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ESTABILIZANTES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Ing. Irma Lilian Merino

13/11/2009

CYTEC, S.A./ILMJ

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Introducción




El objetivo de esta presentación es dar a conocer lo que es un estabilizante y el alcance de sus aplicaciones en la industria alimentaria

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Temas de discusión










Interés en los Estabilizantes Definición de Estabilizante Definición de Goma Definición de Emulsivo Marco legal de los estabilizantes La vida real: Ejemplos de interés de algunas aplicaciones de los estabilizantes Conclusión

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Interés en los Estabilizantes


El consumidor actualmente requiere: Alimentos seguros  Condiciones de almacenamiento relativamente sencillas  Una vida de anaquel larga 

 Lo

anterior involucra tanto la microbiología como el mantenimiento o mejora de las propiedades sensoriales del alimento

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Conservación de Alimentos


Tecnología de Barreras Tratamientos térmicos  pH  Potencial óxido reducción  Refrigeración  Conservadores  Pulso eléctrico  Alimentos radiados 

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Efectos de los tratamientos para la conservación de alimentos


Cambios bioquímicos y físico-químicos indeseables en moléculas funcionales 

Ejemplos de éstos son:  





Desnaturalización térmica de proteínas lácteas Cambios en la composición de la membrana del glóbulo de grasa en la leche Pérdida de capacidad de retención de agua, etc.

Lo que se traduce en una pérdida de las propiedades sensoriales

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¿Qué significa esto?


Tenemos que hacer que la vida útil del producto, en términos de seguridad microbiológica, sea compatible con la vida sensorial del alimento 

Para ello es que hacemos uso de los denominados “Sistemas Estabilizantes”

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Estabilizante


De acuerdo al CODEX ALIMENTARIUS es




Una mezcla de gomas, emulsivos y sales; destinada a evitar todo cambio bioquímico o físico-químico indeseable y que permita por tanto, el mantenimiento de la calidad del producto

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Fundamento del empleo de Estabilizantes


El empleo de los estabilizantes se halla en que las moléculas componentes de la mezcla presentan propiedades funcionales




Por propiedad funcional se entiende, toda aquella facultad de una molécula que contribuya al mantenimiento de la calidad del producto

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Clasificación de las Propiedades Funcionales Hidratación

Solubilidad, dispersión, espesante, viscosidad

Estructural

Formación de fibras, geles, elasticidad, cohesión Emulsión, agente espumante, formación de complejos lípido proteícos

Superficie Efectos sensoriales

Color, turbidez, textura bucal, etc

Otras

Compatibilidad con otras moléculas (aditivos y/u otros constituyentes del alimento)

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Marco Legal de los Estabilizantes


La FAO y la OMS desde 1976 han permitido el uso de sistemas estabilizantes en alimentos, en cantidad máxima del 1% en base al peso fórmula, solos o en mezclas




Importante  La excepción de lo anterior son los almidones (naturales o modificados) que pueden tener recomendaciones de uso mucho mayores, siempre y cuando no sean GMO´S




En general todas las gomas son consideradas como GRAS mientras que en el caso de los emulsivos algunos se consideran como GRAS y otros tendrán restricciones en cuanto a su límite máximo de uso

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Marco Legal Estabilizantes


En nuestro país La Ley General de Salud en su título IX “Aditivos para alimentos” artículo 679 define a estas sustancias como:




La sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir en los alimentos cambios físico-químicos y pueden ser emulsivos o espesantes




A continuación enlista a todos los compuestos permitidos




La restricción del empleo de las gomas solas con un máximo de 1% es para preservar las GMP´s

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Definición de Goma


Por goma se entiende a los polisacáridos de alto peso molecular que presentan una o varias propiedades funcionales.




Debido a su capacidad de retención de agua es que en el pasado se les denominó como “Hidrocoloides”




El término coloide hace referencia al tamaño de partícula: Desde 1 hasta 100 nm 

Estas partículas son visibles en el microscopio

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Clasificación de las Gomas Naturales Exudados

Semillas

Algarrobo Arábiga Tragacanto Guar Karaya Gathí Alerce

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Extractos de algas

Otros

Agar Alginato

Pectina Gelatina Almidón

Carragenina Furcelarán

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Clasificación de las Gomas Semisintéticas Derivados de la celulosa

Mircrobianas

Xantana CMC Metilcelulosa Dextranas Celulosa Gelana

Derivados Otros de almidón Almidones PBM Modificados PAM LBG carboximetílico

microcristalina

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Criterios para selección de Gomas












Costo fórmula Precio máximo de venta Calidad final del producto Funcionalidad requerida Propiedades especiales

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Compatibilidad con el sistema alimenticio: pH, fuerza ionica, etc Interacción con otros ingredientes

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Definición de Emulsivo


Son moléculas que tienen tanto afinidad por la fase grasa como por la fase acuosa




Por lo que pueden permitir la mezcla de 2 fases inmiscibles por sus diferencias de polaridad, rindiendo una emulsión

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Clasificación de emulsivos


A) Naturales 






Iónicos: Sales biliares, fosfolípidos, proteínas, las gomas No iónicos: Colesterol, Saponinas, Gomas

B) Sintéticos  

Iónicos: Sales de ácidos grasos, SSL No iónicos: Esteres del glicerol, ésteres del poliglicerol, ésteres del propilén glicol, ésteres de sacarosa, ésteres de ácidos grasos con sorbitana y ésteres polioxietílicos de sorbitana

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Marco Legal Emulsivos EEUU






Reconoce sólo 2 categorías: 

GRAS • Pueden utilizarse en cualquier tipo de alimento con excepción de los alimentos declarados como “naturales” o bien “alimentos naturales procesados” como el caso de la leche pasteurizada • Aquí se incluyen todos los números 21 CFR No. 184...



ADITIVOS • La legislación controla no sólo el nivel de uso sino también la aplicación • Se incluyen todos los números 21 CFR No. 172...

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Marco Legal Emulsivos


CEE




Para el caso de los emulsivos distingue 4 anexos  El 1o. Equivalente a la clasificación GRAS de EEUU  El 2o y 3o. Equivalente a los ADITIVOS legislando nivel de uso y aplicación  El 4o. Sustancias muy controladas cuyo uso sólo se autoriza en aplicaciones muy específicas

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Mecanismos de acción de emulsivos Reducción de la tensión superficial Doble capa eléctrica Formación de interfases tipo cristal líquido






Sinergismo entre emulsivos e hidrocoloides espesantes






Este halla su fundamento en la ley de Stockes – V= g D2 ( d1 – d2)

18 µ y en el fortalecimiento del grosor lamelar 13/11/2009

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Mecanismos de acción de emulsivos


Otros mecanismos de acción 

A) Panificación:  

 

Interacción con el almidón Interacción con las proteínas del gluten

B) Agente Espumante C) Acitividad Antiespumante 

Estos últimos 2 basados en la selección del emulsivo de acuerdo a su balance hidrófilo-lipófilo HLB

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Criterio de selección de emulsivos


Balance Hidrófilo-Lipófilo o HLB 

Es una medida de la solubilidad en agua o en el aceite de las moléculas anfifílicas



La escala de valores va desde 2 hasta 21 y se calcula con la siguiente fórmula 

HLB = 20* (1- S/I)



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Aplicación de emulsivos en función a su HLB HLB

APLICACION

3-6

Estabilización de emulsiones agua en aceite

7-9

Agente humectante

8-13

Estabilización de emulsiones aceite en agua

13-15

Detergentes

15-18

Solubilizantes

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La vida real: Casos prácticos Ejemplos de algunas aplicaciones

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Funcionalidad de Estabilizadores– Emulsivos en el Helado


Beneficios buscados por el consumidor  

  



Aportar una viscosidad adecuada al producto Proveer de uniformidad a la mezcla y al helado producto final Rendir cuerpo y textura tersa Contribuir al rendimiento del producto Incrementar la resistencia a la fusión debida al choque térmico Retardar o reducir el crecimiento de los cristales de agua durante el almacenamiento

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Los análogos de queso


Interés  Razones Nutrimentales • Deficiencia proteíca en países en vías de desarrollo • Población de adulta intolerante a la lactosa • Población adulta que debe controlar el colesterol • Aporte de triglicéridos de cadena media*  Razones económicas • Poder adquisitivo promedio de la población  Razones financieras • Inversión inicial menor en comparación a la requerida para el arranque de otras industrias alimentarias  Razones de explotación • Producción láctea deficitaria • Producción láctea sólo en determinadas zonas geográficas • El reto: Extender la producción del producto a todo el año

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Materias primas implicadas


Productos lácteos derivados     




Caseína/caseinatos Leche en polvo (descremada o entera) Butter oil, mantequilla Queso modificado enzimáticamente Queso

Productos no lácteos    

Grasa Vegetal Proteína de soya Sabor y color Estabilizantes (gomas, emulsivos, acidos, fosfatos, citrato, etc)

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Tecnología de los análogos de queso


Tecnología relativamente sencilla, muy similar a la de los quesos fundidos 

Requerimientos  Cocedor

capaz de elevar la temperatura del producto a 80-90°C  Provisto de sistema de agitación (aspas capaces de alcanzar 1500-2000 rpm)  Sistema de vacío (alternativo)

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Funciones de los estabilizantes en los análogos de queso












Los emulsivos contenidos facilitan la obtención de una emulsión O/W estable Los fosfatos contribuyen a la solubilización de la caseína y del paracaseinato de calcio Los sistemas tampon contribuyen al control del pH del queso que es el punto crítico de la fabricación Los hidrocoloides contribuyen a la retención del agua y la no sinéresis La combinación tipo de grasa, tipo de emulsivo, goma y tipo de fosfato que se seleccione tiene efectos en la plasticidad del queso, lo que rinde  

Productos untable Productos que se puedan rallar y fundir

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El yoghurt








Otra forma de subsanar el déficit proteíco y la intolerancia a la lactosa de la población es el yoghurt Cuando en él se emplea grasa vegetal y ácidos grasos de cadena media se controla el colesterol y los problemas de mala absorción Adicionalmente el yoghurt presenta otros beneficios a la salud como el fortalecimiento del sistema inmune*

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Papel de los estabilizantes en el yoghurt











Retención de agua evitando la sinéresis Interacción con las proteínas lácteas fortaleciendo así el gel del yoghurt Liberación de sabores más limpios y nítidos Aporte de brillo al producto Mejora de la textura bucal y de la sensación de cuerpo en la boca Vida de anaquel sensorial larga (30-35 días)

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Papel de los estabilizantes en el yoghurt


Los emulsivos permiten el empleo de otras fuentes de grasa como el butter oil, la mantequilla, la grasa vegetal y los aceites




Los estabilizantes permiten formular yoghurt con alto contenido de proteínas del suero las cuales también presentan beneficios a la salud como el fortalecimiento del sistema inmunológico 



Aquí los sistemas estabilizantes a través de los emulsivos empleados contribuyen a la opacidad del producto Mientras que los hidrocoloides contribuyen al cuerpo del producto y control de la sinéresis

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Conclusión de empleo de estabilizantes en alimentos








Hacen acorde la vida microbiológica útil del producto con su vida sensorial El mantenimiento de las propiedades sensoriales a los ojos del consumidor se relaciona con la calidad Permiten el desarrollo de nuevos productos alimenticios que satisfacen los requerimientos:    





Nutricionales Salud Precio Gustos locales

De los consumidores Permiten el desarrollo de nuevas tecnologías

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Conclusión de empleo de estabilizantes en alimentos


Los hidrocoloides utilizados en los estabilizantes también presentan beneficios a la salud




Por todo lo anterior es que la industria de estabilizantes para alimentos continua creciendo a un ritmo del 2-3% anual mundial

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