Warning: embed_me.html could not be embedded. Efectos Espesantes, Gelificantes y Estabilizantes con Hidrocoides Alimentacion Sana
 
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Efectos Espesantes, Gelificantes y Estabilizantes con Hidrocoides

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Subtítulos
Carrageninas
Agar y furcelarana
Goma guar y garrofín
Goma Xantan
Gelatina
Lista de Alimentos con efectos espesantes y gelificantes

Pectinas

Los subproductos de la industria de zumos de frutas, bagazo de manzanas y albedos de cítricos (limón, limón verde, naranja, toronja) constituyen básicamente las fuentes industriales de pectinas.

Las manzanas utilizadas provienen del norte y centro de Europa; y las cáscaras de cítricos de California, Brasil, Argentina, México, el sur de Europa y África.
La pectina, de la palabra griega “Pekos” (denso, espeso, coagulado), es una sustancia mucilaginosa de las plantas superiores. Esta sustancia se asocia con la celulosa y le otorga a la pared celular la habilidad de absorber grandes cantidades de agua. La celulosa tiene un importante rol en la estructura ya que le da rigidez a las células, mientras que la pectina contribuye a su textura. Durante largo tiempo, el ama de casa ha utilizado la pectina contenida en las frutas “in situ” para “espesar” jaleas. Su extracción industrial se inició recién a principios del siglo XX.

Se trata de poliósidos compuestos, esencialmente, por cadenas de ácidos galacturónico unidos en a (1-4). La función ácido está más o menos esterificada con el metanol. Las moléculas de ramnosa (metilpentosa) se intercalan en la cadena poligalacturónica por enlaces a (1-2) y (1-4) produciendo una irregularidad en la estructura de la cadena. Esta cadena lleva, igualmente, ramificaciones laterales más o menos largas (arabanas, galactanas) unidas a nivel de las funciones alcohol secundario. El parámetro químico más importante es el grado de esterificación (M.), es decir, el número de funciones carboxilo esterificadas por 100 grupos galacturónicos; esto permite distinguir dos grupos de pectinas:

• pectinas fuertemente metiladas (H.M. > 55 %);
• pectinas débilmente metiladas (L.M. < 45 %).

Los procedimientos de fabricación se basan en una hidrólisis, separación y recuperación. Se hidroliza la protopectina en medio ácido diluido, en caliente, removiendo así, no solo la pectina, sino también, otros productos tales como polisacáridos neutros y gomas. A continuación, las materias insolubles se separan por prensado y filtración. El extracto péctico transparente se precipita en alcohol. Luego se purifica el coagulo fibroso obtenido por lavados sucesivos con solución hidroalcohólica. La pectina fibrosa se prensa, se seca bajo vacío, se muele y luego se criba. El grado de esterificación final, depende de la temperatura, del pH y de la duración del tratamiento ácido. Se puede obtener por lo tanto, pectinas fuertemente metiladas o pectinas débilmente metiladas. Las pectinas débilmente metiladas y las modificadas químicamente (pectinas amidadas), se pueden obtener igualmente por un tratamiento amoniacal que conduce a una desesterificación y a una amidación en la función ácida. Estas pectinas amidadas se emplean en tecnología alimentaria, si su grado de amidación es inferior al 25%.

El producto comercial puede adquirirse mezclado con azúcares para regular el poder gelificante. Se presenta como un polvo blanco amarillento, ligeramente grisáceo o ligeramente pardo. La pectina amidada puede ser mezclada con soluciones tampón de sales de calidad alimentaria para mantener el pH y las características de sedimentación deseables.

Efectos espesantes, gelificantes y estabilizantes con hidrocoloides
¿Por qué nos gustan tanto los helados? Será por sus distintos sabores, su frescura y su textura única? Pero cómo se logra esa textura suave, cremosa y aterciopelada, que se funde en la boca dando esa sensación tan agradable? Este informe, les develará cuál es el papel que juegan los agentes espesantes y gelificantes utilizados por los elaboradores, para alcanzar estas características tan preciadas.

Comenzamos definiéndolos. Los espesantes y gelificantes alimentarios, a veces, llamados gomas hidrosolubles o hidrocoloides, son macromoléculas que se disuelven o dispersan fácilmente en el agua para producir un aumento muy grande de la viscosidad y en ciertos casos, un efecto gelificante.

Según su origen, se distinguen:

• Las gomas de origen vegetal, esencialmente de naturaleza glucídica;
• Las gomas de origen animal de naturaleza proteica (caseínatos y gelatina).
He aquí la descripción de los principales agentes espesantes y gelificantes, exceptuando los almidones y la caseína, de los cuales hablaremos en otra ocasión.

Veamos cuales son estos agentes:
Origen Tipo
Extractos de algas alginatos
carragenina
agar-agar
furcelaranas
Extractos de semillas goma guar
garrofín
Exudados de plantas goma arábiga
goma tragacanto
goma karaya
Extractos de subproductos vegetales pectinas
Exudados de microorganismos goma xantan
Derivados de la celulosa Metil celulosa
Carboximetilcelulosa
Animal gelatina

Alginatos

Los alginatos son extractos de algas pardas de la clase Phaeophycaeae. Las principales especies usadas industrialmente son de las familias Fucáceas, Laminariáceas , Alariáceas y Lessoniáceas. Se encuentran a lo largo de las costas rocosas del Atlántico Norte, principalmente en los Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia y Noruega.
El uso de las algas pardas se conoce desde épocas antiguas; los chinos y los romanos las usaban en preparaciones medicinales y cosméticas. Su producción industrial se inició en los Estados Unidos alrededor del año 1930. Al principio, los alginatos eran usados para la elaboración de alimentos enlatados destinados al consumo en altamar.

Se trata de macromoléculas lineales constituidas por dos tipos de monómeros unidos en (1-4): el ácido b-D manurónico y el ácido a-L gulurónico. Estas macromoléculas tienen un peso molecular comprendido entre 20.000 y 200.000. La relación ponderal manurónico / gulurónico, así como el reparto de motivos a lo largo de la cadena, varían de un extracto a otro, y determinan las propiedades del polímero, especialmente su gelificación. Esto depende principalmente de la especie de alga, y en menor grado de la madurez del alga y del área de cosecha.

Los procedimientos de preparación están basados en las propiedades de solubilidad de los alginatos, según su estado iónico y su poder complejante con el calcio. Un tratamiento preliminar de las algas con un ácido, permite eliminar los iones calcio unidos al alginato. La solubilización de las rnacromoléculas se obtiene a continuación al neutralizar con una base (generalmente NaOH) formando una sal alcalina. El alginato se precipita por reacidificación, bajo la forma de ácido algínico o por la adición de cloruro cálcico, bajo forma de alginato cálcico. En algunos casos el calcio se elimina por un nuevo tratamiento ácido.

Materia prima Algas pardas
Desmineralización Sistema de lixiviación en ácido
Extracción Molido / Digestión en presencia
de álcali
Clarificación / Filtración
Coagulación Precipitación con ácido
Lavado y Prensado
Obtención del alginato Neutralización. Agregado de: Carbonato de calcio, potasio o amonio
Secado
Molido
Producto final Estandarización por mezclado
Control

El producto terminado presenta características de filamentos en fino o grueso, o de polvo incoloro o ligeramente amarillo, de sabor y olor característicos. Los alginatos se comercializan en forma de sales sódicas, de sodio de potasio, de amonio y de calcio. Más raramente se comercializa en forma de ácido algínico. Los alginatos pueden servir de base para la preparación de alginato de propilenglicol por esterificación del ácido algínico. Este derivado se emplea también a nivel alimentario.

Carrageninas

Se extraen de algas rojas de la familia Rhodophycaeae, de los géneros Chrondus, Gigartina, Euchema, Hypnea e Iridaea. Su recolección manual se hace durante la marea baja entre la primavera y el otoño. Provienen de las costas de diversos países como Francia, Chile, Brasil, Senegal, Indonesia, Las Filipinas, Marruecos, Argentina y Perú.
Familia y géneros botánicos de las algas rojas
Los residentes del condado de Carraghen en la costa sur de Irlanda usaban el “ musgo irlandés” en los alimentos y medicinas hace más de 600 años. Estas algas marinas eran usadas debido a su propiedad única de gelificar la leche. Al mismo tiempo, estas algas eran también recolectadas a lo largo de las costas de Francia, en particular en Brittany. El liquen blanqueado era utilizado para preparar un gel de leche conocido como “blanc-mange”, cuya traducción sería “comida blanca”. Este alimento se obtenía enfriando la leche en la cual se habían cocido las algas. Simultáneamente en los Estados Unidos se preparaba un alimento similar. Sin embargo, no fue hasta la Segunda Guerra Mundial, en que se inició la producción industrial de algunas especies.
Las carrageninas, o carragenanos, son polímeros sulfatados de unidades de galactosa, unidos alternativamente a-(1-3) y b-(1-4). Según el grado de sulfatación y la posición de los carbonos sustituidos por los ésteres­sulfatos, se distinguen diferentes fracciones cuyas principales son la kappa (k), la iota (i) y la lambda-(l)carragenina. Cada especie está caracterizada por una composición diferente en sus diversas fracciones, y las carrageninas comerciales son mezclas más o menos enriquecidas de una u otra de estas tres fracciones.

El proceso de extracción para su producción industrial se basa en dos propiedades de la carragenina: su solubilidad en agua caliente y su insolubilidad en solventes orgánicos polares. En primer lugar, las algas se lavan y se trituran bajo condiciones alcalinas para promover la extracción total del polisacárido. Luego, el extracto acuoso caliente filtrado en presencia de tierra de diatomeas, se pasa a través de un cedazo bajo presión. Así se obtiene un jarabe transparente que contiene carragenina en solución. A continuación, se la precipita con alcohol en forma de fibras, permaneciendo las impurezas en solución. Se prensa el coagulo, se lo lava y seca por evaporación bajo presión. Finalmente, se lo muele hasta obtener un polvo fino o granulado insípido e inodoro, de color blanco a beige. Este proceso permite alcanzar un producto de alta pureza.

Materia prima
Extracción
Purificación
Coagulación
Carragenina molida
Producto final
Los productos comerciales se diluyen frecuentemente con azúcares para fines de normalización y se mezclan con sal de uso alimenticio necesario para conseguir características de gelificación y espesamiento.

Agar y furcelarana

El agar (agarosa) también es extraído de las algas rojas de la familia Rhodophycaeae, de las especies gelidium, pterocladia y graciaria. Las zonas de recolección de estas algas son las costas de Japón, México y la costa oeste del Atlántico. Su estructura química es muy parecida a la de la carragenina. El dímero está constituido de un residuo de galactosa unido en (1-3) y de un residuo 6-anhidro-L-galactosa unido en (1-4).

El agar sin moler se presenta en haces de tiras delgadas, membranosas y aglutinadas, o en fragmentos escamosos o granulados. Presenta varios colores: anaranjado ligeramente amarillento, o gris amarillento, o amarillo pálido o incoloro. Es resistente cuando está húmedo y quebradizo al estado seco. El agar en polvo es blanco a blanco amarillento o amarillo pálido.
La furcelarana se extrae de otras algas rojas Furcellariafastigiata que se encuentra en las costas de Dinamarca y Canadá. Tiene una estructura química comparable a las carrageninas con un contenido de azufre algo más bajo a kappa-carragenina. Todas las macromoléculas tienen un peso molecular elevado, entre l05 y 106. Es­te peso molecular depende del origen botánico y del proceso utilizado en la extracción.

Los métodos de fabricación se basan en la solubilización de estas gomas en agua a 100°C durante varias horas, a veces, en medio alcalino. Para el agar, su recu­peración se logra a partir de la solución filtrada por congelación, que produce una separación de fases. Por otro lado, la furcelarana se precipita en presencia de cloruro potásico.

Goma guar y garrofín

La goma guar proviene de una planta que ha sido cultivada durante siglos en la India y Pakistán. También se cultiva actualmente en los Estados Unidos.
Se extrae del endosperma de la semilla de Cyamopsis tetragonolobus, una planta anual que pertenece a la familia de las leguminosas. Las semillas de la planta guar tienen un diámetro de 4 a 5 mm. Son dicotiledóneas, es decir, el albumen consiste de dos endospermas y es éste la fuente de goma.
A diferencia, el garrofín se extrae del endosperma de la semilla del algarrobo, Ceretonia Siliqua, árbol del litoral del Mediterráneo. El fruto del algarrobo es una vaina de 20 cm de largo y de 2 a 4 cm de ancho.
Cada vaina contiene semillas ovoides de 8 a 9 mm de largo. Estas semillas contienen la reserva de energía que proveerá la goma espesante.
Muchas semillas de leguminosas contienen galactomananos de estructuras relacionadas, pero solo la goma guar y la goma de algarrobo se han usado extensamente. La goma de algarrobo y sus propiedades espesantes datan de épocas antiguas, ya que los egipcios usaban una pasta de esta goma como adhesivo en las vendas de las momias. Sin embargo, el desarrollo de su extracción industrial comenzó a principios del siglo XX. En la década del 40, se introdujo el uso de la goma guar, debido a una escasez de semillas de algarrobo; y recién en 1950 estuvo disponible comercialmente.

Estas gomas son galactomananos formados por encadena­miento lineal de b-D manosa unidas en (1-4) con ramificaciones constituidas por una sola unidad de a-D galactosa unida en a (1-6). El garrofín tiene como pro­medio una unidad de galactosa por cuatro manosas y esta relación es de 1 a 2 en la goma guar. Courtois y Le Dizet (1970) han establecido que la galactosa está repetida irregularmente en la larga cadena de manana, definiendo por lo tanto, zonas “lisas” de zonas “ramificadas” y de zonas intermedias. Esta irregulari­dad de estructura permite explicar las diferencias de propiedades entre estas dos sustancias (especialmente la solubilidad).

La fabricación de estas gomas es extremadamente sencilla, puesto que se reduce a un tratamiento mecánico. Separación de envolturas, eliminación del germen y molienda, hasta reducirlas a harina, que contiene 95 % de galactomananos. Y son comercializados en esta forma. Algunos fabricantes producen también gomas de gran pureza. La semilla se solubiliza en agua caliente y las partículas insolubles se separan por filtración con tierra de diatomeas. La solución transparente obtenida se precipita con alcohol isopropil, se lava y se prensa para remover el alcohol residual. Como última etapa, se seca, se muele y tamiza. En el mercado se encuentran diferentes tipos de harina guar con variable poder espesante.
Inclusive, la goma guar se puede adquirir en forma de polvo blanco a blanco amarillento casi inodoro. Es dispersable en agua fría o caliente y su valor de pH de dispersiones acuosas varía entre 5,4 y 6,4. El garrofín se presenta en polvo blanco ligeramente amarillento que gelifica fácilmente en agua caliente.

Goma xantan

Numerosos poliósidos se pueden sintetizar por microorganismos y en particular por bacterias. Actualmente, sólo la goma xantan y los dextranos se producen industrialmente; aunque sólo la goma xantan está autorizada para usos alimentarios.
Este poliósido está constituido por una cadena lineal de b-D glucosa unida en (1-4), que lleva en su mitad una ramificación lateral con dos residuos de glucosa. Las cadenas laterales son de triolósidos constituidos por a-D ramnosa, ácido glucurónico y a-D ramnosa como terminal.
La goma Xantan es un metabolito secundario producido por la fermentación industrial del Xanthomonas campestris sobre sustrato glucídico. El medio de cultivo contiene además una fuente de nitrógeno y otros elementos esenciales para su actividad biológica. La fermentación inicial se lleva a cabo en diferentes tubos. Así se obtiene el inóculo para iniciar el proceso de fermentación industrial en batch. Se monitorea el pH (entre 6,0 y 7,5), la temperatura (de 18°C a 31°C), el nivel de aireación y la presencia de espuma. Una vez finalizada la fermentación, se esteriliza el caldo para prevenir la contaminación con otras bacterias. Se vacía el fermentador, se limpia y se vuelve a esterilizar para una nueva fermentación. Como la goma xantan es insoluble en solventes orgánicos, se la recupera por precipitación en medio alcohólico seguida de desecación y trituración, hasta obtener el tamaño de partícula deseado. El polvo obtenido debe almacenarse en contenedores herméticos que impidan su contacto con el aire y la humedad.

Gelatina

La gelatina es una proteína, es decir, un polímero compuesto por aminoácidos. Esta proteína carece de los principales aminoácidos como vaina, tirosina y triptofano, y por lo tanto no tiene valor como alimento. Como los polisacáridos, el grado de polimerización, la naturaleza de los monómeros y la secuencia en la cadena proteica determinan sus propiedades generales.
En el animal, la gelatina no existe como componente, se la obtiene por hidrólisis parcial del colágeno, su precursor insoluble. En el colágeno, la unidad básica esta formada por tres cadenas de polipéptidos, enrolladas en forma de hélice y estabilizadas por uniones intramoleculares. Esto hace que el colágeno exhiba propiedades mecánicas únicas y forme la estructura del tejido conectivo, piel y huesos de los animales.

La conversión del colágeno insoluble a la gelatina soluble constituye la transformación esencial de su elaboración industrial. El proceso puede llevar a diferentes gelatinas dependiendo de las rupturas en las uniones intramoleculares. La materia prima requerida para su producción se obtiene de las curtiembres y mataderos.

Se realizan diferentes pretratamientos:

• Los cueros son tratados con sales para su preservación.
• Las pieles se congelan para su almacenamiento y transporte.
• Los huesos de ganado vacuno, se desgrasan y se trituran antes de su transporte y procesamiento.
• Todos los días se recogen huesos frescos que deben ser procesados dentro de las 24 hs del sacrificio del animal.

Los huesos se tratan con una solución ácida para extraer los minerales (fosfato de calcio) sin afectar los contenidos orgánicos. Después de un lavado, este producto llamado “oseína”, se vuelve flexible. Los fosfatos se separan por precipitación con cal. La oseína y las pieles se procesan con ácidos para su hidrólisis a temperatura ambiente por un tiempo relativamente corto. Por otra parte, los cueros y la oseína se ponen en contacto con una solución de cal durante 5 a 10 semanas a temperatura ambiente. Luego se ajusta al pH requerido para la extracción de gelatina propiamente dicha.
La extracción es un proceso discontinuo, en batch, obteniendo un licor del 6 al 10 % de gelatina. Luego se filtra y concentra en forma continua en un evaporador al vacío. La solución se esteriliza a 145°C (293°F) y se enfría rápidamente para gelificar la solución. Este gel es extrudado en forma de granos y secado con aire filtrado y aséptico. Finalmente, se muelen los granos hasta obtener el tamaño de partícula necesario. Deben almacenarse en condiciones adecuadas, ya que son fácilmente alterables en solución o humedecidos. Se pueden adquirir también, en forma de hojas o láminas. Estas láminas son rectangulares, amorfas, delgadas, flexibles, de fractura neta, transparentes o ligeramente amarillentas, inodoras y con sabor especial muy débil.

 

 

 

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