Hidrocoloides - 2 (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Ciencias y Tecnología de los Alimentos - 3º curso
Asignatura Ingredients i Formulació d'Aliments
Año del apunte 2016
Páginas 10
Fecha de subida 10/04/2016
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Hidrocoloides – 2 E – 415 Xantana Heteropolisacárido aniónico. Extracelular a Xanthomonas campestris.
Cadena principal de D – Glucosa unidas β (1 – 4); cada dos restos, 1 cadena lateral trisacárida: Manosa acetilada/ácido glucurónico/manosa con ácido pirúvico SOLUBILIDAD: En sistemas acuosos, tanto en frío como en caliente.
Solubiliza con poca disponibilidad de agua.
Forma soluciones turbias.
Diferentes granulometrías, diferente solubilidad.
VISCOSIDAD (GEL FLUIDO): Alta viscosidad a concentraciones bajas.
Pseudoplástico  fluido con una cierta viscosidad que cuando le aplicamos un trabajo mecánico, su viscosidad aparente disminuye  así es más fácil sacarlo del envase.
Poca tendencia a sinéresis.
Espesante más estable y con menos problemas al mezclarse con otros productos, que además puede formar un gel fluido.
ESTABILIDAD: Muy estable a altas temperaturas.
Estable a congelación/descongelación.
Estable a pH extremos (2,5 – 11).
No atacable enzimáticamente.
Compatible con altas concentraciones salinas (salmueras).
SINERGIAS: Xantana + Garrofín  forman un gel al enfriar  por separado son dos productos viscosos pero al juntarlos forman un gel.
Xantana + Guar  incrementan viscosidad.
USOS DE LA GOMA XANTANA: Helados  estabiliza emulsiones, suspensiones y Salsas y sopas  mejora textura y sensación en espumas; controla cristalización  aumenta su boca (cremosidad y cuerpo).
estabilidad, que no se resbale tan deprisa.
Aliños  mantiene ingredientes en suspensión.
E – 418 Gellan Heteropolisacárido aniónico. Exopolisacárido bacteriano: Sphingomonas elodea.
Tetrasacárido: (1 – 3) – β – D – Glucosa (1 – 4) – β – D – Glucosa (1 – 4) – β – D – Glucurónico (1 – 4) – α – L – Rhamnosa Grupo acetilo en C6 de la glucosa cada 2 unidades.
Grupo glicerilo en C2 en todas las glucosas.
Conformación de doble hélice levógira.
Puede formar un gel fluido (igual que la Xantana).
% de acetilación es el responsable de las características del gel  Eliminar los sustituyentes = Gellan de baja sustitución  es más consistente por lo que bajo la dosis (Low Acyl Gellan Gum). El Native or High Acyl Gellan Gum es menos consistente, por lo que aumento la dosis.
Gulurónico como sal Na/K > Ca/Mg (usar secuestrantes)  es muy reactivo con el calcio. Si tenemos calcio antes de que se solubilice, no lo hace; si añadimos el calcio después, forma geles (igual que el alginato)  hay que secuestrar el calcio.
SOLUBILIDAD: Se dispersa en frío y se solubiliza en caliente (75 – 80°C).
Cationes divalentes > 180ppm  no se disuelve.
Estable a pH ácido.
GELIFICACIÓN: Gelifica al enfriar  para productos en suspensión (estabiliza un fluido en 2 fases, evita la separación).
Precisa y depende de la concentración de Na+, K+ y Ca2+  solubilizar en agua destilada calentando y luego añadir los cationes (ejemplo: no se disuelve en la leche debido a la elevada concentración de calcio, por lo que necesitamos un secuestrante de calcio).
Puede formar geles fluidos, el % de acetilación es el que determina las características del gel: Bajo nivel de acetilación  gel firme, rígido, quebradizo Alto nivel de acetilación  gel blando, elástico Termoestable a concentraciones altas de Ca2+.
El grupo H+ le permite interaccionar con cationes divalentes.
SINERGIAS: Almidón  geles pseudoplásticos recuperables.
Gelatina  aumenta temperatura de set, disminuye temperatura gelificación, aumenta temperatura de fusión.
USOS DE LA GOMA GELLAN: Rellenos (fillings)  aumenta resistencia a Estructurados  más o menos termoestables horneado/estabilidad a pH ácido Bebidas  gel fluido bombeable, estable a pH Postres gelificados  posibilidad de cambiar ácido y con poder suspensor temperatura de set y de fusión Formación de films  disminuye la absorción Mermeladas  opción a pectinas HM de aceite en fritura E – 425 Konjac Heteropolisacárido no iónico de elevado PM. Tubérculo: Konjac o Ñame (Amorphophallus konjac)  se parece al almidón porque proviene de un tubérculo (gránulos o sacos).
Glucomanano acetilado en C6 cada 1 – 19 restos. Algunas cadenas laterales.
Manosa:Glucosa (3:2) unidas en β (1 – 4).
SOLUBILIDAD: Soluble en agua fría. Velocidad de hidratación lenta (más fácil de dispersar y dar viscosidad) y dependiente del tamaño de partícula.
Los grupos acetilo favorecen su solubilidad. Estable a pH 3 – 9 y estable frente a electrolitos.
VISCOSIDAD: Fluido pseudoplástico.
A igualdad de concentración, las soluciones son unas 2 veces más viscosas que con guar o garrofín.
GELES NO TERMOESTABLES: A concentración alta (5 – 10%). Por combinación con otros hidrocoloides y calentamiento. Geles muy elásticos.
Sinergias: Carragenato  E – 407:E – 425 (40:60)  fuerza de gel x 4.
Xantana  E – 415:E – 425 (70:30) GELES TERMOESTABLES: A concentraciones 1,5 – 2% + desacetilación por álcali débil (K2CO3). Al desacetilarse la molécula pierde capacidad de hidratación, formando una red tridimensional por puentes de H.
Hidratar el Konjac y luego añadir la solución hasta alcanzar pH 9. Dejar 15 minutos a 25°C.
SINERGIAS: Carragenato  forma geles muy elásticos, muy firmes y sin sinéresis. Mejor sinergia que con garrofín.
Xantana  forma geles elásticos.
Almidón  disminuye sinéresis y liberación de almidón durante la cocción. Mantiene la textura durante el calentamiento.
USOS DEL KONJAC: Formador de películas muy estables Estabilidad en cocción (pasta de sopa) Disminución de sinéresis (congelados) Reemplazante de grasa (cárnicos) Productos estructurados Textura (caramelos)  consistente tipo gominolas  NO Retarda la recristalización (helados) permitido para hacer geles con finalidad de caramelos E – 440 Pectinas Las pectinas son fibra vegetal  Carbohidratos de la pared celular de los vegetales (protopectina).
Heteropolisacárido aniónico parcialmente metilado y acetilado. Obtención comercial: pulpa de manzana, piel de cítricos, girasol.
E – 440 (i) Pectina Pectina de alto éster (HM – alto metóxido) o (HE – alto éster).
Pectina de bajo éster convencional (LM – bajo metóxido) o (LE – bajo éster) o (LMC).
E – 440 (ii) Pectina amidada  Pectina de bajo éster amidada (LA) o (LMA).
Cadena de ácido galacturónico α (1 – 4) parcialmente metilada: Grupos en forma ácida o sus sales Na/K A veces interrumpida por ramnosa Ligeramente acetilada Algunas ramificaciones neutras (DP 1 – 20) de arabinosa, galactosa, xilosa y fucosa Grado de esterificación (DE): grupos ácidos metilados > 50% pectina HE o HM DE habitual tras obtención = 75.
< 50% pectina LE o LM En la realidad no es una separación exacta al 50%  a 45 – 55% nos afectaran tanto el Ca2+ como los azúcares y el pH.
Grado de amidación (DA): pectinas amidadas PECTINAS HM: Grado de esterificación (DE) > 50% (intervalo típico 50 – 80%)  Dependen del pH y de la cantidad de azúcares.
Gelifican con: Azúcares > 55% (55 – 85%) pH < 3,5 – 3,8 (1,5 – 3,8) Temperatura (depende de DE, pH y % azúcares) No precisan calcio para gelificar.
Geles termoirreversibles (con la temperatura no se desgelifica, puede que se reblandezca pero sigue siendo un gel) que si se rompen por cizalla presentan sinéresis.
Red tridimensional producida por: Puentes H entre –COOH y/o –OH  se forman zonas cristalinas Zonas hidrófobas por metilos agrupados Puentes de Ca si existen zonas libres de metilos Neutralización de las cargas ácidas (-) por disminución del pH < 3,5 Disminución de la aw para favorecer las interacciones hidrófobas La consistencia de los geles (65% azúcares y pH 2,2) se mide en unidades SAG utilizando un Ridgelímetro.
Las pectinas HM se clasifican según su velocidad de gelificación, que depende del DE: Rapid set: DE > 65  al aumentar DE aumentan los grupos hidrofóbicos y se necesita más temperatura Slow set: DE < 65  se suelen utilizar tampones para controlar el pH.
Elegimos entre rapid set y slow set dependiendo del producto que queremos obtener. La temperatura de set de la pectina HM depende del DE.
PECTINAS LM: Grado de esterificación (DE) < 50% (intervalo típico 30 – 50%)  Son independientes del pH y de la cantidad de azúcares.
Gelifican con < 50% azúcares + pH 1 – 8 + iones divalentes + temperatura. Forman geles termorreversibles.
Bucle de histéresis. Al disminuir DE quedan grupos carboxilo libres para reaccionar con Ca2+.
Red tridimensional producida por: Puentes de calcio entre grupos carboxilo de 2 cadenas de pectina (modelo de la caja de huevos) Puentes de H El nivel de calcio necesario depende de: DE: DE  –COOH + reactividad con Ca  precisará un aumento de la temperatura Proceso  receta y temperatura de enfriamiento PECTINAS LA: Grado de esterificación (DE) < 50% Grado de amidación (DA) < 25% (regulado por la legislación).
Quedan grupos carboxilo libres para reaccionar con Ca2+ pero en menos cantidad debido a la presencia de los grupos amida.
Forman geles termorreversibles. Bucle de histéresis.
SOLUBILIDAD: Solubilidad en función de DP, DE y reparto de los grupos metilo.
La presencia de calcio dificulta la solubilidad.
VISCOSIDAD: Fluido pseudoplástico.
Influenciada por la presencia de Ca2+. Viscosidad disminuye a pK > 3,5.
Estabilidad a pH: Pectina HM estable a pH < 4,5.
Pectina LM más estable al pH que las HM.
Estabilidad a cizalla HM LM LA Se rompe el gel.
Rotura reversible según el pH Rotura reversible a Sinéresis Temperatura de gelificación Termorreversible pH > 3,4 Variable 25 – 90°C Variable 40 – 100°C Variable 30 – 70°C No Sí pero a veces a T° > 100°C Sí a T° < 100°C (temperatura en autoclave) Textura gel pH < 3,5 Gel rígido cortable Gel blando untable Gel blando untable Textura gel pH > 3,5 No Gel blando untable. Tixotropía Gel blando untable.
gelifica.
Viscosidad Tixotropía USOS DE LAS PECTINAS: Productos de confitería (mermeladas)  Fat – replacer (Pectinas LA)  retención de agua y textura corta y blanda, corte limpio, aspecto emulsión por viscosidad brillante Postres lácteos semigelificados  LM + Ca leche  si no Zumos instantáneos  HM “cuerpo” ajustamos bien el Ca2+, durante el tiempo de Salsas ácidas  LM vs.
almidones modificados almacenamiento va a interaccionar con las pectinas Estabilización de preparados de frutas ESTABILIZACIÓN DE PROTEÍNAS: Productos lácteos o de soja en medio ácido.
Las proteínas en medio ácido + calor tienden a precipitar. Los grupos carboxilo (-) de la pectina se combinan con grupos (+) de la proteína y el resto de la molécula de pectina evita la agregación de la proteína.
Si los bloques son muy grandes reaccionan antes con los iones  usar alto DE.
Óptimo para pH 3,6 – 4,5.
Si pH < 3,6 la pectina estará poco ionizada.
Si pH > pI proteína  la unión es débil o inexistente  Caseínas: por encima del pI tienen cargas negativas E – 460i Celulosa Microcristalina (MCC) E – 460 Celulosa E – 460i Celulosa microcristalina E – 460ii Celulosa en polvo Monopolisacárido lineal no iónico. Fracción de celulosa de la pulpa de madera purificada y parcialmente depolimerizada (DP < 400).
Diferentes fracciones de la celulosa: α – Celulosa  es la fracción más pura. Insoluble en 18% NaOH a 20°C β – Celulosa  contiene pequeñas fracciones de otros componentes. Se disuelve en 18% NaOH pero precipita al volver a neutralizar γ – Celulosa  permanece soluble tras la neutralización Miofibrillas de α – celulosa: Zona paracristalina  material amorfo y flexible Zona cristalina  haces de cristales ordenados linealmente MCC GRADO POLVO: 100% α – celulosa  polímero lineal de glucosas β (1 – 4) Producto insoluble e inerte.
MCC GRADO COLOIDAL (COPROCESADOS): 75 – 90% α – celulosa.
25 – 10% hidrocoloide que actúa como agente hidrofílico y favorece la dispersión de la MCC. Evita la agregación de la MCC a través de puentes de H. El más habitual es la CMC.
SOLUBILIDAD: MCC no es soluble, solo dispersable  sirve para captar agua o grasa y dispersarlos.
Forma una red tridimensional estable a la temperatura.
La presencia de sales minerales dificulta la dispersión (leche).
Diferente equipo según proceso de secado.
VISCOSIDAD: Fluido tixotrópico.
La red tridimensional tiene características de gel fluido.
Poca influencia de la temperatura.
USOS DE LA MCC GRADO POLVO: Agente antiapelmazante (queso rallado)  con la Fibra dietética celulosa se evita que se formen grumos de grasa Coadyuvante de la extrusión Soporte de aromas  absorbe hasta el 50% de su peso en aceites USOS DE LA MCC GRADO COLOIDAL: Agente suspensor  batidos de cacao Estabilización de espumas  natas, helados Estabilización de emulsiones  salsas  evita Controla recristalizaciones  helados que se junten las partículas Éteres de celulosa Sustitución de grupos hidroxilo de la molécula de celulosa.
NO IÓNICOS IÓNICOS E – 461 Metilcelulosa (MC) E – 466 Carboximetilcelulosa (CMC) E – 463 Hidroxipropilcelulosa (HPC) E – 464 Hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) E – 465 Etilmetilcelulosa (EMC) Grado de sustitución (DS)  valor medio de –OH sustituidos en cada molécula (entre 0 – 3).
La sustitución puede hacerse con un solo reactivo o combinándolos. Los grupos metilo facilitan la solubilidad en agua. Las sustituciones alejan las moléculas entre sí y disminuyen los puentes H.
El tipo de radical, el DS y el DP influyen en: Solubilidad Viscosidad de las soluciones Tipo de gelificación por temperatura SOLUBILIDAD EN ÉTERES NO IÓNICOS: En general son solubles en agua fría.
Las soluciones son muy estables: pH 3 – 11 / microorganismos / enzimas.
GELIFICACIÓN EN ÉTERES NO IÓNICOS: Temperatura  agua de hidratación moléculas  interacciones La fuerza de gel aumenta y se mantiene si sigue aumentando la temperatura.
Al enfriar, el efecto es reversible marcando una gran sinéresis.
Los éteres de metilo forman geles de mayor consistencia que los de propilo o etilo, y a menor temperatura.
USOS DE LOS ÉTERES NO IÓNICOS: Espesante en frío y gelificante en Agente suspensor  aliños, bebidas con minerales insolubles caliente  rellenos y salsas horneables Retentor humedad  evita resecamiento pan y bollería Formación de films  disminuye Emulsionante y estabilizante de espumas  toppings, penetración de aceite en fritos helados SOLUBILIDAD EN ÉTERES IÓNICOS (CMC): CMC es soluble en agua caliente y fría. Se hidratan muy rápidamente. A > DS  mayor velocidad de disolución.
Al ser un polielectrolito aniónico, se ve afectado por presencia de cationes: Con cationes monovalentes forman sales solubles, pero se hidratan peor. Por ello es siempre aconsejable disolver primero la CMC y añadir posteriormente la sal.
Con cationes divalentes la viscosidad disminuye de forma apreciable y, a concentraciones altas de iones, la CMC puede llegar a precipitar.
Con cationes trivalentes pueden precipitar o gelificar (sales de aluminio).
Con cationes de metales pesados precipitan.
VISCOSIDAD EN ÉTERES IÓNICOS (CMC): La viscosidad depende de DP. Al ser un polielectrolito aniónico se ve afectado por el pH: pH 7 – 9  zona de mayor estabilidad pH < 5  disminuye ligeramente la viscosidad pH > 10  disminuye ligeramente la viscosidad pH 2 – 3  precipitación por insolubilización de la forma ácida USOS DE LOS ÉTERES IÓNICOS (CMC): Suspensor en aliños poco ácidos Retenedor de humedad  evita resecamiento en Formación de films  favorece el pelado de panadería frankfurts Estabilizante de emulsiones ...