e inorgánicos, o con sales ácidas de orto, piro y tripolifosfatos, que reaccionan con los OH y forman uniones éster. Entre los más comunes están los derivados fosfato que se producen por calentamiento de 55 a 60°C durante una hora y alcanzan un grado de sustitución < 3. Este tipo de almidón tiene menor temperatura de gelatinización, se hidrata más fácilmente, sus pastas transparentes son viscosas y no presentan retrogradación, por su estabilidad a los ciclos de congelamiento-descongelamiento, se emplean en la elaboración de alimentos congelados. OO NaO – P – O – P – OH

ONa OH

Pirofosfato ácido de sodio

OOO NaO – P – O – P – O – P - ONa

ONa ONa ONa

Tripolifosfato de sodio

Almidón que se hincha con agua fría: Es un almidón instantáneo que permanece como un gránulo intacto. Ofrece comodidad, estabilidad, claridad y textura. Los almidones que se hinchan en agua fría pueden gelificar o no. Pueden ser usados en aderezos para ensaladas sin cocción o en frío y pueden proporcionar la sensación bucal cremosa, espesa en aderezos para ensaladas sin grasa.

4.5 Enlaces cruzados (o sustitución de enlaces).

Esta reacción es de esterificación, pero de dos cadenas unidas por un grupo funcional, como un éster fosfato. Se hace reaccionar una suspensión de almidón con trimetafosfato de sodio, o con oxicloruro de fósforo, que establecen enlaces intermoleculares que refuerzan el gránulo. Las pastas de estos derivados presentan alta estabilidad a la agitación y al calentamiento, incluso en medio ácido, por lo que se emplean en alimentos que requieren esterilización o que tienen un pH bajo; además, son buenos espesantes y estabilizadores, no retrogradan ni gelifican, y su sinéresis es mínima. Entre las reacciones de substitución están las reacciones con difosfatos, con ácido adípico o con agentes monofuncionales para producir acetatos de almidón, succinatos de almidón y derivados hidroxipropilos (óxido de propileno, anhídridro acético).

O

P OO O = P –----- O ------– P = O

ONa ONa

Trimetafosfato de sodio

Almidones entrecruzados: Se usan en muchos alimentos, especialmente productos alimenticios ácidos como la salsa de pizza y la salsa barbacoa porque el almidón modificado es más resistente al ácido que los almidones no modificados. El almidón entrecruzado se obtiene por una reacción molecular que se produce entre grupos hidroxilo (-OH) específicos de dos moléculas de almidón adyacentes intactas. El propósito del entrecruzamiento es permitir al almidón resistir condiciones como el bajo pH, elevada fuerza de cizalla (fuerza interna que desarrolla un cuerpo como respuesta a una fuerza cortante) o elevadas temperaturas. Como resultado del entrecruzamiento, el almidón se hincha menos y espesa menos. El almidón se vuelve menos frágil y es más consistente a la rotura. Tolera mejor las temperaturas elevadas, pero no las bajas temperaturas. Los almidones entrecruzados, a causa de su reducida velocidad de gelatinización e hinchamiento, mantienen una baja viscosidad inicial durante el tiempo suficiente para facilitar la rápida transferencia de calor y el incremento de temperatura necesitados para alcanzar una esterilización uniforme antes de que el hinchamiento de los gránulos de lugar a la viscosidad y textura características de la suspensión deseada.

Los almidones entrecruzados son utilizados en sopas y salsa enlatadas y en mezclas para elaborar masas. El entrecruzamiento de almidón de maíz céreo proporciona a las pastas claras la rigidez suficiente para que, cuando se usan en rellenos de tartas, mantengan su forma al cortarlas.

Los almidones sometidos a entrecruzamiento y estabilización se utilizan en alimentos enlatados, congelados, horneados y desecados. En alimentos infantiles y en los rellenos de frutas y tartas envasados incrementan la vida útil de conservación. También permiten que permanezcan estables a lo largo de su conservación por largos periodos las tartas de frutas, pasteles de carne y salsas congeladas.

4.6 Oxidación.

Se efectúa con diferentes agentes químicos, pero el más empleado es el hipoclorito de sodio. La oxidación de algunos OH se hace al azar y da lugar a grupos carboxilo, además de que existe cierto grado de hidrólisis. Debido a lo voluminoso de dichos grupos, se inhibe – por impedimentos estéricos – la unión de cadenas lineales y, por consiguiente, la retrogradación. Estos alimentos adquieren una temperatura de gelatinización y viscosidad menores, pero esta última disminuye rápidamente con el calentamiento y la agitación, generando unas pastas fluidas de gran transparencia.

Conclusiones * Los almidones naturales son apropiados para alimentos de consumo inmediato, mientras que los almidones modificados son recomendables para aquellos que han de ser conservados durante cierto tiempo, después de sufrir procesos de frío o de tratamientos térmicos intensos. * La gelatinización permite obtener almidones que no requieren un posterior calentamiento para adquirir sus propiedades espesantes.

* La hidrólisis acorta algunas cadenas del polisacárido obteniendo pastas que en el calentamiento presentan poca viscosidad mientras que se logran texturas gomosas debido a los geles débiles que se forman en frío.

* La esterificación reduce la temperatura de gelatinización así como la retrogradación. * El entrecruzamiento permite obtener pastas de alta estabilidad ante el calentamiento, la agitación y el bajo pH. No presentan gelificación ni retrogradación. * La oxidación disminuye la temperatura de gelatinización y la viscosidad y así se obtienen pastas fluidas y transparentes. * Al agregar almidones modificados a un producto mejora la apariencia y textura de un producto alimenticio, así como prolonga la vida útil del mismo. * En alimentos enlatados, el pre-procesado con almidones modificados aporta una viscosidad estable durante el llenado de las latas, para evitar la separación de los ingredientes en forma de partículas. * En alimentos enlatados, el almidón modificado soluble en frío proporciona control de

la viscosidad en la salsa cuando no se pre-calienta antes del llenado de las latas y estabilidad tras la esterilización. * Almidones hidroxipropilados y fosfatados proporcionan un lento desarrollo de la viscosidad * La presencia de la cadena alifática tiende a proporcionar al derivado del almidón una percepción sensorial de tipo graso, por lo que estos derivados se utilizan como sustituyentes parciales de grasa en determinados alimentos.