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
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Tipo
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Extractos de algas
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Alginatos
Carragenina
Agar-agar
Furcelaranas
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Extractos de semillas
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Goma guar
Garrofín
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Exudados de plantas
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Goma arábiga
Goma tragacanto
Goma karaya
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Extractos de subproductos vegetales
|
Pectinas
|
Exudados de microorganismos
|
Goma xantan
|
Derivados de la celulosa
|
Metil celulosa
Carboximetilcelulosa
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Animal
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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.
PHAEOPHYCEAE
Algas pardas
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Laminariales |
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Fucales |
| Laminariacea |
Alariacea |
LESSONIACEAE |
Fucaceae |
| Laminaria |
Ecklonia |
MACROCYSTIS |
| Fucus |
Ascophyllum |
| F serratus |
A nodosum |
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E máxima |
M pyrifera |
|
A nodosum
F serratus
L digitata
L hyperborea
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
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Algas pardas
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Desmineralización
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Sistema de lixiviación en ácido
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Extracción
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Molido / Digestión en presencia
de álcali
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Clarificación / Filtración
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Coagulación
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Precipitación con ácido
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Lavado y Prensado
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Obtención del alginato
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Neutralización. Agregado de: Carbonato de calcio, potasio o amonio
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Secado
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Molido
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Producto final
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Estandarización por mezclado
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Control
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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.
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
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RHODOPHYCEAE
Algas pardas
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GIGARTINALES
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| SOLIERIACEAE
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GIGARTINACEAE
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HYPNEA
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| EUCHEUMA
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GIGARTINA
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IRIDEAE
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CHONDRUS
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HYPNEA
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G chamissoi
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G stellata
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Iridea sp
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C crispus
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F muciformis
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G caniculata
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| E cottonii
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G skottsbegii
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G pistillata
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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.
| algas rojas |
| Materia Prima |
 |
| Extracción |
Extracción con agua caliente |
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Filtración bajo presión en presencia de tierra con diatomeas |
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Precipitación con alcohol |
| Purificación |
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Prensado |
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Lavado |
| Coagulación |
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| Carragenina molida |
Secado |
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Molido |
| Coagulación |
|
| Producto final |
Estandarización por mezclado |
|
|
|
Control |
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.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación en
industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
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.
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.
| Materia prima |
Harina de endosperma de goma guar y de algarroba
|
| Extracción |
Solubilización en agua caliente
|
| Purificación |
Filtración en tierra de diatomeas
|
| Coagulación |
Precipitación con alcohol
|
Prensado
|
Lavado / Prensado
|
| Extracto molido |
Secado
|
Molido
|
| Producto final |
Estandarización por mezclado
|
Control
|
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.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
PECTINAS
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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.
| Materia prima |
Bagazos de manzana y albedos de cítricos |
| Extracción |
Hidrólisis en medio ácido, en caliente |
| Separación |
Prensado |
| Filtración |
| Concentración |
| Coagulación |
Lavados |
| Pectinas molidas |
Secado |
| Molido |
| Producto final |
Estandarización por mezclado |
| Control |
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius |
|
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.
| Materia prima |
Cepas de Xanthomonas campestris + medio de cultivo |
| Propagación del inóculo |
Inoculación en Erlenmeyer
Progagació en fermentador
|
| Producción de polisacárido |
Fermentación en Batch
a escala industrial
Controles: pH, aireación,
presencia de espuma, agitación
|
| Coagulación |
Precipitación con alcohol |
| Lavado |
| Goma Xantan molida |
Secado |
| Molido |
| Producto final |
Estandarización por mezclado |
| Control |
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
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.
El siguiente cuadro aclara los distintos pasos mencionados en el proceso:
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
EXUDADOS DE PLANTAS
|
La goma arábiga se produce en numerosos países,
principalmente en Sudán (80 % de la producción mundial), Senegal, Malí y
Mauritania.
Se obtiene, principalmente, a partir de la Acacia senegal
(Acacia verek). Está constituida por macromoléculas muy ramificadas.
La cadena principal está formada por restos de b-D galactosa,
unidos en (1-3) y en algunos, sustituidas en el C-6 por ramificaciones
de D-galactosa, arabinosa y ácido D-galacturónico.
La goma karaya se recolecta principalmente en la India. Se
trata de un exudado del árbol Sterculia ureus de la familia de las
leguminosas. La estructura química de esta goma consiste de
un poliósido ácido y acetilado (8% de grupos acetilos y 37 % de residuos
de ácidos uránicos). Los principales constituyentes de la
cadena macromolecular son D-galactosa, L-ramnosa y ácido galacturónico.
La goma tragacanto se obtiene de diversas especies de
Astragalus de la familia de las leguminosas. Se recolecta principalmente
en Turquía, Siria e Irán. Se trata de un polímero del ácido
D-galacturónico que tiene igualmente D-galactosa, L-glucosa, D-xilosa y
L-arabinosa. Al final de su proceso de extracción del
exudado, se obtienen fragmentos achatados o laminados, vermiculares,
rectos o encorvados, estriados, semitraslúcidos, de color
blanquecino o blanco amarillento.
Estos exudados de plantas se recolectan de manera similar
después de hacer una incisión en el árbol. Las operaciones
tecnológicas sobre el exudado son el triturado y separación
de las gomas según su calidad, generalmente por su color. Con excepción
de la goma arábiga, las otras gomas se emplean relativamente
poco y han sido por ello, relativamente poco estudiadas.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
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Derivados de la celulosa
Diversos derivados de la celulosa se emplean como aditivos
alimentarios, especialmente la carboximetilcelulosa, la
hidroxipropilcelulosa, la metilcelulosa y la
hidroxipropilmetilcelulosa, a las cuales se puede añadir la celulosa
microcristalina
obtenida por hidrólisis ácida de fibras vegetales.
A excepción de esta última, todas las demás proceden de una
modificación química de la glucosa por esterificación a fin de
lograr una macromolécula celulósica hidrosoluble que le
confiera propiedades espesantes. La glucosa se obtiene por la hidrólisis
con hidróxido de sodio 18 % de la pulpa de madera purificada.
Las propiedades son muy variables de un derivado a otro y dependen,
entre otras, del grado de sustitución.
La hidroxipropilcelulosa es un polvo blanco, granular o
fibroso, soluble en alcohol. En agua se hincha dando una solución
coloidal viscosa, clara y opalescente.
Dispersión y solubilización
La estructura química de las moléculas de hidrocoloides tiene una influencia directa en su solubilidad.
En la práctica, la solubilización se logra en dos condiciones:
- Una dispersión apropiada de la goma en el medio acuoso
- Un medio químico y físico en el medio acuoso (iones, pH, temperatura, etc.)
La primera precaución que se debe tomar durante la dispersión
del polvo en el líquido, es asegurar que cada grano sea
una entidad individual dentro de la mezcla. Esto va a
prevenir la formación de grumos.
La individualización de las partículas, se puede obtener utilizando los siguientes métodos:
-
Uso de coloides molidos y tamizados a tamaño de partícula grande (de 100 a 500 micrones)
-
Dispersión de los coloides dentro de un líquido no
solvente, tales como aceite vegetal, alcohol o jarabe de glucosa
caliente,
en los cuales el agua ya esta unida y por lo tanto menos
disponible para la hidratación.
-
Mezcla del coloide con un polvo inerte tales como azúcar, que, a parte de individualizar los granos, actúa como un
dispersante mecánico durante el proceso de mezclado.
-
Adición lenta del coloide en el líquido con fuerte agitación.
Para prevenir el endurecimiento de las partículas no
solubilizadas, se debe aplicar una agitación continua hasta la
solubilización total.
Una vez dispersa en el medio acuoso, cada partícula seca de
hidrocoloide comienza a hidratarse: el agua ingresa primero en los
segmentos hidrofóbicos de la molécula y el grano se hincha.
Pueden ocurrir dos fenómenos:
-
Cuando no hay fuertes interacciones entre las
macromoléculas, los granos pueden hincharse cada vez más hasta que se
individualiza cada molécula; se obtiene una solubilización
completa. Esto sucede en agua fría con la goma guar, la
goma xantan, el alginato de sodio, las pectinas y la lambda
carragenina. Todo lo que se requiere es tiempo y agitación.
-
Por el contrario, cuando hay fuertes interacciones en la
forma seca, se necesita un tratamiento con calor para separarlas.
Se requiere una temperatura mínima antes de que se produzca
la solubilización completa.
Esta temperatura varía con los distintos tipos de hidrocoloides. Se han determinado los siguientes valores:
- Gelatina 40 ºC
- Iota carragenina 50 ºC
- Kappa carragenina 65 ºC
- Garrofín 85 ºC
Por último, algunos productos no son solubles ni en
condiciones de alta temperatura. Es el caso del alginato de calcio, que
necesita ser combinado con un secuestrante del ión para ser
solubilizado.
Generalmente, los hidrocoloides son difíciles de disolver en:
- Medios altamente salinos (salmuera)
- Medios ricos en calcio (agua dura, leche)
- Medios altamente azucarados (jarabes)
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
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Propiedades espesantes y gelificantes
El interés en los hidrocoloides está basado en su
comportamiento reológico, por ejemplo, la viscosidad, la formación de
gel
y sus efectos estabilizantes.
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” 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.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
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SINERGIAS
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Sinergias
Una mezcla de dos macromoléculas (gelificantes o no) puede,
en ciertos casos, presentar fenómenos de sinergia que conduzcan a
diferentes comportamientos reológicos y a veces, a
gelificaciones, en el caso de que uno de los dos componentes sea capaz
de gelificar.
Sinergia de las carrageninas con los galactomananos:
La existencia de interacciones entre los carrageninas y el garrofín se ha aprovechado en beneficio industrial.
El mismo fenómeno se ha observado entre la agarosa y el garrofín. Los geles obtenidos tienen las características
reológicas netamente modificadas por la presencia del garrofín; es posible obtener un gel con una mezcla
k-carragenina-galactomanano a una concentración, en carrageninas, inferior a la concentración en que gelifican solas.
La naturaleza de las interacciones que se establecen entre
los carrageninas y los galactomananos se explica por la
existencia de zonas exentas de galactosa a lo largo de la
cadena manano. Estas zonas “lisas” pueden asociarse, gracias
a los enlaces hidrógeno, a las dobles hélices de los
carrageninas. Cada macromolécula de galactomanano participa así
en un gel tridimensional y refuerza la cohesión del gel.
Esta sinergia es más marcada con las k-carrageninas que con
las i-carrageninas por el hecho de la ausencia de grupos cargados.
Sinergia entre la goma xantan y los galactomananos:
La goma xantan, como el garrofín, no gelifica por sí misma;
no posee más que grandes propiedades espesantes. Pero una
mezcla de estas dos gomas produce por calefacción y
enfriamiento un gel muy elástico. El mecanismo propuesto se basa
en una transición de la conformación de la xantan que le
permite asociarse con las zonas “lisas” de los galactomananos.
El mismo esquema permite explicar la sinergia entre xantana y
goma guar. En este caso, no se produce gelificación
pero se comprueba un aumento muy marcado de la viscosidad.
Sinergias entre alginatos-pectinas:
La combinación de alginatos y pectinas permite obtener geles
para contenidos de sacarosa de 30 a 40 % y pH comprendidos
entre 3 y 4.
Según la concentración del alginato en ácido gulurónico, es posible obtener geles de texturas muy diferentes. Estos
geles son rígidos en contenidos muy elevados de ácido gulurónico y blandos si este es escaso.
Estos geles son termosensibles. Es posible, igualmente,
obtener geles con las mezclas pectatos-alginatos en presencia
de Ca2+. El mecanismo de estas sinergias se basa, según un
estudio de THOM y col. (1982), en la formación de zonas de
unión por el intermedio de enlaces hidrógeno, entre la cadena
péctica y los alginatos al nivel de las secuencias poligulurónicas.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
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INTERACCIONES CON LAS PROTEÍNAS
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Interacciones con las proteínas
La existencia de acciones entre las proteínas y ciertos
poliósidos espesantes y gelificantes, se puede emplear en provecho
de numerosos sectores de la industria alimenticia. Así se
utilizan las interacciones carrageninas-proteínas de leche
para preparar postres lácteos con una determinada textura. Se
puede igualmente estabilizar algunas suspensiones de proteínas
lácteas a pH cercano a 4.
Es posible, además, precipitar proteínas en presencia de
poliósidos iónicos en ciertas condiciones de pH. Esta
coprecipitación es interesante para recuperar proteínas en
ciertos desechos de la industria alimentaria (plasma sanguíneo,
lacto suero).
Los mecanismos implicados son los siguientes:
-
Interacciones iónicas no específicas: Estas interacciones se establecen entre las proteínas y
los poliósidos capaces de ionizarse, como los alginatos, pectatos, carrageninas y la carboximetilcelulosa. Se
caracterizan por su dependencia del pH y de la fuerza iónica. Estos mecanismos son la base de métodos que
permiten recuperar proteínas de subproductos industriales en tecnologías de extracción de proteínas vegetales.
A título de ejemplo, las proteínas de plasma sanguíneo pueden ser recuperadas a pH cercano a 4 en presencia
de alginatos, de pectatos o de carboximetilcelulosa. El complejo formado se redisuelve a pH 7 y puede ser empleado
sin otro tratamiento, como agente gelificante.
-
Interacciones iónicas específicas; proteínas de leche: La existencia de interacciones específicas
entre los poliósidos sulfatados (carrageninas) y las proteínas de leche sirve para la preparación de una gran
serie de productos lácteos. De esta manera la estabilidad de una leche chocolatada puede estar asegurada
con la adición de k-carragenina o de i-carragenina en pequeña cantidad. Igualmente, ciertas proteínas de leche,
precipitables por Ca2+ pueden ser estabilizadas con la presencia de k-carragenina.
-
Otros tipos de interacciones: Otros tipos de relaciones entre poliósidos y proteínas se
pueden indicar por ser útiles en la preparación de geles alimenticios. Los enlaces covalentes, por ejemplo,
por formar geles muy elásticos por reticulación de la gelatina con ésteres de la pectina o alginatos. Los
geles mixtos proteína-agar, obtenidos después de calentarlos, tienen propiedades muy diferentes a los geles
obtenidos sólo con agar o sólo con proteína. Se puede, igualmente, obtener una “coprecipitación” de mezclas
de gelatina-goma arábiga. Esta reacción se puede emplear para la microcapsulación de aromas.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
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APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA (Primera Parte)
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Aplicaciones en la industria alimenticia
Las utilizaciones de los hidrocoloides son múltiples y los principios que nos guían para escoger un espesante o un
gelificante se sitúan a diversos niveles, especialmente:
- a nivel organoléptico, la apariencia y la textura.
- a nivel de la reglamentación, pues que no todos los hidrocoloides están autorizados.
Funciones
Los hidrocoloides están destinados a cumplir diversas
funciones como agentes espesantes y gelificantes; modificadores
de cristalización del hielo, agentes de suspensión y de
estabilización de las emulsiones, de espumas, etc.
Estas últimas funciones suelen reunirse, frecuentemente, bajo la denominación genérica de “estabilizantes”.
Ejemplos de productos espesados
Son las gomas no gelificantes, así como ciertos almidones modificados, los galactomananos, el l-carragenano,
el alginato de Na (en ausencia de Ca2+), o la goma xantana los que se emplean como espesantes. Se usan para la
fabricación de salsas y condimentos diversos, cremas pasteleras, productos instantáneos, etc.
Las características de textura de la base, son en primer lugar, la viscosidad del medio. Pero también se consideran
criterios menos definidos desde el punto de vista físico, tales como el carácter pegajoso, fluente, etc.
Los métodos reológicos permiten, esencialmente, apreciar el
poder espesante de los hidrocoloides. En efecto,
se ha establecido que la sensación de consistencia percibida
por el consumidor, depende enormemente de las propiedades
de fluidez del producto. Además, otras características de
textura unidas al “cuerpo” del artículo, como, la sensación
probada de que el fluido recubre la superficie de la boca y
es difícil de tragar, se han determinado por los mismos
métodos de reología.
Los otros componentes texturales, tales como el carácter pegajoso y la velocidad de caída del fluido en la boca,
son aún más difíciles de apreciar por métodos instrumentales.
Ejemplos de productos gelificados
La elección de un gelificante se debe hacer en función de los otros componentes del medio y las características
buscadas; presencia de electrolitos, termoreversibilidad, textura, aspecto del gel, etc.
Los principales agentes gelificantes están indicados con sus especificaciones en el siguiente cuadro:
| Hidrocoloide |
Solubilidad |
Efecto del calor |
Condiciones de gelificación |
Textura de los geles |
Apariencia |
Aplicaciones |
| Agar |
en calor |
soporta el autoclave |
|
firmes, frágiles |
clara |
Confitería, helados |
| k-carragenina |
en calor |
no se funde a temperatura ambiente |
necesita K+ |
frágiles |
clara |
postres, flanes, “pet-foods”, helados |
| k-carragenina + garrofín |
en calor |
termo-reversible |
necesita K+ |
elásticos, cohesivos |
opaca |
postres, helados |
| i-carragenina |
en calor |
termo-reversible |
necesita K+ o Ca2+ |
ligeros, elásticos |
clara |
postres, helados |
| Furcelarana |
en calor |
|
necesita K+ |
en agua: frágil; en leche: ligero |
clara |
flanes, “puddings” |
| Alginato sódico |
en frío |
no-termo-reversible |
necesita K |
frágil |
clara |
postres, leches gelificadas |
| Pectina HM |
en frío |
no-termo-reversible |
necesita azúcar |
“tartinable” |
clara |
confituras y jaleas |
| Pectina LM |
en frío |
termo-reversible |
necesita Ca2+ |
frágil |
clara |
postres lácteos, frutas apertizadas |
| Goma arábiga |
en frío |
|
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blando |
clara |
helados |
| Xantana + garrofín |
en frío |
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elástico, cohesivo |
opaca |
Helados de leche |
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
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APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA (Segunda Parte)
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Los geles termo-reversibles, se obtienen por dispersión en caliente del hidrocoloide y la gelificación se produce
al enfriamiento. Por el contrario, los geles de pectatos y de alginatos se obtienen después de la adición o
liberación de iones Ca2+ a la solución. Si la dosis de Ca2+ es escasa, el gel podrá ser ligeramente termo-reversible.
Un campo de aplicación de los alginatos y pectatos que tiende a desarrollarse, es el de los alimentos reconstituidos
para confeccionar sucedáneos de carnes, frutas, caviar, cebolla, etc. El principio general de numerosas patentes
depositadas en este sector, está fundado en la formación de geles no termo-reversibles. Estas imitaciones pueden ser
preparadas a partir de purés convenientemente coloreados y aromatizados que contienen pectato o alginato bajo la
forma de sal sódica.
La gelificación se provoca inmediatamente después de ponerlos en un baño de sal de Ca2+ (lactato, fosfato) o por
liberación progresiva de calcio, incorporado en forma complejada (fosfato tricálcico, por ejemplo). Esta liberación
de Ca2+ está asegurada por disminución progresiva del pH con la glucono-lactona. Debe notarse que estas imitaciones
basadas en la formación de geles no termo-reversibles, se presta a tratamientos térmicos diversos, tales como, la
apertización, a cocción o la fritura.
La confección de alimentos gelificados más corrientes reposa,
como es lógico, en las particularidades de cada hidrocoloide.
Numerosos postres lácteos gelificados llevan en su fórmula
carragenanos para aprovecharse de las interacciones
carragenanos proteínas de la leche. Es posible escoger el
tipo de carragenano en función de la textura elegida.
Además, para obtener productos gelificados appertizados, a
base de frutas y de leche, es necesario emplear
pectinas LM. Estas pectinas solas permiten obtener productos
gelificados ligeros y estables a pH ácidos y al calor.
Por el contrario, las mermeladas y jaleas se preparan corrientemente con ayuda de pectinas HM, pero cada vez,
es más frecuente recurrir a pectinas amidadas para controlar mejor la textura del producto acabado.
Estos ejemplos dan una explicación limitada de las
posibilidades de empleo de los hidrocoloides como agentes gelificantes.
Escoger uno u otro gelificante se basa, en gran parte, sobre la textura deseada.
Desde el punto de vista reológico, los geles presentan un comportamiento viscoelástico muy marcado y existe un
gran número de métodos para describir y garantizar este comportamiento. Han sido ideados o propuestos numerosos
dispositivos de medida y muchos de ellos se emplean en la valoración de ciertos tipos de gelificantes.
De manera general, se distinguen:
- aparatos para determinar el "poder gelificante" de un producto comercial determinado,
- dispositivos instrumentales para determinar la textura del gel,
-
métodos para el estudio del comportamiento viscoelástico y la interpretación de este comportamiento
en función de los fenómenos moleculares en juego.
Se puede remarcar que son las dos primeras categorías las que retienen la atención del productor y del
usuario. Los dispositivos para medir el poder gelificante son muy diversos y se basan lo más frecuentemente
en la medida de un solo parámetro, que puede ser la resistencia a la ruptura o el hundimiento del gel bajo su
propio peso.
Los dispositivos instrumentales para la medida de la "textura" están basados en métodos semi-empíricos que
describen esta textura por diferentes parámetros: se trata de una curva fuerza-deformación de un gel cilíndrico
sometido a una compresión.
Diferentes aparatos de ese tipo están en el comercio, especialmente:
- aparato de STEVENS;
- máquinas de compresión "universales";
- el "General Food Texturometre".
El aparato de STEVENS garantiza, esencialmente, la caracterización de los geles alimenticios. Es, por
consiguiente, específico y relativamente más barato que los otros. En contrapartida, es muy limitado a nivel de
la velocidad de deformación y de la sensibilidad. En el otro extremo, las máquinas de compresión universales
son muy costosas, aunque presentan ventajas en cuanto a la diversidad de escoger las condiciones de las medidas.
La utilidad de estos métodos es efectiva, pues permiten caracterizar los geles desde el punto de vista comercial
de una manera completa, más que los métodos empíricos.
Conviene indicar, sin embargo, que la significación de las medidas instrumentales necesita estudios sistemáticos
de correlación entre estos parámetros y la "textura" que en realidad percibe el consumidor.
Fuente de información:
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Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
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ESTABILIZANTES USADOS EN HELADOS: CÓMO ELEGIR UN COMBINADO
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Elegir un combinado de emulsionante y estabilizante para un helado no es nada fácil. Aunque entra en
la composición como una cantidad ínfima con respecto a los otros componentes, su papel es determinante para
la consistencia y el aspecto del helado.
La elección del más adecuado se realiza mediante la
selección de los criterios que mejor
corresponden a los objetivos del cliente. En esta
elección se tienen en cuenta la fórmula, el proceso,
las exigencias referentes al equipamiento
(viscosidad, transferencias, envase: extrusión o a granel, condiciones
de
endurecimiento, almacenaje), el comportamiento
frente a la fusión, el aspecto organoléptico y el
precio. Además, si se aplican combinaciones en
sobredosis, la consistencia del helado se torna viscosa, gomosa,
pegajosa o espesa.
Aspectos a tener en cuenta para la elección:
El tipo de materia grasa: El tipo de
grasa utilizado es importante a la hora de elegir el emulsionante
apropiado ya que se pueden encontrar distintos
comportamientos. Los glóbulos grasos de la nata son estabilizados por
una membrana proteica muy estable que limita la
aglomeración en el freezer y luego acelera la fusión del helado.
Los glóbulos grasos de mantequilla ya no tienen membrana
proteica y se aglomeran mas fácilmente.
La cantidad de grasa: Es variable; y afecta a la dosis de estabilizante. Esta dosis será
inversamente proporcional al nivel de materia grasa utilizado.
El origen de las proteínas: La leche en
polvo reemplazante hace que la reactividad del medio sea distinta,
por lo que hay que tenerlo en cuenta a la hora de elegir el
estabilizante adecuado. Ciertos estabilizantes reaccionan con
las proteínas de la leche; si se deja reposar la mezcla del
helado, puede separarse el suero.
La cantidad de proteínas: Una dosis demasiado baja puede provocar problemas: disminución
de las propiedades de aireación, helado acuoso y sin cuerpo. Esta perdida se puede compensar seleccionando un
estabilizante cuya capacidad de aglomeración sea importante.
El proceso: Es importante para optimizar la elaboración del helado y evitar que las aglomeraciones
de materia grasa se presenten en cantidad excesiva o insuficiente. Aumentar la presión de homogeneización
o bajar la temperatura a la salida del freezer permite obtener un mayor número de aglomerados.
Los estabilizantes utilizados en el helado y en los postres congelados son los siguientes:
Garrofín: La harina de semillas de algarroba, además de utilizarse en el helado de crema,
se emplea en helados de frutas y pastas.
Alginato sódico: Es hidrosoluble. Las mezclas elaboradas con esta sustancia adquieren gran viscosidad,
y los helados de crema fabricados con ellas se derriten uniformemente como espuma. Hoy día se utiliza el alginato
más bien en preparados mixtos en unión con otros estabilizadores. En medio ácido precipita el
ácido algínico a manera de gel, propiedad que se aprovecha en el helado de agua sin batido de aire para evitar un
rápido goteo, sobre todo en presentaciones con palo o mango. Se obtiene entonces un helado “que no gotea”.
Propilenglicol alginato: Aparecen los
grupos carboxílicos esterificados con óxido de propileno.
El propilen-glicol-alginato es pH-estable, cuenta con buena
capacidad formadora de espuma y sirve como estabilizador
en helados de frutas, especialmente para sorbetes.
Carrageninas: De acuerdo con el procedimiento de fabricación utilizado, se obtienen productos de
distinto grado de pureza. El carragenato sódico es soluble en agua fría. Tienen particular importancia para los
helados de leche, ya que evitan la separación del suero provocada por los galactomananos o carboximetilcelulosa.
En la actualidad se utilizan mucho con esta finalidad.
Agar-agar: Exhibe una elevada capacidad de absorción de agua. Se emplea poco, debido a su alto precio.
Muchas veces entra a formar parte de mezclas estabilizadoras destinadas a la fabricación de sorbetes.
Carboximetilcelulosa (CMC): Se fabrica con
un nivel de calidad fácilmente repetible. Cuando se
incluye en los helados de crema, éstos alcanzan una
“subida” por batido más alta.
La CMC reacciona con las proteínas; en las mezclas separa
el suero. Los helados de crema fabricados con CMC se derriten
con rapidez, por lo cual la CMC suele utilizarse combinada
con harina de semillas de algarroba, harina de semillas de guar
y carragenina. Por ser la CMC pH-estable, sirve muy bien
para la fabricación de sorbetes. Confiere a los helados de
fruta una textura un tanto granulosa, deseable en ciertos
artículos (helado de nieve, helado crujiente).
Metilcelulosa: Se emplea en helados de crema.
Celulosa microcristalina: Esta clase de celulosa se
hidrata en agua, pero no se disuelve en ella. Proporciona una elevada
viscosidad a la mezcla y es motivo de que el helado
de crema se derrita lentamente. Generalmente se combina con CMC o
CMC-sódica.
Pectinas de baja esterificación: Sirven para estabilizar helados de fruta y para fabricar pastas de fruta.
Goma xantan: Es pH-estable y fácilmente
hidrosoluble. En los helados que contienen leche no
provoca la separación del suero, por lo cual está indicada
para sustituir a los carrageninas. Es interesante
su acción sinérgica con las harinas de algarroba y de
semillas de guar. Se recomienda para helados de
leche y de crema una mezcla del 24% de xantana y 92-98% de
harina de semillas de guar. La xantan es incompatible con la CMC.
Gelatina: Ha perdido su antigua importancia
en la producción de helado de crema, si bien para la
fabricación de sorbetes no puede renunciarse a la gelatina,
debido a su acción estabilizadora de la espuma.
La gelatina sirve mejor mezclada con harina de semillas de
algarroba, harina de semillas de guar y pectina. Con alginatos,
agar-agar y carrageninas pueden presentarse enturbiamientos
o precipitaciones en la mezcla.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
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ESTABILIZANTES USADOS EN HELADOS: REGLAMENTACIÓN
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Las normas del Codex Alimentarius dan todas las
características de los aditivos, como su toxicidad, identidad, pureza,
dosis máxima, etc. En la mayoría de los países se ha
establecido una lista positiva, es decir, aditivos
permitidos.
Los espesantes/estabilizantes, como todos los
aditivos, deben declararse formando parte de la lista de ingredientes.
Esta
declaración consta, entre otras cosas, de la función
principal o fundamental del aditivo en el alimento y su nombre
completo, o su número INS (Sistema Internacional de
Numeración, Codex Alimentarius FAO/OMS), o ambos.
El siguiente cuadro indica las funciones de los distintos estabilizantes con su INS correspondiente:
| Tipo |
INS |
Función * |
| Ácido Algínico |
400 |
ESP / EST |
| Sodio Alginato |
401 |
ESP / EST / GEL |
| Potasio Alginato |
402 |
ESP / EST |
| Amonio Alginato |
403 |
ESP / EST |
| Calcio Alginato |
404 |
ESP / EST / GEL |
| Propilenglicol Alginato |
405 |
ESP / EST |
| Agar-agar |
406 |
ESP / EST / GEL |
| Carragenina |
407 |
ESP / EST / GEL |
| Furcelanas |
407 |
ESP / EST / GEL |
| Garrofín |
410 |
ESP / EST |
| Goma guar |
412 |
ESP / EST / EMU |
| Goma Tragacanto |
413 |
ESP / EST / EMU |
| Goma Arábiga |
414 |
ESP / EST / EMU |
| Goma Xantan |
415 |
ESP / EST / EMU |
| Goma Karaya |
416 |
ESP / EST / EMU |
| Pectina Amidada |
440 |
ESP / EST / GEL |
| Celulosa Microcristalina |
460i |
ESP / EST / GEL / AN AH |
| Metil Celulosa |
461 |
ESP / EST / EMU |
| Hidroxipropil Celulosa |
463 |
ESP / EST / EMU |
| Metiletilcelulosa |
465 |
ESP / EST / EMU |
| Carboximetilcelulosa |
466 |
ESP / EST / EMU |
*ESP: espesante; EST: estabilizante; EMU:
emulsionante/emulsificante; GEL: gelificante; AN AH:
antiaglutinante/antihumectante.
En algunos países se autoriza el uso de los
espesantes/estabilizantes en cantidad no superior a 0,5% p/p en el
helado
terminado.
Conclusión
Los hidrocoloides son agentes de textura cada día más necesarios para la confección de sustancias
alimenticias. La industria aprovecha y aprovechará las múltiples cualidades que poseen: poder espesante,
gelificante, estabilizante, complejante, etc.
La industria de los hidrocoloides continuará confrontándose con dos limitaciones. La primera,
constituida por la legislación. El contexto legislativo ha sido profundamente modificado en los últimos
años por la adopción de la reglamentación del Codex Alimentarius. La promoción de un tipo de
hidrocoloides conocidos, pero modificados, se hará más difícil porque necesitarán
previamente estudios toxicológicos largos, de docenas de años y costosos.
La segunda limitación es debida al hecho de que los hidrocoloides son todos extraídos de materiales
biológicos. La variabilidad de estos polímeros no está, por consiguiente, normalizada y afecta
la estandarización de los productos comerciales. Mientras que la recolección y las tecnologías de
extracción y purificación no sean notablemente mejoradas, beneficiándose de los más
recientes progresos tecnológicos, tampoco se alcanzará esa estandarización.
Además debe tenerse en cuenta los riesgos de escasez, ya sea por exceso de la demanda, como en el caso
de las algas o por los fenómenos de desaparición inexplicables, de ciertas especies empleadas hasta ahora.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
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ESTABILIZANTES USADOS EN HELADOS: ELEGIR UN COMBINADO DE EMULSIONANTES Y ESTABILIZANTES
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Elegir un combinado de emulsionantes y estabilizantes para un helado no es nada fácil. Aunque en la
composición final de la mezcla, se incorporan en cantidades mínimas con respecto a los demás
ingredientes, su papel es determinante para lograr la consistencia, textura, cremosidad y el aspecto adecuado para
obtener un excelente helado.
Los se suman a su fórmula de helado para otorgar:
- Aumento de viscosidad de la muestra (para retrasar el desnatado)
- Estabilidad de la mezcla
- Mejora la incorporación de aire
- Mejora el cuerpo y la textura
- Mejora la estabilidad durante el almacenamiento
- Demora el crecimiento de cristales de hielo
- Mejora las propiedades de fusión y derretido
La dosificación de los neutros oscila entre 2 a 6 g por litro de mezcla. La variación de la dosificación
se debe a varios factores a tener en cuenta en cada fórmula del helado, como ser:
El tipo de materia grasa.
La cantidad de materia grasa: es variable según la formulación y afecta la dosis que debe agregarse de
estabilizantes. Esta dosis debe ser inversamente proporcional al nivel de materia grasa.
El tipo y origen de la proteína.
La cantidad de proteínas: si es demasiado baja puede provocar disminución de las propiedades de
aireación, helado acuoso y sin cuerpo. Esto puede solucionarse con una cantidad de neutro adecuada.
La cantidad de sólidos totales.
Función de los estabilizantes: Controlan la
suavidad del helado, Evitan la formación de
cristales de hielo de tamaño objetable, Fijan agua,
Suavizan la textura dando cuerpo al producto final, incrementan la
viscosidad, Evitan defectos en la textura.
Uno de los defectos de textura más importantes que
evitan los neutros es el producido por fluctuaciones de temperatura
en la conservación del producto terminado. Esto se
debe a que al aumentar la temperatura, se funden los pequeños
cristales de hielo logrados en un buen proceso de
elaboración de helado, y cuando estos vuelven a congelarse al bajar
la temperatura lo hacen en cristales más grandes,
que dañan la textura del helado. La presencia del neutro
interrumpe este ciclo que provoca formación de
cristales grandes que dañen la textura del helado.
Los neutros además refuerzan la interfase del sistema agua-aire de la emulsión. Protegiendo y
reduciendo cualquier tendencia en el helado de perder el aire durante el almacenamiento.
Los emulsionantes son sustancias que tienden a
concentrarse entre la fase grasa y la fase acuosa, reduciendo la
tensión
superficial del sistema. Estos ayudan a mejorar la
textura, incrementar la capacidad de batido y dar sequedad y cuerpo
suave al
helado.
Los "neutros" son una combinación de materias primas de origen vegetal de alta calidad, para el uso en
helados de crema y al agua tanto en frío o en caliente.
Los "neutros a la crema", están formulados a base
de materias primas de origen vegetal de
alta calidad, con el agregado de emulsionantes
puros, siendo ideal en la formación de emulsiones en helados de crema.
Fuente de información:
Ensayo presentado por la empresa “Sanofi. Bio-industries”. Paris, 1988.
Whistler Roy L.,Industrial Gums. Academic Press, 1973
Aspinall Gerald O., The polysaccharides. Academic press,1985.
Glicksman Martin, Food hydrocolloids. CRC Press,1980.
Timm Fritz, Fabricación de helados. Zaragoza, Editorial Acribia, 1989
Multon J. L., Aditivos y auxiliares de fabricación
en industrias agro-alimentarias. Zaragoza, Editorial Acribia, 1988.
Codex Alimentarius
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Fuente: http://www.mundoheladoconsulting.com/index.php
Dobleces
