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1
HIDRATOS DE CARBONO
DE ALTO PESO MOLECULAR
DE BAJO PESO MOLECULAR
POLISACARIDOS AZUCARES
(ALMIDONES, GOMAS, CELULOSAS)
1. No puede congelarse, plastificante, capacidad de movimiento reducida pero pueden intercambiarse libre y rapidamente con otras molculas de agua.
2. Constituye slo una pequea parte del agua total.
3. El resto est retenida en capilares y cavidades en el gel o el tejido.
Polisacridos
Agua de hidratacin
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
Polisacridos
2
HIDROCOLOIDES
Fuente Hidrocoloide
goma arbiga
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 garrofn
almidones
Extractos de plantas superiores pectinas
Extractos de animales gelatina
quitosano
celulosa microcristalina (MCC)
Derivados de celulosa carboximetilcelulosa (CMC)
metilcelulosa (MC)
hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)
Fermentacin microbiana goma xntica
goma dextrano
goma gelano
Clasificacin de los hidrocoloides segn su origen
3
PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES
Capacidad espesante
Formacin de geles
Estabilizacin de emulsiones
Estabilizacin de espumas
Estabilizacin de suspensiones y dispersiones
Formacin de pelculas y encapsulacin
Inhibicin de cristalizacin
4
ESPESANTES
Ninguna o pocas interacciones entre molculas
CAPACIDAD ESPESANTE
Parmetros que influyen en esta propiedad
PM de la molcula Espacio que ocupa la molcula Presencia de grupos funcionales en la molcula Temperatura del medio Interaccin con otros hidrocoloides y cationes
Efecto diferente en cada tipo de hidrocoloide y puede afectar mucho a la textura del producto final.
Goma xntica Goma guar Goma garrofn l carragenano Alginato (sin Ca++)
CAPACIDAD ESPESANTE
Tienen capacidad espesante pero no forman geles:
Podemos decir que todos los hidrocoloides poseen la propiedad de aumentar considerablemente la viscosidad del medio acuoso para concentraciones bajas, aproximadamente al 1%.
5
CAPACIDAD ESPESANTE
El comportamiento reolgico depende de la forma y rigidez de las macromolculas
Macromolculas globulares o ramificadas
Pueden asimilarse a esferas
Baja viscosidad
Comportamiento newtoniano Presentan
= D
esfuerzo de corte o tensin de cizalladura
D velocidad de deformacin o gradiente de velocidad
coeficiente de viscosidad
En un fluido Newtoniano la es una constante, independiente de la velocidad de deformacin
1
2
3
1
2
3
D
2 3
1
D
CAPACIDAD ESPESANTE
6
CAPACIDAD ESPESANTE
Macromolculas desplegadas
Pueden entremezclarse cubriendo grandes volmenes
Reduccin en movilidad
Alta viscosidad
Su viscosidad decrece cuando
aumenta el esfuerzo aplicado
Comportamiento pseudoplstico
Ej. alginato, guar, garrofn
D
Pseudoplstico
Fluidos no newtonianos
Orientacin progresiva de molculas desdobladas al aplicar cizallamiento
CAPACIDAD ESPESANTE
Macromolculas desplegadas
Comportamiento pseudoplstico
7
CAPACIDAD ESPESANTE
Macromolculas desplegadas rgidas
Por encima de cierta concentracin tienen muy poca movilidad En reposo adoptan una configuracin de equilibrio que se comporta como un slido
Pueden asimilarse a rodillos rgidos
Ej. xntica 1%
Orientacin progresiva de molculas desdobladas rgidas al aplicar cizallamiento
CAPACIDAD ESPESANTE
Macromolculas desplegadas rgidas
Cuando el esfuerzo supera el valor de fluencia, el sistema fluye
los polmeros se orientan en
la direccin del flujo
El fenmeno es instantneo y reversible
8
Umbral de fluencia 0
D
Plstico de Bingham ideal
CAPACIDAD ESPESANTE
Macromolculas desplegadas rgidas
Varios hidrocoloides presentan valor de fluencia a concentraciones entre 0.5 y 1.0%
Goma xntica
Goma guar
Goma garrofn
CMC
PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES
Capacidad espesante
Formacin de geles
Estabilizacin de emulsiones
Estabilizacin de espumas
Estabilizacin de suspensiones y dispersiones
Formacin de pelculas y encapsulacin
Inhibicin de cristalizacin
9
GELIFICANTES
Importante nmero de zonas unin por interacciones entre molculas
FORMACION DE GELES
Parmetros que influyen en esta propiedad
PM de la molcula Espacio que ocupa la molcula Presencia de grupos funcionales en la molcula Temperatura del medio Interaccin con otros hidrocoloides y cationes
Gel: matriz continua de material interconectado con gran cantidad de disolvente retenido en los intersticios
FORMACION DE GELES
Las macromolculas se asocian a travs de puntos de unin a la vez que mantienen zonas libres.
Red tridimensional que atrapa el agua
Una misma macromolcula puede formar uniones cruzadas con otras.
+
10
1. Solubilizacin de las macromolculas
2. Asociacin entre molculas
Secuencia de gelacin
FORMACION DE GELES
Formacin de las zonas de unin Por enfriamiento Por accin de iones
La fuerza del gel y las propiedades de fusin
(reversibilidad o no reversibilidad) estn
determinadas por:
FORMACION DE GELES
la cantidad de zonas de unin
el tipo de uniones individuales
involucradas
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FORMACION DE GELES
Alginato en presencia de Ca++ Pectinas Goma xntica-goma garrofn k carragenano i carragenano k carragenano-goma garrofn Gelatina
Hidrocoloides que forman geles:
Comparacin cualitativa de textura de geles de diferentes hidrocoloides
Firme, quebradizo
Suave, flexible
Xntica, garrofn
Gelatina
Gelanos con alto contenido de acilo
Gelanos con bajo contenido de acilo Agar
Alginato con alto contenido de G
Alginato con alto contenido de M
Pectinas LM y HM
k carragenano
i carragenano
FORMACION DE GELES
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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES
Capacidad espesante
Formacin de geles
Estabilizacin de emulsiones
Estabilizacin de espumas
Estabilizacin de suspensiones y dispersiones
Formacin de pelculas y encapsulacin
Inhibicin de cristalizacin
ESTABILIZACION DE EMULSIONES
Los hidrocoloides aumentan la viscosidad de la fase externa y minimizan la tendencia de los glbulos grasos dispersos a migrar y coalescer.
Emulsin: Sistema constituido por dos fases lquidas inmiscibles, una dispersa en forma de glbulos en la otra.
1-burbujas de aire (40-150 m) 2-glbulos de grasa (0.5-1.5 m)
3-cristal de hielo (20-100 m) 4-cristales de lactosa
13
ESTABILIZACION DE EMULSIONES
* Algunas gomas forman un recubrimiento alrededor del sistema disperso que imparte carga a la superficie
las partculas se repelen
y la emulsin se estabiliza.
* Otros hidrocoloides actan disminuyendo la tensin superficial.
Otros modos de accin:
ESTABILIZACION DE EMULSIONES
Los hidrocoloides se usan como emulsificantes en aderezos de ensaladas (emulsin aceite/agua)
se estabilizan ajustando la viscosidad
de la fase acuosa.
Por ejemplo se puede usar goma tragacanto o goma xntica
presentan estabilidad a bajo pH
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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES
Capacidad espesante
Formacin de geles
Estabilizacin de emulsiones
Estabilizacin de espumas
Estabilizacin de suspensiones y dispersiones
Formacin de pelculas y encapsulacin
Inhibicin de cristalizacin
ESTABILIZACION DE ESPUMAS
Espuma: Masa de gas dispersa en un lquido o slido.
Las burbujas estn separadas entre s por pelculas
delgadas de lquido o slido.
Los hidrocoloides son efectivos para estabilizar
espumas.
Se usan solos o combinados con protenas:
Carragenanos Alginato de sodio
Goma guar Carboximetilicelulosa
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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES
Capacidad espesante
Formacin de geles
Estabilizacin de emulsiones
Estabilizacin de espumas
Estabilizacin de suspensiones y dispersiones
Formacin de pelculas y encapsulacin
Inhibicin de cristalizacin
ESTABILIZACION DE SUSPENSIONES Y DISPERSIONES
Suspensin: Dispersin estable de material insoluble en un medio lquido.
Los hidrocoloides que presentan valor de fluencia (plstico de Bingham) son efectivos para estabilizar suspensiones.
Se usan:
* Goma xntica
* Carragenanos (reaccionan con las
protenas de la leche)
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PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES
Capacidad espesante
Formacin de geles
Estabilizacin de emulsiones
Estabilizacin de espumas
Estabilizacin de suspensiones y dispersiones
Formacin de pelculas y encapsulacin
Inhibicin de cristalizacin
FORMACION DE PELICULAS
Recubrimientos comestibles Retardar prdidas de humedad Preservar textura superficial, apariencia e integridad
Frutas y vegetales: taponamiento de poros, retencin de firmeza, textura, aroma.
Frutas secas: disminuye pegajosidad.
Se usan: metilcelulosa carragenano + celulosa alginato-dextrosa
17
FORMACION DE PELICULAS
Pelcula lipofbica de metilcelulosa que previene la absorcin de aceite en el fritado
Recubrimientos comestibles
Una alternativa para reducir el contenido graso de alimentos sometidos a fritura
Los films de hidrocoloides:
Actan como barrera a los lpidos y
a los gases.
Pero por su carcter hidroflico no
son buena barrera al vapor de agua.
FORMACION DE PELICULAS
Las formulaciones de recubrimientos incluyen:
Un componente capaz de formar una matriz cohesiva y continua Hidrocoloides
Plastificantes para mejorar las propiedades mecnicas.
Aditivos como antimicrobianos.
18
ENCAPSULACION
Formacin de cpsulas alginato-calcio conteniendo un antioxidante
Proceso por el cual se aplica una pelcula delgada generalmente polimrica a pequeas partculas slidas, lquidas o gaseosas.
Es una tcnica apropiada para proteger una sustancia y liberarla controladamente.
PROPIEDADES FUNCIONALES DE HIDROCOLOIDES
Capacidad espesante
Formacin de geles
Estabilizacin de emulsiones
Estabilizacin de espumas
Estabilizacin de suspensiones y dispersiones
Formacin de pelculas y encapsulacin
Inhibicin de cristalizacin
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INHIBICION DE LA CRISTALIZACION
Cristalizacin: Proceso de orientacin de
tomos, molculas en un arreglo rgido,
repetitivo llamado cristal.
La cristalizacin es un fenmeno dependiente
del tiempo Nucleacin y Crecimiento
Los hidrocoloides se usan
para controlar e inhibir la
cristalizacin indeseable.
Ej. Helados
Los hidrocoloides afectan la cristalizacin 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 molculas.
Combinacin: El hidrocoloide se combina con impurezas
que afectan el crecimiento cristalino.
INHIBICION DE LA CRISTALIZACION
20
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
Caractersticas reolgicas Viscosidad
Formacin de gel
Efecto de la temperatura, concentracin, pH y tiempo en las propiedades espesantes y de gelificacin
21
Estabilidad al pH, temperatura y esfuerzo mecnico
Comportamiento electroqumico y su efecto en la estabilidad y capacidad de emulsificacin
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 microbiolgica
Estado regulatorio
Costo efectivo
CRITERIOS DE SELECCION DE HIDROCOLOIDES
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CARACTERISTICAS
ESTRUCTURALES
DE LOS
HIDROCOLOIDES
Clasificacin de los polisacridos segn su estructura
Homopolisacridos
Lineales Cadenas rectas Funcin estructural o de pared Ej. celulosa, amilosa
1 solo tipo de azcar
Estructura ramificada Funcin de reserva energtica o estructural Ej. amilopectina, dextrano
Heteropolisacridos
Ramificados
Sin ramificaciones o cadenas laterales Polisacridos de tejido conectivo unidos a protenas o lpidos. Ej. alginato 2 ms tipos
de azcar Muy complejos, hasta 6 tipos diferentes de azcar Ej. goma arbiga, tragacanto, garrofn, xntica
Lineales
Ramificados
23
Aleatoriedad estructural:
en el orden o distribucin de azcares en
la cadena principal
en la sustitucin de dicha cadena
Aspectos estructurales de los azcares que influyen:
configuracionales: D L, a b
conformacionales: silla o bote
estereogeomtricos: quiralidad
Cuatro estructuras:
primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria
Caractersticas estructurales de los hidrocoloides
Caractersticas estructurales de los hidrocoloides
Tipos de uniones
Puentes de Hidrgeno
formacin de geles
solubilidad
sinresis
Enlaces inicos
pectinas poco esterificadas y alginato de
sodio forman geles en presencia de iones Ca.
Uniones de Van der Waals
poco importantes en polisacridos, muy dbiles.
24
PROPIEDADES Y
APLICACIONES
DE LOS
HIDROCOLOIDES
Segmento representativo de una molcula de galactomanano
GALACTOMANANOS: Goma guar y goma garrofn
Cadena principal: residuos de b-D manosa
Cadenas laterales: residuos de a-D galactosa
- Goma guar 1:2
- Goma garrofn 1:4
Extractos de
semillas
Relacin galactosa/manosa
25
GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN
Tienen propiedades similares, excepto la solubilidad:
Goma guar se disuelve fcilmente en agua fra
Mayor grado de sustitucin
previene la asociacin de cadenas
permite que penetre el agua.
Goma garrofn requiere ser calentada a T > 85C
Menor grado de sustitucin
permite la asociacin entre cadenas y formacin
de agregados pseudo-cristalinos
previenen la penetracin de agua.
Propiedades funcionales
Forman soluciones viscosas
A mayor temperatura, menor viscosidad (reversible)
Previenen sinresis
No son degradados por las enzimas digestivas
(alimentos bajas caloras)
Propiedades funcionales
GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN
26
Presentan sinergismo con otros polisacridos:
Propiedades funcionales
las regiones no sustitudas (lisas) son capaces de entrecruzarse con las hlices de la goma xntica y del k carragenano
forman un gel
(an cuando individualmente no gelifican)
GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN
Goma xntica-garrofn
Se obtienen geles cohesivos y termorreversibles. Con una relacin 1:1 se obtiene la mxima fuerza del gel (mayor resistencia)
k carragenano-garrofn
Se obtienen geles elsticos y transparentes.
Modelo de gelacin de goma xntica o k carragenano con
garrofn Propiedades funcionales
GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN
agregados
27
GOMA GUAR Y GOMA GARROFIN
Aplicaciones
Estabilizacin de helados
0,3% evita recristalizacin de hielo
textura cremosa
Estabilizacin de mayonesas
mayor viscosidad en la fase acuosa
Espesantes en sopas y salsas esterilizadas
Espesantes y estabilizante de espumas en milk shakes
sensacin ms cremosa y espuma ms estable
ALGINATOS
Acido algnico cido manurnico Acido gulurnicos
Se obtienen por extraccin alcalina de las algas marrones
Bloques homogneos de residuos manurnicos: M-M-M-M-M-M
Bloques homogneos de residuos gulurnicos: G-G-G-G-G-G
Bloques de ambos residuos alternados: M-G-M-G-M-G
PM 20000-600000
28
ALGINATOS
Las macromolculas son asociaciones de los bloques manurnicos y gulurnicos en distintas proporciones dependiendo de:
- la especie de alga
- grado de maduracin
- rea de cosecha
A efectos de hacerlos estables se presentan en forma de sal de:
Na+, K+, NH4+, Ca++ y PGA (propilenglicol)
ALGINATOS
Alginatos de Na+, K+, NH4+:
Son fcilmente solubles en agua fra
Grupos carboxilo ionizados
fuerte repulsin entre cadenas
Relacin entre estructura y solubilidad
Cuando hay iones Ca++ (aguas duras, leche):
la disolucin es difcil
Se requiere tratamiento trmico o secuestrante de Ca++ (fosfato o citrato de sodio)
29
Slo los segmentos gulurnicos homogneos en
presencia de iones Ca+2 se asocian para formar
agregados tipo caja de huevo.
ALGINATOS
Modelo de
gelacin tipo caja de huevo
Cada in neutraliza 2 cargas negativas de dos
cadenas macromoleculares diferentes.
Gelificacin
Dependencia con la concentracin de Ca+2.
Alginato alcalino
Alginato poco sustituido: pseudoplstico
Alginato moderadamente sustituido: geles
Alginato enteramente sustituido: precipitado
Ca+2
ALGINATOS
Son geles trmicamente reversibles o irreversibles segn la cantidad de Ca+2 y la longitud de las zonas regulares.
Cuanto mayor es la cantidad de segmentos de cido gulurnico mayor es la capacidad gelificante.
Gelificacin
30
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 pastelera. Reduce la evaporacin.
Productos de panadera
Budines, postres, cremas y rellenos estables a la coccin (fuente de calcio: leche)
ALGINATOS
Aplicaciones
Espesante
Productos horneables (mayor viscosidad , para ligar agua en rellenos)
Ketchup
Salsas y sopas
Estabilizante
Helados (reduce el tamao de cristales y le da una textura ms suave)
Mayonesas, crema batida ( previene la separacin de fases y evita la sinresis)
31
CARRAGENANOS
Se obtienen a partir de algas marinas rojas
Estructura
Cadenas de residuos de galactosa sulfatados
Existen distintas fracciones diferenciadas por el n y posicin de los grupos sulfato
l lambda
i iota
k kappa
A mayor grado de sulfatacin
mayor solubilidad en fro
CARRAGENANOS
3SO4-2/2Gal
2SO4-2/2Gal
1SO4-2/2Gal
l
i
k
32
CARRAGENANOS
Kappa e Iota generan geles termorreversibles por asociacin de las cadenas formando dobles hlices
Modelo de gelificacin de dobles hlices
Gelificacin
CARRAGENANOS
Menos sulfatado (25%)
Produce geles rgidos con K+ algo opacos y con poca sinresis.
Se disuelve en caliente.
k carragenano
Gelificacin
Es el ms sulfatado (35%)
No gelifica.
Soluble en fro con comportamiento pseudoplstico.
l carragenano
33
El K+ puede introducirse dentro de las hlices de carragenano y neutralizar parcialmente los grupos SO4-2, permitiendo la formacin de agregados
El Na+ al ser de mayor tamao que el K+ no puede introducirse dentro de las hlices de carragenano.
CARRAGENANOS
k carragenano
Gelificacin
Geles opacos, duros y quebradizos (sinresis)
CARRAGENANOS
i carragenano Ms sulfatado que k (32%)
Forma geles con Ca++
Es una red laxa que se destruye por cizallamiento pero que en reposo se recupera
Geles tixotrpicos
Red constituida por dobles hlices y dobleces que conducen a un gel elstico y transparente.
Gelificacin
34
Propiedades de los geles de k, i carragenano y sus mezclas
CARRAGENANOS
Suelen proveerse mezclas de k, i carragenano:
Tienen un comportamiento reolgico intermedio comparado con los geles de componente nico.
Interaccin k-carragenano y protena de leche (casena)
CARRAGENANOS
Perifricamente en las miscelas de casena existe una alta concentracin 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 tixotrpica dbil que mantiene en suspensin al cacao.
Al 0,2% ya forma geles en leche (flanes).
35
CARRAGENANOS
Aplicaciones
Procesado en caliente - Gelificante
Postres tipo gelatina
Jamones cocidos (feteabilidad)
Rellenos de tartas
Cremas batidas
Aderezos para ensaladas
Jarabes para panqueques
Procesado en caliente - Espesante
CARRAGENANOS
Aplicaciones
Procesado en fro - Espesante
Postres tipo gelatina
Jamones cocidos (feteabilidad)
Rellenos de tartas
36
CARRAGENANOS
Aplicaciones
Leche procesada en caliente - Gelificante
Flanes, premezclas para flanes
Budines
Leche procesada en caliente - Espesante
Bebidas UHT
Leche chocolatada
Frmulas infantiles
Leche procesada en fro - Espesante Salsas
Quesos untables
Premezclas para postres y helados
PECTINAS
Se obtienen de cscaras de ctricos, bagazo de manzanas, girasol o remolacha
Cadena principal
Unidades de cido galacturnico parcialmente esterificadas con metanol
Cadenas laterales
Ramnosa, galactosa, arabinosa y xilosa
Estructura
37
Grado de esterificacin
(DE)
Porcentaje de unidades del cido galacturnico que estn como ster metlico
PECTINAS
Pectinas de alto metoxilo (HM): DE > 50%
Pectinas de bajo metoxilo (LM): DE < 50%
Los geles se forman por asociacin de las cadenas a
travs de las zonas de cido galacturnico esterificadas.
Las zonas de unin son estabilizadas por uniones
puentes de H.
Las zonas de unin estn limitadas por la presencia de
dobleces.
Los geles formados no son termorreversibles.
Pectinas de alto metoxilo (HM)
PECTINAS
Gelificacin inducida por cidos
38
La disminucin de aw por agregado de azcares induce la formacin de puentes de H en las zonas de unin (contenido de slidos mayor al 55%).
PECTINAS
La gelificacin depende de:
Slidos solubles
Bajo pH Las repulsiones electrostticas pueden reducirse por acidificacin del sistema (pH= 2.6-3.3)
DE A mayor DE, menor tiempo de gelificacin y mayor temp de gelif.
Pectinas de alto metoxilo (HM) Gelificacin inducida
por cido
PECTINAS
Pectinas de bajo metoxilo (LM) Gelificacin inducida por calcio
Los segmentos de cido galacturnico no esterificado presentan una conformacin de cinta ondulada.
Estas estructuras se estabilizan por Ca++ quelados por los oxgenos de las dos cadenas.
Los Ca++ llenan as los espacios formados entre las dos cintas onduladas.
Las zonas de unin son reducidas por las zonas pilosas y por la metilacin.
Gel ms rgido a menor DE y mayor concentracin de calcio.
Las formas ordenadas requieren incorporacin lenta del calcio.
Estructura tipo caja de huevos
39
PECTINAS
Aplicaciones
Mermeladas, dulces y jaleas Mezclas de azcar y frutas llevadas a consistencia espesa o gelificadas por evaporacin (destruccin de enzimas, extraccin de pectinas y concentracin hasta pH y aw de estabilidad: 63-70% slidos).
Para que la consistencia no dependa de la extraccin de la fruta (grado de madurez, tipo de fruta, etc.)
se le agregan pectinas HM
Mermeladas, dulces y jaleas bajas caloras
Tienen alrededor de 30% azcar por lo que no se pueden usar pectinas HM
PECTINAS
Aplicaciones
Se utilizan pectinas LM que gelifican con calcio
Ej: Mermelada BC usa pectina LM y goma xntica
40
GOMA XANTICA
Por fermentacin industrial aerbica de carbohidratos con el microorganismo
Xanthomonas campestris
Se genera como metabolito secundario un heteropolisacrido
GOMA XANTICA
El caldo fermentado se precipita con alcohol isoproplico, se lava, prensa, seca y muele.
GOMA XANTICA
Estructura
Cadena principal
Unidades de b-D glucosa
Cadenas laterales a-D manosa, b-D manosa y b-D glucurnico
Regular y repetitiva
41
GOMA XANTICA
Estructura
La presencia de cido glucurnico y grupos piruvato le confieren carcter aninico.
Comercialmente se utiliza como sales de Na+, K+ y Ca++
Las cadenas laterales se pliegan sobre la cadena principal
Forman estructuras helicoidales
GOMA XANTICA
Propiedades funcionales
Fcilmente soluble en agua fra y en amplio rango de pH y concentracin salina.
La conformacin helicoidal las hace comportar como varillas rgidas sin tendencia a asociarse.
Alta viscosidad
Conducta pseudoplstica con valor de fluencia
Viscosidad de la solucin poco dependiente de
T, pH y sales.
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Curva de viscosidad de una solucin de goma xntica (0.5%)
Comportamiento de flujo de soluciones de goma xntica (0.5%) con diferentes hidrocoloides
GOMA XANTICA
GOMA XANTICA
Propiedades funcionales
Presenta estabilidad
qumica
mecnica
enzimtica
En sistemas cidos (ctrico/citrato, pH 3.5) tiene
excelente estabilidad trmica (24 hs, 90C).
La viscosidad no es afectada por la esterilizacin si
contiene pequea cantidad de electrolitos.
Estable frente a ciclos de congelacin-descongelacin.
43
GOMA XANTICA
Propiedades funcionales
Estabilidad frente a esfuerzos de corte
(homogeinizacin).
Las enzimas no modifican la molcula, ni an las
celulasas a pesar de la estructura celulsica de la
cadena principal.
Es resistente a los microorganismos, en estado
estructurado la presencia de cadenas laterales
inhiben accesibilidad a las uniones celulsicas.
GOMA XANTICA
Presenta compatibilidad
cidos y bases
sales
solventes orgnicos
otros hidrocoloides
Propiedades funcionales
Sinergismo con galactomananos
Xntica + garrofn Geles
Xntica + 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 panadera y confitera (mezclas para tortas, mousses, rellenos)
Salsas, aderezos para ensaladas, sopas, mayonesas
Preparaciones a base de frutas (frutas en jalea para yogur, mermeladas bajas caloras, coberturas)
Bebidas (en polvo, pulpas suspendidas)
Productos crneos y a base de pescado (enlatados)
AGAR
Se extrae de 2 gneros de algas rojas
Dos fracciones Agarosa (neutra)
Agaropectina (sulfatada)
Estructura
El % de cada fraccin es variable segn el alga.
La cantidad de agarosa vara entre 50 y 90%.
45
AGAR
Propiedades funcionales
Insoluble en agua fra
Algo soluble en agua caliente
Rpidamente soluble en - agua a 97-100C
- formamida
Dispersiones hasta 5%: rpidamente en agua hirviendo con alguna agitacin.
Dispersiones 8-14%: requieren equipos especiales de mezclado.
Solubilidad
AGAR
Propiedades funcionales Gelificacin
Gran capacidad de formar geles an a
concentraciones de 0,04%.
Caractersticas de los geles
Geles estables: funden por encima de 85C
rgidos
quebradizos
transparentes
Termoreversibles
PF y PG precisos
46
AGAR
Propiedades funcionales
Gelificacin
Geles con moderada resistencia a ser
degradados por microorganismos y enzimas.
Atrapan entre 15 y 20 veces su peso en agua.
Los 3 tomos de H ecuatoriales de la estructura
de agarosa son responsables de la gelificacin:
Tienen efecto estrico y fuerzan a
la molcula a adquirir estructura de
doble hlice.
Estructuras de un gel de agarosa
Mecanismo de gelificacin de la
agarosa
AGAR
Propiedades funcionales
47
AGAR
Aplicaciones
Productos horneados
Emulsificante, estabilizante y gelificante
Tartas, merengue, rellenos, glaceado
Confituras y golosinas
Barras de caramelo
Productos crnicos y pescado
Gelificante en enlatados, recubrimiento en pollo
Productos lcteos
Helados, quesos procesados, queso crema, yogur
Bebidas
Clarificacin de vinos
GELATINA
Se extrae de tejidos animales con alta proporcin de colgeno (cuero, tendones, huesos)
84-90 % protenas
1-2 % sales minerales
Contiene 18 aminocidos en distintas concentraciones, 9 de ellos son esenciales.
Estructura
Composicin qumica
La estructura de la molcula tiene forma de varilla y presenta estructura primaria, secundaria y terciaria.
48
Propiedades funcionales
GELATINA
En agua fra se hincha absorbiendo 5-10 veces
su propio volumen en agua.
A temperaturas por encima de su punto de
fusin se disuelve y al enfriarse forma un gel.
La transformacin sol-gel es reversible.
El gel funde entre 27 y 34C (funde en la boca).
GELATINA
Propiedades funcionales
Fuerza del gel (bloom)
Peso en gramos que es necesario aplicar a un pistn de 12,7 mm de dimetro para producir en la superficie de la gelatina una depresin de 4 mm de profundidad.
Gelatina se coloca en recipiente estndar a una concentracin de 6,67% y debe haber madurado por 16-18 hs a 10C.
Productos comerciales entre 50 y 300 bloom
Formacin de geles
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GELATINA
Estabiliza suspensiones coloidales
Acta como espesante
Forma films
Acta como humectante
Propiedades funcionales
GELATINA
Aplicaciones
Postres y golosinas
Listos, premezclas
Productos lcteos
Texturizante en yogur
Cremas para rellenos
Postres Otros
Espesante de sopas,
salsas y aderezos
Productos crnicos
Jamones y paletas cocidas
Enlatados
Pats
Aspics
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Celulosa microcristalina
CELULOSAS
La celulosa es el esqueleto del mundo vegetal.
Junto con la hemicelulosa y la lignina, es el componente estructural de la mayora de las plantas.
Estructura Polmero lineal de b-D glucosa unidas por enlaces 1,4
CELULOSAS
Estructura
Estructura uniforme y lineal
las molculas pueden acomodarse una junto a otra formando regiones cristalinas por puentes de H
Previenen la penetracin del agua
La celulosa es insoluble en agua
Para cambiar sus propiedades funcionales
Sustituciones qumicas
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CELULOSAS
Principales derivados de la celulosa
Grupo Derivado Sigla
Carboximetilsdico Carboximetilcelulosa CMC
Metilo Metilcelulosa MC
Hidroxipropilo Hidroxipropilcelulosa HPC
Hidroxipropilo Hidroxipropilmetilcelulosa HPMC
y metilo
Los derivados ms tiles en la industria alimentaria son los teres:
Uno o ms -OH son sustituidos por grupos alquilo o hidroxialquilo
CELULOSAS
CMC
A diferencia de la celulosa, en la CMC las cadenas estn 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 fra.
Es insoluble en solventes orgnicos puros pero es soluble en agua-etanol.
Es hidroflica y tolerante a sales.
Propiedades funcionales
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CELULOSAS
CMC Propiedades funcionales
Es estable entre pH 4 y 10.
Espesante
Soluciones pseudoplsticas
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
Suspensin de partculas
Confiere cuerpo en alimentos dietticos (bajas caloras).
En sistemas a base de almidn minimiza sinresis por captura de agua.
En mezclas de protenas previene la precipitacin de protena de soja o caseinatos en sus puntos isoelctricos. Los grupos (-) de la CMC se combinan con los grupos (+) de las protenas.
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CELULOSAS
MC y HPMC Propiedades funcionales
Son las nicas gomas que gelifican cuando se calientan y retornan a sus viscosidades lquidas originales cuando se enfran.
Termogelacin
CELULOSAS
MC y HPMC Propiedades funcionales
Termogelacin
Esta propiedad las hace adecuadas para usar en alimentos fritos
Crean una barrera para la absorcin de aceite
Retardan la prdida de humedad
Mejoran la adhesin del batido al producto
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CMC
CELULOSAS
Aplicaciones
Helados, postres helados instantneos
Salsas para helados
Productos horneados (regula humedad)
Mezclas para tortas
Glaceado, merengue, relleno de tartas
Golosinas (reduce tamao de cristales de azcar)
Recubrimientos
CELULOSAS
MC y HPMC Aplicaciones
Productos de panadera: mejoran la consistencia del batido a travs de la emulsificacin y fortalecimiento de las paredes de las burbujas formadas en el horneado.
Previenen prdida de humedad y migracin de agua a la corteza.
Aumentan la viscosidad en salsas, sopas crema, rellenos.
Alimentos fritos.
Alimentos congelados.