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HIDRATOS DE CARBONO

DE BAJO PESO MOLECULAR AZUCARES

DE ALTO PESO MOLECULAR POLISACARIDOS (ALMIDONES, GOMAS, CELULOSAS)

Polisacáridos Agua de hidratación

Polisacáridos

1. No puede congelarse, “plastificante”, capacidad de movimiento reducida pero pueden intercambiarse libre y rapidamente con otras moléculas de agua. 2. Constituye sólo una pequeña parte del agua total. 3. El resto está retenida en capilares y cavidades en el gel o el tejido. 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

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HIDROCOLOIDES

Clasificación de los hidrocoloides según su origen Fuente

Hidrocoloide goma arábiga

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 garrofín almidones

Extractos de plantas superiores Extractos de animales

pectinas gelatina quitosano celulosa microcristalina (MCC)

Derivados de celulosa

carboximetilcelulosa (CMC) metilcelulosa (MC) hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)

Fermentación microbiana

goma xántica goma dextrano goma gelano

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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

 Capacidad espesante  Formación de geles  Estabilización de emulsiones  Estabilización de espumas  Estabilización de suspensiones y dispersiones  Formación de películas y encapsulación  Inhibición de cristalización

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CAPACIDAD ESPESANTE ESPESANTES

Ninguna o pocas interacciones entre moléculas Parámetros que influyen en esta propiedad • PM de la molécula • Espacio que ocupa la molécula • Presencia de grupos funcionales en la molécula • Temperatura del medio • Interacción con otros hidrocoloides y cationes Efecto diferente en cada tipo de hidrocoloide y puede afectar mucho a la textura del producto final.

CAPACIDAD ESPESANTE Tienen capacidad espesante pero no forman geles:

• Goma xántica • Goma guar • Goma garrofín • l carragenano • Alginato (sin Ca++) Podemos decir que todos los hidrocoloides poseen la propiedad de aumentar considerablemente la viscosidad del medio acuoso para concentraciones bajas, aproximadamente al 1%.

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CAPACIDAD ESPESANTE El comportamiento reológico depende de la forma y rigidez de las macromoléculas Macromoléculas globulares o ramificadas Pueden asimilarse a esferas

Presentan

Baja viscosidad Comportamiento newtoniano

CAPACIDAD ESPESANTE  1 2 3

1

 2

 = D

3 D

1 2 3 D

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

 esfuerzo de corte o tensión de cizalladura D velocidad de deformación o gradiente de velocidad  coeficiente de viscosidad

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CAPACIDAD ESPESANTE Macromoléculas desplegadas Pueden entremezclarse cubriendo grandes volúmenes Ej. alginato, guar, garrofín

Reducción en movilidad



Pseudoplástico

Alta viscosidad Su viscosidad decrece cuando aumenta el esfuerzo aplicado Comportamiento pseudoplástico

D Fluidos no newtonianos

CAPACIDAD ESPESANTE Macromoléculas desplegadas Comportamiento pseudoplástico

Orientación progresiva de moléculas desdobladas al aplicar cizallamiento

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CAPACIDAD ESPESANTE Macromoléculas desplegadas rígidas Pueden asimilarse a rodillos rígidos

Ej. xántica 1%

Por encima de cierta concentración tienen muy poca movilidad En reposo adoptan una configuración de equilibrio que se comporta como un sólido

CAPACIDAD ESPESANTE Macromoléculas desplegadas rígidas Cuando el esfuerzo supera el valor de fluencia, el sistema fluye los polímeros se orientan en la dirección del flujo

Orientación progresiva de moléculas desdobladas rígidas al aplicar cizallamiento

El fenómeno es instantáneo y reversible

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CAPACIDAD ESPESANTE Macromoléculas desplegadas rígidas  Plástico de Bingham ideal

Umbral de fluencia 0

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

D

Goma guar Goma garrofìn CMC

PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

 Capacidad espesante  Formación de geles  Estabilización de emulsiones  Estabilización de espumas  Estabilización de suspensiones y dispersiones  Formación de películas y encapsulación  Inhibición de cristalización

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FORMACION DE GELES GELIFICANTES Importante número de zonas unión por interacciones entre moléculas Parámetros que influyen en esta propiedad • PM de la molécula • Espacio que ocupa la molécula • Presencia de grupos funcionales en la molécula • Temperatura del medio • Interacción con otros hidrocoloides y cationes

FORMACION DE GELES Las macromoléculas se asocian a través de puntos de unión a la vez que mantienen zonas libres.

+

Una misma macromolécula puede formar uniones cruzadas con otras.

Gel: matriz continua de Red tridimensional que atrapa el agua

material interconectado con gran cantidad de disolvente retenido en los intersticios

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FORMACION DE GELES Secuencia de gelación 1. Solubilización de las macromoléculas 2. Asociación entre moléculas Formación de las zonas de unión

Por enfriamiento Por acción de iones

FORMACION DE GELES La fuerza del gel y las propiedades de fusión (reversibilidad o no reversibilidad) están determinadas por:

• la cantidad de zonas de unión • el tipo de uniones individuales involucradas

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FORMACION DE GELES

Hidrocoloides que forman geles:

• Alginato en presencia de Ca++ • Pectinas • Goma xántica-goma garrofín • k carragenano • i carragenano • k carragenano-goma garrofín • Gelatina

FORMACION DE GELES Firme, quebradizo Gelanos con bajo contenido de acilo

Agar

k carragenano Alginato con alto contenido de G

Gelatina

Pectinas LM y HM

Alginato con alto contenido de M i carragenano

Xántica, garrofín

Suave, flexible

Gelanos con alto contenido de acilo

Comparación cualitativa de textura de geles de diferentes hidrocoloides

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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

 Capacidad espesante  Formación de geles  Estabilización de emulsiones  Estabilización de espumas  Estabilización de suspensiones y dispersiones  Formación de películas y encapsulación  Inhibición de cristalización

ESTABILIZACION DE EMULSIONES Emulsión: Sistema constituido por dos fases líquidas inmiscibles, una dispersa en forma de glóbulos en la otra. Los hidrocoloides aumentan la viscosidad de la fase externa y minimizan la tendencia de los glóbulos grasos dispersos a migrar y coalescer. 1-burbujas de aire (40-150 m)

2-glóbulos de grasa (0.5-1.5 m)

3-cristal de hielo (20-100 m)

4-cristales de lactosa

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ESTABILIZACION DE EMULSIONES Otros modos de acción: * Algunas gomas forman un recubrimiento alrededor del sistema disperso que imparte carga a la superficie las partículas se repelen

y la emulsión se estabiliza. * Otros hidrocoloides actúan disminuyendo la tensión superficial.

ESTABILIZACION DE EMULSIONES

Los hidrocoloides se usan como emulsificantes en aderezos de ensaladas (emulsión aceite/agua) se estabilizan ajustando la viscosidad de la fase acuosa. Por ejemplo se puede usar goma tragacanto o goma xántica presentan estabilidad a bajo pH

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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

 Capacidad espesante  Formación de geles  Estabilización de emulsiones  Estabilización de espumas  Estabilización de suspensiones y dispersiones  Formación de películas y encapsulación  Inhibición de cristalización

ESTABILIZACION DE ESPUMAS Espuma: Masa de gas dispersa en un líquido o sólido. Las burbujas están separadas entre sí por películas delgadas de líquido o sólido. Los hidrocoloides son efectivos para estabilizar espumas. Se usan solos o combinados con proteínas: Carragenanos

Alginato de sodio

Goma guar

Carboximetilicelulosa

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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

 Capacidad espesante  Formación de geles  Estabilización de emulsiones  Estabilización de espumas  Estabilización de suspensiones y dispersiones  Formación de películas y encapsulación  Inhibición de cristalización

ESTABILIZACION DE SUSPENSIONES Y DISPERSIONES Suspensión: Dispersión estable de material insoluble en un medio líquido. Los hidrocoloides que presentan valor de fluencia (plástico de Bingham) son efectivos para estabilizar suspensiones. Se usan: * Goma xántica * Carragenanos (reaccionan con las proteínas de la leche)

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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

 Capacidad espesante  Formación de geles  Estabilización de emulsiones  Estabilización de espumas  Estabilización de suspensiones y dispersiones  Formación de películas y encapsulación  Inhibición de cristalización

FORMACION DE PELICULAS Recubrimientos comestibles Retardar pérdidas de humedad Preservar textura superficial, apariencia e integridad Frutas y vegetales: taponamiento de poros, retención de firmeza, textura, aroma. Frutas secas: disminuye pegajosidad. Se usan: metilcelulosa carragenano + celulosa alginato-dextrosa

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FORMACION DE PELICULAS Recubrimientos comestibles Una alternativa para reducir el contenido graso de alimentos sometidos a fritura Los films de hidrocoloides: • Actúan como barrera a los lípidos y a los gases. • Pero por su carácter hidrofílico no son buena barrera al vapor de agua. Película lipofóbica de metilcelulosa que previene la absorción de aceite en el fritado

FORMACION DE PELICULAS

Las formulaciones de recubrimientos incluyen:  Un componente capaz de formar una matriz cohesiva y continua Hidrocoloides

 Plastificantes para mejorar las propiedades mecánicas.  Aditivos como antimicrobianos.

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ENCAPSULACION Proceso por el cual se aplica una película delgada generalmente polimérica a pequeñas partículas sólidas, líquidas o gaseosas. Es una técnica apropiada para proteger una sustancia y liberarla controladamente.

Formación de cápsulas alginato-calcio conteniendo un antioxidante

PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES

 Capacidad espesante  Formación de geles  Estabilización de emulsiones  Estabilización de espumas  Estabilización de suspensiones y dispersiones  Formación de películas y encapsulación  Inhibición de cristalización

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INHIBICION DE LA CRISTALIZACION Cristalización: Proceso de orientación de átomos, moléculas en un arreglo rígido, repetitivo llamado cristal. La cristalización es un fenómeno dependiente del tiempo Nucleación y Crecimiento Los hidrocoloides se usan para controlar e inhibir la cristalización indeseable. Ej. Helados

INHIBICION DE LA CRISTALIZACION Los hidrocoloides afectan la cristalización 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 moléculas. Combinación: El hidrocoloide se combina con impurezas que afectan el crecimiento cristalino.

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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

 Características reológicas Viscosidad Formación de gel Efecto de la temperatura, concentración, pH y tiempo en las propiedades espesantes y de gelificación

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CRITERIOS DE SELECCION DE HIDROCOLOIDES

 Estabilidad al pH, temperatura y esfuerzo mecánico

 Comportamiento electroquímico y su efecto en la estabilidad y capacidad de emulsificación

 Compatibilidad con otros componentes del alimento

 Sinergismo con otras gomas

CRITERIOS DE SELECCION DE HIDROCOLOIDES

 Efecto en el color, olor y sabor del producto  Estabilidad microbiológica  Estado regulatorio  Costo efectivo

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CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS HIDROCOLOIDES

Clasificación de los polisacáridos según su estructura Lineales Homopolisacáridos 1 solo tipo de azúcar

Heteropolisacáridos 2 ó más tipos de azúcar

Cadenas rectas Función estructural o de pared Ej. celulosa, amilosa

Ramificados

Estructura ramificada Función de reserva energética o estructural Ej. amilopectina, dextrano

Lineales

Sin ramificaciones o cadenas laterales Polisacáridos de tejido conectivo unidos a proteínas o lípidos. Ej. alginato Muy complejos, hasta 6 tipos

Ramificados diferentes de azúcar

Ej. goma arábiga, tragacanto, garrofín, xántica

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Características estructurales de los hidrocoloides Aleatoriedad estructural: • en el orden o distribución de azúcares en la cadena principal • en la sustitución de dicha cadena Aspectos estructurales de los azúcares que influyen: • configuracionales: D ó L, a ó b • conformacionales: silla o bote • estereogeométricos: quiralidad Cuatro estructuras: • primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria

Características estructurales de los hidrocoloides Tipos de uniones Puentes de Hidrógeno formación de geles solubilidad sinéresis Enlaces iónicos pectinas poco esterificadas y alginato de sodio forman geles en presencia de iones Ca. Uniones de Van der Waals poco importantes en polisacáridos, muy débiles.

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PROPIEDADES Y APLICACIONES DE LOS HIDROCOLOIDES

GALACTOMANANOS: Goma guar y goma garrofín Segmento representativo de una molécula de galactomanano

Extractos de semillas

Cadena principal: residuos de b-D manosa Cadenas laterales: residuos de a-D galactosa Relación galactosa/manosa

- Goma guar

1:2

- Goma garrofín

1:4

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GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN Propiedades funcionales Tienen propiedades similares, excepto la solubilidad: • Goma guar se disuelve fácilmente en agua fría Mayor grado de sustitución previene la asociación de cadenas permite que penetre el agua.

• Goma garrofín requiere ser calentada a T > 85°C Menor grado de sustitución permite la asociación entre cadenas y formación de agregados pseudo-cristalinos previenen la penetración de agua.

GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN Propiedades funcionales

• Forman soluciones viscosas • A mayor temperatura, menor viscosidad (reversible) • Previenen sinéresis • No son degradados por las enzimas digestivas

(alimentos bajas calorías)

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GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN Propiedades funcionales •Presentan sinergismo con otros polisacáridos: las regiones no sustituídas (lisas) son capaces de entrecruzarse con las hélices de la goma xántica y del k carragenano forman un gel (aún cuando individualmente no gelifican)

GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN Propiedades funcionales

Modelo de gelación de goma xántica o k carragenano con garrofín

Goma xántica-garrofín Se obtienen geles cohesivos y termorreversibles. Con una relación 1:1 se obtiene la máxima fuerza del gel (mayor resistencia)

k carragenano-garrofín Se obtienen geles elásticos y transparentes.

agregados

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GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN Aplicaciones • Estabilización de helados 0,3% evita recristalización de hielo textura cremosa • Estabilización de mayonesas

mayor viscosidad en la fase acuosa • Espesantes en sopas y salsas esterilizadas • Espesantes y estabilizante de espumas en milk shakes sensación más cremosa y espuma más estable

ALGINATOS Se obtienen por extracción alcalina de las algas marrones Acido algínico

Ácido manurónico Acido gulurónicos

PM 20000-600000

Bloques homogéneos de residuos manurónicos: M-M-M-M-M-M Bloques homogéneos de residuos gulurónicos: G-G-G-G-G-G Bloques de ambos residuos alternados: M-G-M-G-M-G

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ALGINATOS Las macromoléculas son asociaciones de los bloques manurónicos y gulurónicos en distintas proporciones dependiendo de: - la especie de alga - grado de maduración - área de cosecha A efectos de hacerlos estables se presentan en forma de sal de: Na+, K+, NH4+, Ca++ y PGA (propilenglicol)

ALGINATOS Relación entre estructura y solubilidad Alginatos de Na+, K+, NH4+: Son fácilmente solubles en agua fría Grupos carboxilo ionizados fuerte repulsión entre cadenas Cuando hay iones Ca++ (aguas duras, leche): la disolución es difícil Se requiere tratamiento térmico o secuestrante de Ca++ (fosfato o citrato de sodio)

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ALGINATOS Gelificación Sólo los segmentos gulurónicos homogéneos en presencia de iones Ca+2 se asocian para formar agregados tipo “caja de huevo”.

Modelo de gelación tipo caja de huevo Cada ión neutraliza 2 cargas negativas de dos cadenas macromoleculares diferentes.

ALGINATOS Gelificación • Cuanto mayor es la cantidad de segmentos de ácido gulurónico mayor es la capacidad gelificante. • Son geles térmicamente reversibles o irreversibles según la cantidad de Ca+2 y la longitud de las zonas regulares. Dependencia con la concentración de Ca+2. Ca+2 Alginato alcalino

Alginato poco sustituido: pseudoplástico

Alginato moderadamente sustituido: geles

Alginato enteramente sustituido: precipitado

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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 pastelería. Reduce la evaporación.

Productos de panadería • Budines, postres, cremas y rellenos estables a la cocción (fuente de calcio: leche)

ALGINATOS Aplicaciones Espesante • Productos horneables (mayor viscosidad , para ligar agua en rellenos) • Ketchup • Salsas y sopas Estabilizante • Helados (reduce el tamaño de cristales y le da una textura más suave) • Mayonesas, crema batida ( previene la separación de fases y evita la sinéresis)

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CARRAGENANOS Se obtienen a partir de algas marinas rojas Estructura Cadenas de residuos de galactosa sulfatados Existen distintas fracciones diferenciadas por el n° y posición de los grupos sulfato

k kappa i iota l lambda

A mayor grado de sulfatación mayor solubilidad en frío

CARRAGENANOS

k 1SO4-2/2Gal

i 2SO4-2/2Gal

l 3SO4-2/2Gal

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CARRAGENANOS Gelificación Kappa e Iota generan geles termorreversibles por asociación de las cadenas formando dobles hélices

Modelo de gelificación de dobles hélices

CARRAGENANOS Gelificación Menos sulfatado (25%) k carragenano

Produce geles rígidos con K+ algo opacos y con poca sinéresis. Se disuelve en caliente.

l carragenano

Es el más sulfatado (35%) No gelifica. Soluble en frío con comportamiento pseudoplástico.

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CARRAGENANOS Gelificación k carragenano • El K+ puede introducirse dentro de las hélices de carragenano y neutralizar parcialmente los grupos SO4-2, permitiendo la formación de agregados

Geles opacos, duros y quebradizos (sinéresis)

• El Na+ al ser de mayor tamaño que el K+ no puede introducirse dentro de las hélices de carragenano.

CARRAGENANOS Gelificación i carragenano

Más sulfatado que k (32%) Forma geles con Ca++

Red constituida por dobles hélices y dobleces que conducen a un gel elástico y transparente. Es una red laxa que se destruye por cizallamiento pero que en reposo se recupera Geles tixotrópicos

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

Suelen proveerse mezclas de k, i carragenano: Tienen un comportamiento reológico intermedio comparado con los geles de componente único.

CARRAGENANOS Interacción k-carragenano y proteína de leche (caseína) Periféricamente en las miscelas de caseína existe una alta concentración 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 tixotrópica débil que mantiene en suspensión al cacao. • Al 0,2% ya forma geles en leche (flanes).

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CARRAGENANOS Aplicaciones Procesado en caliente - Gelificante • Postres tipo gelatina • Jamones cocidos (feteabilidad) • Rellenos de tartas Procesado en caliente - Espesante • Cremas batidas • Aderezos para ensaladas • Jarabes para panqueques

CARRAGENANOS Aplicaciones Procesado en frío - Espesante • Postres tipo gelatina • Jamones cocidos (feteabilidad) • Rellenos de tartas

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CARRAGENANOS Aplicaciones Leche procesada en caliente - Gelificante • Flanes, premezclas para flanes • Budines Leche procesada en caliente - Espesante • Bebidas UHT

• Leche chocolatada • Fórmulas infantiles Leche procesada en frío - Espesante • Salsas • Quesos untables • Premezclas para postres y helados

PECTINAS Se obtienen de cáscaras de cítricos, bagazo de manzanas, girasol o remolacha Estructura Cadena principal Cadenas laterales

Unidades de ácido galacturónico parcialmente esterificadas con metanol Ramnosa, galactosa, arabinosa y xilosa

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PECTINAS Grado de esterificación (DE)

Porcentaje de unidades del ácido galacturónico que están como éster metílico

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

PECTINAS Pectinas de alto metoxilo (HM)

Gelificación inducida por ácidos

• Los geles se forman por asociación de las cadenas a través de las zonas de ácido galacturónico esterificadas. • Las zonas de unión son estabilizadas por uniones puentes de H.

• Las zonas de unión están limitadas por la presencia de dobleces. • Los geles formados no son termorreversibles.

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PECTINAS Pectinas de alto metoxilo (HM)

Gelificación inducida por ácido

La gelificación depende de: Sólidos solubles

La disminución de aw por agregado de azúcares induce la formación de puentes de H en las zonas de unión (contenido de sólidos mayor al 55%).

Bajo pH

Las repulsiones electrostáticas pueden reducirse por acidificación del sistema (pH= 2.6-3.3)

DE

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

PECTINAS Pectinas de bajo metoxilo (LM) • Los segmentos de ácido galacturónico no esterificado presentan una conformación de cinta ondulada.

Gelificación inducida por calcio

•Estas estructuras se estabilizan por Ca++ quelados por los oxígenos de las dos cadenas. •Los Ca++ llenan así los espacios formados entre las dos cintas onduladas. • Las zonas de unión son reducidas por las zonas “pilosas” y por la metilación. • Gel más rígido a menor DE y mayor concentración de calcio. • Las formas ordenadas requieren incorporación lenta del calcio.

Estructura tipo “caja de huevos”

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PECTINAS Aplicaciones Mermeladas, dulces y jaleas Mezclas de azúcar y frutas llevadas a consistencia espesa o gelificadas por evaporación (destrucción de enzimas, extracción de pectinas y concentración hasta pH y aw de estabilidad: 63-70% sólidos).

Para que la consistencia no dependa de la extracción de la fruta (grado de madurez, tipo de fruta, etc.) se le agregan pectinas HM

PECTINAS Aplicaciones Mermeladas, dulces y jaleas bajas calorías Tienen alrededor de 30% azúcar por lo que no se pueden usar pectinas HM

Se utilizan pectinas LM que gelifican con calcio Ej: Mermelada “BC” usa pectina LM y goma xántica

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GOMA XANTICA Por fermentación industrial aeróbica de carbohidratos con el microorganismo

Xanthomonas campestris

Se genera como metabolito secundario un heteropolisacárido

GOMA XANTICA

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

GOMA XANTICA Estructura

Regular y repetitiva

Unidades de b-D glucosa

a-D manosa, b-D manosa y b-D glucurónico

Cadena principal

Cadenas laterales

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GOMA XANTICA Estructura Las cadenas laterales se pliegan sobre la cadena principal Forman estructuras helicoidales

La presencia de ácido glucurónico y grupos piruvato le confieren carácter aniónico. Comercialmente se utiliza como sales de Na+, K+ y Ca++

GOMA XANTICA Propiedades funcionales • Fácilmente soluble en agua fría y en amplio rango de pH y concentración salina. • La conformación helicoidal las hace comportar como varillas rígidas sin tendencia a asociarse. • Alta viscosidad • Conducta pseudoplástica con valor de fluencia • Viscosidad de la solución poco dependiente de T, pH y sales.

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GOMA XANTICA Curva de viscosidad de una solución de goma xántica (0.5%)

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

GOMA XANTICA Propiedades funcionales química Presenta estabilidad

mecánica enzimática

• En sistemas ácidos (cítrico/citrato, pH 3.5) tiene excelente estabilidad térmica (24 hs, 90°C). • La viscosidad no es afectada por la esterilización si contiene pequeña cantidad de electrolitos. • Estable frente a ciclos de congelación-descongelación.

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GOMA XANTICA Propiedades funcionales • Estabilidad frente a esfuerzos de corte (homogeinización). • Las enzimas no modifican la molécula, ni aún las celulasas a pesar de la estructura celulósica de la cadena principal. • Es resistente a los microorganismos, en estado estructurado la presencia de cadenas laterales inhiben accesibilidad a las uniones celulósicas.

GOMA XANTICA Propiedades funcionales ácidos y bases Presenta compatibilidad

sales solventes orgánicos otros hidrocoloides Sinergismo con galactomananos

Xántica + garrofín

Geles

Xántica + guar

No da gel pero aumenta la viscosidad

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GOMA XANTICA Aplicaciones • Leche y productos a base de leche (helados, crema batida) • Productos de panadería y confitería (mezclas para tortas, mousses, rellenos) • Salsas, aderezos para ensaladas, sopas, mayonesas • Preparaciones a base de frutas (frutas en jalea para yogur, mermeladas bajas calorías, coberturas) • Bebidas (en polvo, pulpas suspendidas) • Productos cárneos y a base de pescado (enlatados)

AGAR Se extrae de 2 géneros de algas rojas Estructura

Dos fracciones

Agarosa (neutra)

Agaropectina (sulfatada)

• El % de cada fracción es variable según el alga.

• La cantidad de agarosa varía entre 50 y 90%.

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AGAR Propiedades funcionales Solubilidad • Insoluble en agua fría • Algo soluble en agua caliente • Rápidamente soluble en

- agua a 97-100°C

- formamida • Dispersiones hasta 5%: rápidamente en agua hirviendo con alguna agitación. • Dispersiones 8-14%: requieren equipos especiales de mezclado.

AGAR Propiedades funcionales Gelificación • Gran capacidad de formar geles aún a concentraciones de 0,04%. rígidos quebradizos • Características de los geles

transparentes Termoreversibles PF y PG precisos

• Geles estables: funden por encima de 85°C

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AGAR Propiedades funcionales Gelificación • Geles con moderada resistencia a ser degradados por microorganismos y enzimas. • Atrapan entre 15 y 20 veces su peso en agua.

• Los 3 átomos de H ecuatoriales de la estructura de agarosa son responsables de la gelificación: Tienen efecto estérico y fuerzan a la molécula a adquirir estructura de doble hélice.

AGAR Propiedades funcionales Mecanismo de gelificación de la agarosa

Estructuras de un gel de agarosa

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AGAR Aplicaciones • Productos horneados Emulsificante, estabilizante y gelificante Tartas, merengue, rellenos, glaceado • Confituras y golosinas Barras de caramelo

• Productos cárnicos y pescado Gelificante en enlatados, recubrimiento en pollo • Productos lácteos Helados, quesos procesados, queso crema, yogur • Bebidas Clarificación de vinos

GELATINA Se extrae de tejidos animales con alta proporción de colágeno (cuero, tendones, huesos) Composición química • 84-90 % proteínas • 1-2 % sales minerales • Contiene 18 aminoácidos en distintas concentraciones, 9 de ellos son esenciales. Estructura La estructura de la molécula tiene forma de varilla y presenta estructura primaria, secundaria y terciaria.

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GELATINA Propiedades funcionales • En agua fría se hincha absorbiendo 5-10 veces su propio volumen en agua. • A temperaturas por encima de su punto de fusión se disuelve y al enfriarse forma un gel. • La transformación sol-gel es reversible. • El gel funde entre 27 y 34°C (funde en la boca).

GELATINA Propiedades funcionales Formación de geles Fuerza del gel (bloom) Peso en gramos que es necesario aplicar a un pistón de 12,7 mm de diámetro para producir en la superficie de la gelatina una depresión de 4 mm de profundidad. • Gelatina se coloca en recipiente estándar a una concentración de 6,67% y debe haber madurado por 16-18 hs a 10°C. Productos comerciales

entre 50 y 300 bloom

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GELATINA Propiedades funcionales •Estabiliza suspensiones coloidales •Actúa como espesante •Forma films •Actúa como humectante

GELATINA Aplicaciones • Postres y golosinas Listos, premezclas • Productos lácteos Texturizante en yogur Cremas para rellenos Postres

• Productos cárnicos Jamones y paletas cocidas Enlatados Patés Aspics • Otros Espesante de sopas, salsas y aderezos

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CELULOSAS La celulosa es el esqueleto del mundo vegetal. Junto con la hemicelulosa y la lignina, es el componente estructural de la mayoría de las plantas. Estructura

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

Celulosa microcristalina

CELULOSAS Estructura Estructura uniforme y lineal las moléculas pueden acomodarse una junto a otra formando regiones cristalinas por puentes de H Previenen la penetración del agua La celulosa es insoluble en agua Para cambiar sus propiedades funcionales

Sustituciones químicas

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CELULOSAS Los derivados más útiles en la industria alimentaria son los éteres: Uno o más -OH son sustituidos por grupos alquilo o hidroxialquilo Principales derivados de la celulosa Grupo

Derivado

Sigla

Carboximetilsódico

Carboximetilcelulosa

CMC

Metilo

Metilcelulosa

MC

Hidroxipropilo

Hidroxipropilcelulosa

HPC

Hidroxipropilo

Hidroxipropilmetilcelulosa

HPMC

y metilo

CELULOSAS CMC

Propiedades funcionales

A diferencia de la celulosa, en la CMC las cadenas están 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 fría. • Es insoluble en solventes orgánicos puros pero es soluble en agua-etanol. • Es hidrofílica y tolerante a sales.

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CELULOSAS CMC

Propiedades funcionales

• Es estable entre pH 4 y 10. • Espesante Soluciones pseudoplásticas 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

• Suspensión de partículas • Confiere cuerpo en alimentos dietéticos (bajas calorías). • En sistemas a base de almidón minimiza sinéresis por captura de agua. • En mezclas de proteínas previene la precipitación de proteína de soja o caseinatos en sus puntos isoeléctricos. Los grupos (-) de la CMC se combinan con los grupos (+) de las proteínas.

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CELULOSAS MC y HPMC

Propiedades funcionales

Son las únicas gomas que gelifican cuando se calientan y retornan a sus viscosidades líquidas originales cuando se enfrían.

Termogelación

CELULOSAS MC y HPMC

Propiedades funcionales

Termogelación Esta propiedad las hace adecuadas para usar en alimentos fritos

• Crean una barrera para la absorción de aceite • Retardan la pérdida de humedad • Mejoran la adhesión del batido al producto

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CELULOSAS Aplicaciones CMC • Helados, postres helados instantáneos • Salsas para helados • Productos horneados (regula humedad) • Mezclas para tortas • Glaceado, merengue, relleno de tartas • Golosinas (reduce tamaño de cristales de azúcar) • Recubrimientos

CELULOSAS Aplicaciones

MC y HPMC

• Productos de panadería: mejoran la consistencia del batido a través de la emulsificación y fortalecimiento de las paredes de las burbujas formadas en el horneado. Previenen pérdida de humedad y migración de agua a la corteza. • Aumentan la viscosidad en salsas, sopas crema, rellenos. • Alimentos fritos. • Alimentos congelados.

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