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| El
interés en los hidrocoloides está basado
en su comportamiento reológico, por ejemplo,
la viscosidad, la formación de gel y sus efectos
estabilizantes. |
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Estas
propiedades pueden obtenerse solo después de alcanzar la
solubilización completa de las moléculas. Al solubilizarse,
estas se reordenan en las dos formas diferentes vistas en el diseño
anterior.
Este
reordenamiento está relacionado con varios parámetros
•
El peso molecular de la molécula,
• El espacio de la molécula,
• La presencia o no de grupos funcionales en la molécula,
• La temperatura del medio,
• Las interacciones con otros ingredientes en los medios,
tales como otros hidrocoloides y cationes.
Todos
estos parámetros tienen un efecto diferente en cada tipo
de hidrocoloide y puede afectar mucho a la textura del producto
final. La textura de un producto líquido o sólido
y las propiedades texturizantes se determinan por “reología".
Podemos decir que todos los hidrocoloides poseen la propiedad
de aumentar considerablemente la viscosidad del medio acuoso para
concentraciones bajas, aproximadamente al 1%. Este poder espesante
varía mucho de una goma a otra; es muy elevada para la
goma xantan, las carrageninas, los derivados de la celulosa y
las galactomananos, pero esta más limitado para las pectinas,
la goma arábiga y los almidones.
En
cuanto a las propiedades gelificantes de estas macromoléculas,
necesitamos definir “gel”. No hay definición
alguna que sea satisfactoria, porque no existe una frontera neta
entre una solución muy espesa y una solución gelificada.
El estado “gel” se puede considerar como intermedio
entre el estado líquido, puesto que ciertos geles pueden
tener hasta 99,9 % de agua, y el estado sólido, puesto
que su organización permite mantener su forma y resistir
a ciertos constreñimientos. Por tanto, el gel es un sistema
difásico constituido por una red macromolecular tridimensional
sólida que retiene entre sus mallas una fase líquida.
Esta definición introduce la idea de un “orden”
en el gel, en oposición a una solución representativa
de un “desorden”. En efecto, antes de la gelificación,
las moléculas del polímero forman una verdadera
solución; la formación del gel implica, por consiguiente,
la asociación de cadenas entre sí o de segmentos
de cadenas entre ellas. Más precisamente, se pueden distinguir
diversas etapas de transición:
•
el estado “solución”, o el polímero
en forma de solución; las macromoléculas no están
organizadas unas respecto a las otras;
• el estado “gel”, que aparece cuando las cadenas
están suficientemente asociadas para formar una red o gel,
desde luego, elástico;
• en cuanto y a medida que las cadenas se organizan entre
sí, el gel se transforma cada vez más rígido,
lo que da lugar, en general al fenómeno de la sinéresis;
el gel se contrae y exuda una parte de la fase líquida.
El
Estado Gel
El
estado “gel” no puede ser definido por un equilibrio,
puesto que evoluciona en el curso del tiempo. Esta inestabilidad,
así como la reversibilidad de la mayoría de los
geles, nos permite concluir que las fuerzas capaces de asociar
las cadenas entre ellas, disponen de suficiente libertad para
permitir sus evoluciones. Se abandona así, la idea de una
gelificación por la formación de uniones covalentes
o iónicas entre las cadenas, porque son fuertes uniones
que prohíben toda reversibilidad. No son más que
uniones débiles (uniones hidrógeno o de coordinación);
sin embargo, estas no pueden ser la causa fundamental de la formación
de un gel, porque las uniones demasiado débiles individualmente
producirían de este modo un equilibrio casi inmediato.
Al modelo de gelificación por unión puntual (al
nivel de una unión), puede sustituir el modelo de gelificación
por formación de zonas de reunión. En estas zonas,
la acción de cada unión no covalente, escasa energía,
está reforzada por el gran número de otras uniones;
lo que se trata es de un fenómeno de cooperatividad que
necesita una regularidad estereoquímica del polímero,
o de un segmento suficientemente extendido, para permitir la aproximación
de las cadenas. Si el polímero posee una estructura uniforme
(homopolímero), las zonas de reunión están
muy extendidas y el gel obtenido es rígido y frágil;
su gelificación está próxima a la precipitación.
Por otro lado, si posee algunos elementos introducidos (periódicamente
o por azar) que producen una irregularidad estructural, el gel
será más elástico, pues la cadena del polímero
poseerá zonas de reunión comunes con otras, lo que
asegurará la cohesión de la red.
El
estado "gel” representa entonces, un compromiso entre
las asociaciones polímero-polímero y entre asociaciones
polímero-solvente. Lo que significa que el gelificante
debe tener ciertas propiedades físico-químicas comunes
a las macromoléculas insolubles (interacciones entre polímeros
preponderantes) y a las macromoléculas hidrosolubles (capacidad
de solvatación). Estas propiedades dependen de sus estructuras.
Los
resultados de estudios físico-químicos, revelan
dos mecanismos de gelificación:
• gelificación por intermedio de dobles hélices;
presente en iota y kappa carragenina y agarosa
• gelificación por hacinamiento de cadenas; presente
en alginatos y pectinas. |
