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| Lista
de Alimentos con efectos espesantes y gelificantes |
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Pectinas
Los subproductos de la industria de zumos de frutas, bagazo de
manzanas y albedos de cítricos (limón, limón
verde, naranja, toronja) constituyen básicamente las fuentes
industriales de pectinas.
Las manzanas utilizadas provienen del norte y centro de Europa;
y las cáscaras de cítricos de California, Brasil,
Argentina, México, el sur de Europa y África.
La pectina, de la palabra griega “Pekos” (denso, espeso,
coagulado), es una sustancia mucilaginosa de las plantas superiores.
Esta sustancia se asocia con la celulosa y le otorga a la pared
celular la habilidad de absorber grandes cantidades de agua. La
celulosa tiene un importante rol en la estructura ya que le da
rigidez a las células, mientras que la pectina contribuye
a su textura. Durante largo tiempo, el ama de casa ha utilizado
la pectina contenida en las frutas “in situ” para
“espesar” jaleas. Su extracción industrial
se inició recién a principios del siglo XX.
Se trata de poliósidos compuestos, esencialmente, por cadenas
de ácidos galacturónico unidos en a (1-4). La función
ácido está más o menos esterificada con el
metanol. Las moléculas de ramnosa (metilpentosa) se intercalan
en la cadena poligalacturónica por enlaces a (1-2) y (1-4)
produciendo una irregularidad en la estructura de la cadena. Esta
cadena lleva, igualmente, ramificaciones laterales más
o menos largas (arabanas, galactanas) unidas a nivel de las funciones
alcohol secundario. El parámetro químico más
importante es el grado de esterificación (M.), es decir,
el número de funciones carboxilo esterificadas por 100
grupos galacturónicos; esto permite distinguir dos grupos
de pectinas:
• pectinas fuertemente metiladas (H.M. > 55 %);
• pectinas débilmente metiladas (L.M. < 45 %).
Los procedimientos de fabricación se basan en una hidrólisis,
separación y recuperación. Se hidroliza la protopectina
en medio ácido diluido, en caliente, removiendo así,
no solo la pectina, sino también, otros productos tales
como polisacáridos neutros y gomas. A continuación,
las materias insolubles se separan por prensado y filtración.
El extracto péctico transparente se precipita en alcohol.
Luego se purifica el coagulo fibroso obtenido por lavados sucesivos
con solución hidroalcohólica. La pectina fibrosa
se prensa, se seca bajo vacío, se muele y luego se criba.
El grado de esterificación final, depende de la temperatura,
del pH y de la duración del tratamiento ácido. Se
puede obtener por lo tanto, pectinas fuertemente metiladas o pectinas
débilmente metiladas. Las pectinas débilmente metiladas
y las modificadas químicamente (pectinas amidadas), se
pueden obtener igualmente por un tratamiento amoniacal que conduce
a una desesterificación y a una amidación en la
función ácida. Estas pectinas amidadas se emplean
en tecnología alimentaria, si su grado de amidación
es inferior al 25%.
El producto comercial puede adquirirse mezclado con azúcares
para regular el poder gelificante. Se presenta como un polvo blanco
amarillento, ligeramente grisáceo o ligeramente pardo.
La pectina amidada puede ser mezclada con soluciones tampón
de sales de calidad alimentaria para mantener el pH y las características
de sedimentación deseables.
Efectos espesantes, gelificantes y estabilizantes con hidrocoloides
¿Por qué nos gustan tanto los helados? Será
por sus distintos sabores, su frescura y su textura única?
Pero cómo se logra esa textura suave, cremosa y aterciopelada,
que se funde en la boca dando esa sensación tan agradable?
Este informe, les develará cuál es el papel que
juegan los agentes espesantes y gelificantes utilizados por los
elaboradores, para alcanzar estas características tan preciadas.
Comenzamos definiéndolos. Los espesantes y gelificantes
alimentarios, a veces, llamados gomas hidrosolubles o hidrocoloides,
son macromoléculas que se disuelven o dispersan fácilmente
en el agua para producir un aumento muy grande de la viscosidad
y en ciertos casos, un efecto gelificante.
Según su origen, se distinguen:
• Las gomas de origen vegetal, esencialmente de naturaleza
glucídica;
• Las gomas de origen animal de naturaleza proteica (caseínatos
y gelatina).
He aquí la descripción de los principales agentes
espesantes y gelificantes, exceptuando los almidones y la caseína,
de los cuales hablaremos en otra ocasión.
Veamos cuales son estos agentes:
Origen Tipo
Extractos de algas alginatos
carragenina
agar-agar
furcelaranas
Extractos de semillas goma guar
garrofín
Exudados de plantas goma arábiga
goma tragacanto
goma karaya
Extractos de subproductos vegetales pectinas
Exudados de microorganismos goma xantan
Derivados de la celulosa Metil celulosa
Carboximetilcelulosa
Animal gelatina
Alginatos
Los alginatos son extractos de algas pardas de la clase Phaeophycaeae.
Las principales especies usadas industrialmente son de las familias
Fucáceas, Laminariáceas , Alariáceas y Lessoniáceas.
Se encuentran a lo largo de las costas rocosas del Atlántico
Norte, principalmente en los Estados Unidos, Gran Bretaña,
Francia y Noruega.
El uso de las algas pardas se conoce desde épocas antiguas;
los chinos y los romanos las usaban en preparaciones medicinales
y cosméticas. Su producción industrial se inició
en los Estados Unidos alrededor del año 1930. Al principio,
los alginatos eran usados para la elaboración de alimentos
enlatados destinados al consumo en altamar.
Se trata de macromoléculas lineales constituidas por dos
tipos de monómeros unidos en (1-4): el ácido b-D
manurónico y el ácido a-L gulurónico. Estas
macromoléculas tienen un peso molecular comprendido entre
20.000 y 200.000. La relación ponderal manurónico
/ gulurónico, así como el reparto de motivos a lo
largo de la cadena, varían de un extracto a otro, y determinan
las propiedades del polímero, especialmente su gelificación.
Esto depende principalmente de la especie de alga, y en menor
grado de la madurez del alga y del área de cosecha.
Los procedimientos de preparación están basados
en las propiedades de solubilidad de los alginatos, según
su estado iónico y su poder complejante con el calcio.
Un tratamiento preliminar de las algas con un ácido, permite
eliminar los iones calcio unidos al alginato. La solubilización
de las rnacromoléculas se obtiene a continuación
al neutralizar con una base (generalmente NaOH) formando una sal
alcalina. El alginato se precipita por reacidificación,
bajo la forma de ácido algínico o por la adición
de cloruro cálcico, bajo forma de alginato cálcico.
En algunos casos el calcio se elimina por un nuevo tratamiento
ácido.
Materia
prima Algas pardas
Desmineralización Sistema de lixiviación en ácido
Extracción Molido / Digestión en presencia
de álcali
Clarificación / Filtración
Coagulación Precipitación con ácido
Lavado y Prensado
Obtención del alginato Neutralización. Agregado
de: Carbonato de calcio, potasio o amonio
Secado
Molido
Producto final Estandarización por mezclado
Control
El
producto terminado presenta características de filamentos
en fino o grueso, o de polvo incoloro o ligeramente amarillo,
de sabor y olor característicos. Los alginatos se comercializan
en forma de sales sódicas, de sodio de potasio, de amonio
y de calcio. Más raramente se comercializa en forma de
ácido algínico. Los alginatos pueden servir de base
para la preparación de alginato de propilenglicol por esterificación
del ácido algínico. Este derivado se emplea también
a nivel alimentario.
Carrageninas
Se extraen de algas rojas de la familia Rhodophycaeae, de los
géneros Chrondus, Gigartina, Euchema, Hypnea e Iridaea.
Su recolección manual se hace durante la marea baja entre
la primavera y el otoño. Provienen de las costas de diversos
países como Francia, Chile, Brasil, Senegal, Indonesia,
Las Filipinas, Marruecos, Argentina y Perú.
Familia y géneros botánicos de las algas rojas
Los residentes del condado de Carraghen en la costa sur de Irlanda
usaban el “ musgo irlandés” en los alimentos
y medicinas hace más de 600 años. Estas algas marinas
eran usadas debido a su propiedad única de gelificar la
leche. Al mismo tiempo, estas algas eran también recolectadas
a lo largo de las costas de Francia, en particular en Brittany.
El liquen blanqueado era utilizado para preparar un gel de leche
conocido como “blanc-mange”, cuya traducción
sería “comida blanca”. Este alimento se obtenía
enfriando la leche en la cual se habían cocido las algas.
Simultáneamente en los Estados Unidos se preparaba un alimento
similar. Sin embargo, no fue hasta la Segunda Guerra Mundial,
en que se inició la producción industrial de algunas
especies.
Las carrageninas, o carragenanos, son polímeros sulfatados
de unidades de galactosa, unidos alternativamente a-(1-3) y b-(1-4).
Según el grado de sulfatación y la posición
de los carbonos sustituidos por los ésteressulfatos,
se distinguen diferentes fracciones cuyas principales son la kappa
(k), la iota (i) y la lambda-(l)carragenina. Cada especie está
caracterizada por una composición diferente en sus diversas
fracciones, y las carrageninas comerciales son mezclas más
o menos enriquecidas de una u otra de estas tres fracciones.
El proceso de extracción para su producción industrial
se basa en dos propiedades de la carragenina: su solubilidad en
agua caliente y su insolubilidad en solventes orgánicos
polares. En primer lugar, las algas se lavan y se trituran bajo
condiciones alcalinas para promover la extracción total
del polisacárido. Luego, el extracto acuoso caliente filtrado
en presencia de tierra de diatomeas, se pasa a través de
un cedazo bajo presión. Así se obtiene un jarabe
transparente que contiene carragenina en solución. A continuación,
se la precipita con alcohol en forma de fibras, permaneciendo
las impurezas en solución. Se prensa el coagulo, se lo
lava y seca por evaporación bajo presión. Finalmente,
se lo muele hasta obtener un polvo fino o granulado insípido
e inodoro, de color blanco a beige. Este proceso permite alcanzar
un producto de alta pureza.
Materia
prima
Extracción
Purificación
Coagulación
Carragenina molida
Producto final
Los productos comerciales se diluyen frecuentemente con azúcares
para fines de normalización y se mezclan con sal de uso
alimenticio necesario para conseguir características de
gelificación y espesamiento.
Agar
y furcelarana
El agar (agarosa) también es extraído de las algas
rojas de la familia Rhodophycaeae, de las especies gelidium, pterocladia
y graciaria. Las zonas de recolección de estas algas son
las costas de Japón, México y la costa oeste del
Atlántico. Su estructura química es muy parecida
a la de la carragenina. El dímero está constituido
de un residuo de galactosa unido en (1-3) y de un residuo 6-anhidro-L-galactosa
unido en (1-4).
El agar sin moler se presenta en haces de tiras delgadas, membranosas
y aglutinadas, o en fragmentos escamosos o granulados. Presenta
varios colores: anaranjado ligeramente amarillento, o gris amarillento,
o amarillo pálido o incoloro. Es resistente cuando está
húmedo y quebradizo al estado seco. El agar en polvo es
blanco a blanco amarillento o amarillo pálido.
La furcelarana se extrae de otras algas rojas Furcellariafastigiata
que se encuentra en las costas de Dinamarca y Canadá. Tiene
una estructura química comparable a las carrageninas con
un contenido de azufre algo más bajo a kappa-carragenina.
Todas las macromoléculas tienen un peso molecular elevado,
entre l05 y 106. Este peso molecular depende del origen botánico
y del proceso utilizado en la extracción.
Los métodos de fabricación se basan en la solubilización
de estas gomas en agua a 100°C durante varias horas, a veces,
en medio alcalino. Para el agar, su recuperación se
logra a partir de la solución filtrada por congelación,
que produce una separación de fases. Por otro lado, la
furcelarana se precipita en presencia de cloruro potásico.
Goma
guar y garrofín
La goma guar proviene de una planta que ha sido cultivada durante
siglos en la India y Pakistán. También se cultiva
actualmente en los Estados Unidos.
Se extrae del endosperma de la semilla de Cyamopsis tetragonolobus,
una planta anual que pertenece a la familia de las leguminosas.
Las semillas de la planta guar tienen un diámetro de 4
a 5 mm. Son dicotiledóneas, es decir, el albumen consiste
de dos endospermas y es éste la fuente de goma.
A diferencia, el garrofín se extrae del endosperma de la
semilla del algarrobo, Ceretonia Siliqua, árbol del litoral
del Mediterráneo. El fruto del algarrobo es una vaina de
20 cm de largo y de 2 a 4 cm de ancho.
Cada vaina contiene semillas ovoides de 8 a 9 mm de largo. Estas
semillas contienen la reserva de energía que proveerá
la goma espesante.
Muchas semillas de leguminosas contienen galactomananos de estructuras
relacionadas, pero solo la goma guar y la goma de algarrobo se
han usado extensamente. La goma de algarrobo y sus propiedades
espesantes datan de épocas antiguas, ya que los egipcios
usaban una pasta de esta goma como adhesivo en las vendas de las
momias. Sin embargo, el desarrollo de su extracción industrial
comenzó a principios del siglo XX. En la década
del 40, se introdujo el uso de la goma guar, debido a una escasez
de semillas de algarrobo; y recién en 1950 estuvo disponible
comercialmente.
Estas gomas son galactomananos formados por encadenamiento
lineal de b-D manosa unidas en (1-4) con ramificaciones constituidas
por una sola unidad de a-D galactosa unida en a (1-6). El garrofín
tiene como promedio una unidad de galactosa por cuatro manosas
y esta relación es de 1 a 2 en la goma guar. Courtois y
Le Dizet (1970) han establecido que la galactosa está repetida
irregularmente en la larga cadena de manana, definiendo por lo
tanto, zonas “lisas” de zonas “ramificadas”
y de zonas intermedias. Esta irregularidad de estructura
permite explicar las diferencias de propiedades entre estas dos
sustancias (especialmente la solubilidad).
La fabricación de estas gomas es extremadamente sencilla,
puesto que se reduce a un tratamiento mecánico. Separación
de envolturas, eliminación del germen y molienda, hasta
reducirlas a harina, que contiene 95 % de galactomananos. Y son
comercializados en esta forma. Algunos fabricantes producen también
gomas de gran pureza. La semilla se solubiliza en agua caliente
y las partículas insolubles se separan por filtración
con tierra de diatomeas. La solución transparente obtenida
se precipita con alcohol isopropil, se lava y se prensa para remover
el alcohol residual. Como última etapa, se seca, se muele
y tamiza. En el mercado se encuentran diferentes tipos de harina
guar con variable poder espesante.
Inclusive, la goma guar se puede adquirir en forma de polvo blanco
a blanco amarillento casi inodoro. Es dispersable en agua fría
o caliente y su valor de pH de dispersiones acuosas varía
entre 5,4 y 6,4. El garrofín se presenta en polvo blanco
ligeramente amarillento que gelifica fácilmente en agua
caliente.
Goma
xantan
Numerosos poliósidos se pueden sintetizar por microorganismos
y en particular por bacterias. Actualmente, sólo la goma
xantan y los dextranos se producen industrialmente; aunque sólo
la goma xantan está autorizada para usos alimentarios.
Este poliósido está constituido por una cadena lineal
de b-D glucosa unida en (1-4), que lleva en su mitad una ramificación
lateral con dos residuos de glucosa. Las cadenas laterales son
de triolósidos constituidos por a-D ramnosa, ácido
glucurónico y a-D ramnosa como terminal.
La goma Xantan es un metabolito secundario producido por la fermentación
industrial del Xanthomonas campestris sobre sustrato glucídico.
El medio de cultivo contiene además una fuente de nitrógeno
y otros elementos esenciales para su actividad biológica.
La fermentación inicial se lleva a cabo en diferentes tubos.
Así se obtiene el inóculo para iniciar el proceso
de fermentación industrial en batch. Se monitorea el pH
(entre 6,0 y 7,5), la temperatura (de 18°C a 31°C), el
nivel de aireación y la presencia de espuma. Una vez finalizada
la fermentación, se esteriliza el caldo para prevenir la
contaminación con otras bacterias. Se vacía el fermentador,
se limpia y se vuelve a esterilizar para una nueva fermentación.
Como la goma xantan es insoluble en solventes orgánicos,
se la recupera por precipitación en medio alcohólico
seguida de desecación y trituración, hasta obtener
el tamaño de partícula deseado. El polvo obtenido
debe almacenarse en contenedores herméticos que impidan
su contacto con el aire y la humedad.
Gelatina
La gelatina es una proteína, es decir, un polímero
compuesto por aminoácidos. Esta proteína carece
de los principales aminoácidos como vaina, tirosina y triptofano,
y por lo tanto no tiene valor como alimento. Como los polisacáridos,
el grado de polimerización, la naturaleza de los monómeros
y la secuencia en la cadena proteica determinan sus propiedades
generales.
En el animal, la gelatina no existe como componente, se la obtiene
por hidrólisis parcial del colágeno, su precursor
insoluble. En el colágeno, la unidad básica esta
formada por tres cadenas de polipéptidos, enrolladas en
forma de hélice y estabilizadas por uniones intramoleculares.
Esto hace que el colágeno exhiba propiedades mecánicas
únicas y forme la estructura del tejido conectivo, piel
y huesos de los animales.
La conversión del colágeno insoluble a la gelatina
soluble constituye la transformación esencial de su elaboración
industrial. El proceso puede llevar a diferentes gelatinas dependiendo
de las rupturas en las uniones intramoleculares. La materia prima
requerida para su producción se obtiene de las curtiembres
y mataderos.
Se realizan diferentes pretratamientos:
• Los cueros son tratados con sales para su preservación.
• Las pieles se congelan para su almacenamiento y transporte.
• Los huesos de ganado vacuno, se desgrasan y se trituran
antes de su transporte y procesamiento.
• Todos los días se recogen huesos frescos que deben
ser procesados dentro de las 24 hs del sacrificio del animal.
Los huesos se tratan con una solución ácida para
extraer los minerales (fosfato de calcio) sin afectar los contenidos
orgánicos. Después de un lavado, este producto llamado
“oseína”, se vuelve flexible. Los fosfatos
se separan por precipitación con cal. La oseína
y las pieles se procesan con ácidos para su hidrólisis
a temperatura ambiente por un tiempo relativamente corto. Por
otra parte, los cueros y la oseína se ponen en contacto
con una solución de cal durante 5 a 10 semanas a temperatura
ambiente. Luego se ajusta al pH requerido para la extracción
de gelatina propiamente dicha.
La extracción es un proceso discontinuo, en batch, obteniendo
un licor del 6 al 10 % de gelatina. Luego se filtra y concentra
en forma continua en un evaporador al vacío. La solución
se esteriliza a 145°C (293°F) y se enfría rápidamente
para gelificar la solución. Este gel es extrudado en forma
de granos y secado con aire filtrado y aséptico. Finalmente,
se muelen los granos hasta obtener el tamaño de partícula
necesario. Deben almacenarse en condiciones adecuadas, ya que
son fácilmente alterables en solución o humedecidos.
Se pueden adquirir también, en forma de hojas o láminas.
Estas láminas son rectangulares, amorfas, delgadas, flexibles,
de fractura neta, transparentes o ligeramente amarillentas, inodoras
y con sabor especial muy débil.
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