ADITIVOS ALIEMNTARIOS

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Indice

COLORANTES ... 21 Clasificación de los colorantes ... 22

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12Aditivos alimentarios Colorantes naturales ... 22 Colorantes sintéticos ... 22 E-100 Curcumina ... 23 E-101 Riboflavina ... 24 E-102 Tartracina ... 25

E-104 Amarillo de quinoleína ... 25

E-l 10 Amarillo ocaso FCF-Amarillo sunset ... 26

E-120 Carmín Cochinilla ... 27

E-122 Azorrubina ... 28

E-123 Amaranto ... 29

E-124 Punceau 4R ... 30

E-l27 Eritrosina ... 30

E-128 Rojo 2G ... 31

E-129 Rojo allura AC ... 32

E-l31 Azul Patente V ... 33

E-132 Indigotina ... 34

E-133 Azul BrillantFCF ... 34

E-140/141 Clorofilas y clorofilinas ... 35

E-150 Caramelo ... 37

E-l53 Carbón vegetal ... 38

E-160a Caroteno ... 39

E-l60b Bixina/Norbixina ... 40

E-160c Capsantina/Capsorrubina ... 41

E-160d Licopeno ... 41

E-161 Xantofilas ... 42

E-162 Rojo remolacha ... 43

E-163 Antocianinas ... 44

E-170 Carbonato de calcio ... 45

E-171 Bióxido de titanio ... 46

E-172 Óxidos e Hidróxidos de hierro ... 47

E-173 Aluminio ... 47

E-174 Plata ... 48

E-175 Oro ... 48

Elección del colorante a aplicar ... 48

Tendencias actuales ... 49

CONSERVANTES ... 53

Influencia de factores del sustrato sobre la actividad de las sustancias conservadoras 54 Influencia del pH ... 54

Influencia del coeficiente de reparto ... 56

Influencia de la actividad de agua ... 57

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Influencia de las sustancias contenidas en el alimento ... 57

Conservantes en la industria alimentaria ... 58

E-200/203 Ácido sórbico y sorbatos ... 58

E-210/213 Ácido benzoico y benzoatos ... 60

E-214/219 Ésteres del ácido p-hidroxibenzoico ... 62

E-220/228 Anhidrido sulfuroso y sulfitos ... 63

E-230 Difenilos ... 66

E-233 Tiabendazol ... 66

E-234 Nisina ... 67

E-235 Natamicina-Pimaricina ... 68

E-239 Hexametilentetramina ... 68

E-249/252 Nitritos y nitratos ... 69

E-260/263 Ácido acético y acetatos ... 72

E-280/283 Ácido propiónico y propionatos ... 73

E-284 Ácido bórico ... 74

ANTIOXIDANTES ... 79

Tipos de deterioros de las grasas ... 80

Hidrólisis química o enzimàtica ... 80

Autoxidación ... 80

Reversión ... 80

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14Aditivos alimentarios Indice ₁₃ Autoxidación ... 81 Iniciación o inducción ... 81 Propagación... 81 Finalización ... ₈₂

Determinación de la estabilidad de una grasa ... 83

Método bomba de oxígeno... 83

Indice de peróxidos ... 83

Active Oxigen Method (AOM) ... 83

Método Rancimat ... 84

* Acidos dienoicos conjugados ... 84

Indice de Anisidina ... 84

Compuestos polares ... 84

Indice de yodo ... 84

Mecanismo de actuación de los antioxidantes fenólicos 85 Descripción de los antioxidantes más utilizados ... 86

E-300 Acido ascòrbico ... 86

E-304Í) Palmitato de ascorbilo ... 87

E-306/309 Tocoferoles... 87

E-310/312 Galatos de alquilo... 89

E-315 Acido eritórbico ... 90

E-316 Eritorbato de sodio ... 90

E-320 Butil hidroxianisol (BHA)... 91

E-321 Butil hidroxitoluol (BHT) ... 92

Ter-butilhidroquinona (TBHQ) ... 93

E-221/228 Sulfitos ... 93

Sustancias sinérgicas de antioxidantes ... 94

E-330 Acido cítrico ... 94

E-452 Polifosfatos ... 94

E-385 Etilen-diamino-tetracetato de calcio y disodio (EDTA) ... 94

Mezclas de antioxidantes y sinérgicos ... 94

Elección del antioxidante ... 96

REGULADORES DEL pH ... 10 1 Doble funcionalidad de los reguladores del pH ... 10 1 E-260 Acido acético ... 10

1 E-270 Acido láctico ... 10

2 E-296 Ácido màlico ... 10

3 E-297 Ácido fumárico... 10

4 E-330 Ácido cítrico ... 10

4 E-334 Ácido tartárico ... 10

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15Aditivos alimentarios

E-338/341 Fosfatos; E-450/452 iv) Difosfatos y pirofosfatos 106

E-575 Glucono delta lactona (GDL) ... 109

E-385 Etilen diamino tetracetato de calcio y disodio (EDTA) ... 111

HIDROCOLOIDES ... 115

Conceptos de textura ... 115

Conceptos reológicos ... 116

Importancia de la estructura molecular ... 119

Macromoléculas de estructura lineal ... 119

Macromoléculas muy ramificadas o globulares ... 119

Macromoléculas de estructura lineal o sustituida ... 120

Gelificación ... 120

Diferentes uniones intermoleculares ... 121

Solubilidad de los Hidrocoloides ... 121

Agentes texturizantes en la industria alimentaria ... 122

E-400 Alginatos ... 122

E-405 Alginato de propilenglicol (PGA) ... 126

E-406 Agar ... 127

E-407 Carragenatos ... 128

E-407a Alga Euchema procesada ... 131

E-410GomaGarrofui ... 133

E-412 Goma Guar ... 133

E-413 Goma Tragacanto ... 134

E-414 Goma Arábiga ... 135

E-415 Goma Xantana ti g 11 .t g A.t J.t t ,> t > 11 y t rtt.tf.nttf t t t i t g i t i t t i t t f t i i i t i t t t m t t t t n i n i n t i . . . 136

E-416 Goma Karaya ... 137

E-417 Goma Tara ... 138

E-418 Goma Gellan ... 139

E-425 Konjac o Harina de Konjac ... 140

E-440 Pectinas ... 141

E-460 Celulosa ... 144

E-460Í) Celulosa microcristalina (MCC) ... 145

E-461 Metilcelulosa ... 145

E-463 Hidroxipropil celulosa ... 146

E-464 Hidroxipropil metil celulosa ... 147

E-466 Carboximetilcelulosa (CMC) ... 147 Hidrocoloides no aditivos ... 148 Curdlan ... 149 Gelatina ... 149 Almidón ... 152 índice

15

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16 A di ti vos alimentarios

Aplicación de los diferentes tipos de hidrocoloides ... 156

Espesar ... 156

Gelificar termorreversiblemente ... 156

Gelificar poco o nada termorreversiblemente ... 157

Estabilizantes ... 157

EMULSIONANTES ... 161

Dispersiones alimentarias ... 162

Formación de emulsiones ... 163

Estabilidad de las emulsiones ... 164

Agregación y coalescencia ... 164

Sedimetación y afloramiento ... 165

Floculación ... 165

Inversión de fases ... 166

Propiedades funcionales de los emulsionantes ... 166

Formación de película alrededor de las gotitas dispersas ... 166

Disminución de la tensión interfasal ... 166

Impartir cargas eléctricas ... 166

Determinación de la capacidad emulsionante ... 167

Cálculo del valor de HLB según Griffin ... 167

Método empírico de cálculo del valor de HLB ... 168

Estado físico de los emulsionantes ... 169

Mesofase lamelar ... 170

Mesofase hexagonal I ... 170

Mesofase hexagonal II ... 170

Mesofase cúbica ... 171

Otras funciones de los emulsionantes ... 172

Modificación de la masa pan aria ... 172

Estabilización de espuma y control de aireación ... 172

Control de cristalización de la grasa ... 173

Control de viscosidad 173 Efecto instantaneizador ... 173

Efecto lubricante ... 173

Formaciónn de películas tipo films ... 173

Emulsionantes sintéticos ... 174

E-471 Mono y diglicéridos de los ácidos grasos ... 174

E-472 Esteres de mono y diglicéridos de ácidos grasos con ácidos orgánicos 175 E-472a Esteres acéticos de los mono y diglicéridos de ácidos grasos ... 175 E-472b Esteres lácticos de los mono y diglicéridos de ácidos grasos ...

176

472c Ésteres cítricos de los mono y diglicéridos de ácidos grasos .... 177 E-472e Esteres monoacetil y diacetil tartáricos de los mono y diglicé-

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ridos de ácidos grasos ... 178

E-473 Sucroésteres de ácidos grasos ... 178

E-474 Sucroglicéridos ... 179

E-475 Esteres poliglicéridos de ácidos grasos ... 179

E-476 Polirricinoleato de poliglicerol ... 180

E-477 Esteres de propilenglicol de ácidos grasos ... 181

E-481/482 Estearoil-2-lactilato ... 182

E-491/495 Ésteres de sorbitán ... 182

E-432/436 Ésteres de sorbitán polioxietilenados ... 183

Emulsionantes naturales ... 184

E-322 Lecitina ... 184

E-442 Fosfátidos de amonio (Lectina YN) ... 186

Estabilizantes de emulsiones ... 186

EDULCORANTES ... 189

Sacarosa ... 190

Clasificación de los edulcorantes ... 191

Polioles: Edulcorantes y agentes de carga ... 191

Ventajas respecto al azúcar ... 192

E-420 Soibitol ... 193 E-421 Manitol ... 194 E-953 Isomaltosa ... 194 E-965 Maltitol ... 195 E-966 Lactitol ... 196 E-967 Xilitol ... 197 E-1200 Polidextrosa ... 198 Eritritol ... 199

Almidones hidrolizados hidrogenados (AHH) ... 200

Oligofructosa ... 200 Edulcorantes intensos ... 201 E-950 Acesulfame-K ... 202 E-951 Aspartame ... 202 E-952 Ciclamato ... 204 E-954 Sacarina ... 204 E-957 Taumatina ... 205 E-959 Neohesperidina-dihidrochalcona ... 205

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Reguladores del pH

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La GDL provoca una lenta bajada del pH del medio, de manera que se va solubilizando lentamente la sal de calcio e irá reaccionando con el alginato, dando un gel de buena textura.

Este método se utiliza para la obtención de reestructurados en las industrias de precocinados.

• Conservas: Por su propia acción de disminución del pH y sinèrgico con ácidos benzoico, sórbico o propiónico ya que sus formas activas son las no disociadas, que aumentan en pH ácido.

E-385 ETILEN DIAMINO TETRACETATO DE CALCIO Y DISODIO (EDTA)

Es la sal del ácido etilendiamintetracético, más soluble en agua que el ácido. Usos principales:

• Regulador del pH: Se puede obtener diferente pH del medio según se emplee:

- Sal de calcio y sodio: polvo higroscópico de ligero sabor salino, muy

soluble en agua. Sus soluciones al 10% provocan un pH e ntre 6,5-7,5. C_l0H|2O_KN₂Na2Ca • 2H₂0/p.m: 410,30.

- Sal disódica: polvo blanco cristalino muy soluble en agua y cuyas

soluciones al 10% ofrecen un pH de 4,3 a 4,7. C₁₀H₁₄O_iiN2Na2 • 2H₂0/p.m: 372,24.

• Agente quelante o secuestrante: Alta afinidad por iones metálicos de hierro, plomo, cobre y zinc, lo que hace que se utilice como sinèrgico de antioxidantes.

Tiene la ventaja de carecer de sabor propio por lo que, al contrario que al resto de ácidos orgánicos, se le utiliza en aquellos a limentos en los que se requiere su función secuestrante sin impartir sabor.

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Hidrocoloides

El nombre de hidrocoloides engloba a sustancias naturales poliméricas solubles o dispersables en agua. Por esa razón se les puede considerar como fibras solubles. Aunque en este grupo también se incluye a los almidones y algunas proteínas, como la gelatina, generalmente el término hidrocoloide se aplica a sustancias de composición polisacárida. De forma coloquial se les denomina con el nombre de “gomas”.

Este grupo de sustancias, de origen tan diverso, tiene una gran importancia tecnológica en la industria de los alimentos debido a sus propiedades funcionales.

Como característica principal y común se puede destacar que son moléculas altamente hidrofílicas que actúan sobre el agua que se encuentra libre en el medio donde se aplican, llegando a reducir su movilidad y aumentando así la viscosidad. En este sentido la estructura del polímer o (lineal o ramificado, su grado de ramificación, etc.) es de gran importancia ya que de ella depende la capacidad de retención de agua (volumen de agua que pueden llegar a incorporar) y, por tanto, las características Teológicas y de textura que impartirá al producto acabado.

Aunque gelatina y almidones no son aditivos, sino ingredientes, los incluimos en este capítulo por su comportamiento como hidrocoloides.

CONCEPTO DE TEXTURA

La textura es un concepto que se conoce como algo intuitivo o empírico. Se puede decir que es un concepto puramente sensorial. Su percepción depende principalmente de la deformación del alimento al aplicarle una pre -sión y/o de determinadas propiedades estructurales estimadas por el tacto o por la vista. Sin embargo, la mejor valoración de la textura se efectúa por medio de las sensaciones experimentadas en la boca, por lo que los procesos de masticación y deglución adquieren un valor muy importante.

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16Aditivos alimentarios

Distintos alimentos tienen consistencias y texturas diferentes. No hay dos estabilizantes, espesantes ni gelificantes exactamente iguales y, en general, cada uno será más eficaz en una aplicación concreta que otro. Por ejemplo la gelatina produce una textura elástica y suave mientras que el agar la produce más dura y frágil.

Las condiciones de los procesos a que se someten los alimentos y las características que se espera de los hidrocoloides son muy variables. Por ejemplo algunos productos requieren una gelificacion en caliente mientras que otros la precisan en frío.

Los hidrocoloides interaccionan con otros componentes alimentarios mejorando su aptitud para determinadas aplicaciones. Los carragenatos reac -cionan especialmente con las proteínas de la leche. En los productos lácteos ácidos, la pectina y la carboximetilcelulosa estabilizan las proteínas de la leche durante la pasteurización.

En general, una mezcla de estabilizantes suele ser más eficaz que cual -quiera de ellos por separado.

La textura está estrechamente ligada a las características Teológicas del alimento.

CONCEPTOS REOLOGICOS

Existen dos motivos tecnológicos principales por los que interesa conocer las características Teológicas de los hidrocoloides:

• Para conocer las condiciones de aplicación: la mayoría de hidrocoloides se

adicionan en disoluciones o dispersiones, por lo que las propiedades de fluidez, viscosidad, etc. del flujo definirán las condiciones de manipulación previa, de incorporación y comportamiento durante todo el proceso de elaboración del mismo.

• Para conocer las características que conferirá al producto acabado: Cuando

encontramos un hidrocoloide como ingrediente de un alimento, la textura final de éste vendrá condicionada por las características estruc -turales que el hidrocoloide aporte.

La viscosidad se define como la resistencia interna que presentan los líquidos a fluir cuando se les aplica un esfuerzo cortante o fuerza de cizalla. Representa la fricción entre las diversas capas que impide que fluyan libre -mente.

Dependiendo cómo evolucione la viscosidad de un fluido al aplicarle una fuerza se les clasifica como:

• Fluidos newtonianos: la fuerza de cizalla (T) es proporcional a la veloci

-dad de cizalla (D). La viscosi-dad (p) es independiente de la veloci-dad (agua, leche, etc.).

(99)

Hidrocoloides 117

• Fluidos no-newtonianos: la viscosidad depende de la fuerza de cizalla - miento.

La relación no es lineal como en el caso anterior. Dentro de este grupo encontramos:

- Dilatantes: se caracteriza porque la viscosidad aparente aumenta con la tasa de corte debido a un incremento en el volumen del material (algunas mieles, soluciones de almidón y dispersiones con alto conte

-nido en sólidos). - P s e u d o

plásticos: la viscosidad aparente disminuye al aumentar la tasa de corte, es

el caso de algunas soluciones de

hidrocoloides (proteínas y gomas).

En estos dos casos la variación de viscosidad debida al incremento de la fuerza de cizalla finaliza al dejar de ejercer dicha fuerza, volviendo al estado inicial. Pero si con los mismos condicionantes necesitan de un cierto tiempo para volver al estado inicial se habla de:

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118 Aditivos alimentarios

Reopécticos: aumento de la viscosidad aparente, no sólo como fun ción del esfuerzo cortante, sino también como función del tiempo (soluciones concentradas de almidones y de otros sólidos, como en el c aso de algunas sopas).

N (newtoniano)

D

Tixotrópicos: disminución de la viscosidad aparente, no sólo como función del esfuerzo cortante, sino también como funció n del tiempo (soluciones concentradas de gomas, cremas y emulsiones con alto contenido de sólidos).

N (newtoniano)

En resumen, los fluidos pueden ser:

R (reopéctico) Bucle de histéresis R (reopéctico) (newtoniano) D T (tixotrópico) {Reopécticos Tixotrópicos

(101)

* Newtonianos * Sin histéresis i Dilatantes „ Con histéresis No newtonianos k * Sin histéresis Pseudoplásticos » Con histéresis k Fluidos J Reopécticos [Tixotrópicos

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vado, pero que por tener tendencia a enrollarse sobre sí mismas, ocupan un volumen muy pequeño en la disolución. Por esta razón, apenas intervienen en la modificación de las características Teológicas y provocan un aumento de la viscosidad muy pequeño.

Si la concentración del hidrocoloide es suficientemente alta, pueden for -mar un gel, gracias a las buenas propiedades de adhesión al entrar en colisión. Como las moléculas no encajan suficientemente bien, no tienden a formar aglomerados que tiendan a la precipitación, como les pasa a las moléculas lineales.

MACROMOLÉCULAS DE ESTRUCTURA LINEAL SUBSTITUIDA

Moléculas formadas por una cadena lineal principal, de la que se desprenden ramificaciones cortas y de manera alterna. De esta manera, la molécula reúne zonas lisas y zonas ramificadas, que le confieren características de comportamiento de ambas estructuras.

Forma disoluciones muy viscosas, como lo hacen los polímeros lineales; pero sus disoluciones son estables y no forman precipitados. Tienen la capacidad, de una manera general, de formar geles fuertes y flexibles.

GELIFICACION

Se define como gel a la formación de masas semisólidas que engloban agua dentro de una red o malla tridimensional formada por el establecimiento de puentes de unión entre moléculas en las zonas denominadas de cristalini- dad. El número de uniones que se establezcan y su rigidez son los factores responsables de la dureza del gel y de su posible reversibilidad.

Las zonas de unión se dan por acoplamientos de diferente s moléculas y se ven favorecidas por una configuración espacial similar.

Se puede considerar que la gelificación se produce en dos tiempos: un primer tiempo de solubilización de las moléculas, generalmente en caliente, y un segundo tiempo donde se establecen las uniones entre las moléculas ya

V> <U'> ,

*>

— -7^2

Situación molecular de soluciones en reposo Situación molecular de soluciones en movimiento

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solubi- lizadas. Este segundo proceso de formación de enlaces intermoleculares suele

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dad, superficie específica, presencia de impurezas u otras sustancias más o menos solubles como modificadores de esta propiedad.

Las condiciones que dificultan la solubilidad son aquellas que favorecen la unión de las macromoléculas. Es el caso de las sust ancias de configuración lineal, con gran cantidad de zonas regulares, sin ramificaciones, sin sustituyen- tes ionizados... ya que tienen tendencia a amontonarse formando zonas pseu- docristalinas que se estabilizan con puentes de hidrógeno e impiden la entrada de las moléculas de agua.

La necesidad de solubilizar las moléculas del hidrocoloide obliga a que la dispersión asegure que cada partícula se encuentre separada en la disolución para evitar la formación de grumos que luego no se dispersarán.

Para conseguir esta individualización se puede recurrir a:

• Mezclar el hidrocoloide añadiéndolo de forma lenta y con fuerte agita -ción.

• Haciendo una premezcla con otros ingredientes pulverulentos solubles.

• Dispersando el hidrocoloide previamente en una disolución con agua poco disponible y, por tanto, con poca capacidad de hidratación. Por ejemplo un jarabe de azúcar.

• Utilizando una granulometría alta, partículas de 100 a 500 mieras.

Una vez se ha conseguido esta perfecta dispersión las moléculas se han de hidratar, lo cual se realizará a partir de las zonas del hidrocoloide menos organizadas. Estas zonas hidratadas disminuyen la fuerza de las restantes uniones intermoleculares y facilitan su posterior hidratación. En esta secuencia se obtiene un estado transitorio de gel, formado por las partículas más o menos hinchadas, según las fuerzas de cohesión que se ejerzan entre las macromoléculas.

Llegado este punto, si las uniones intermoleculares son relativamente débiles. una elevación de temperatura o una agitación mecánica conseguirá que las moléculas del hidrocoloide se dispersen totalmente en la solución. Si las fuerzas de cohesión son muy elevadas, caso del alginato o pectinato cálcico, únicamente se conseguirá una dispersión de partículas h inchadas.

AGENTES TEXTURIZANTES EN LA INDUSTRIA

ALIMENTARIA

E-400 ALGINATOS E- 400 Ácido algínico. E- 401 Alginato sódico. E- 402 Alginato potásico. E- 403 Alginato amónico. E- 404 Alginato cálcico.

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Hidrocoloides 123 E- 405 Alginato de propilenglicol.

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Se obtienen de las algas pardas. Estas algas contienen mezclas de sales del ácido algínico, componente básico en la producción de alginatos.

Los alginatos consisten en una secuencia de ácidos gulurónico (G) y manu- rónico (M). Así se conocen tanto alginatos de alto-M como de alto-G dependiendo de la relación cuantitativa entre los dos ácidos que forman la molécula de alginato. En general se encuentra:

• Alginatos de alto-M: las cadenas son lineales, y tienen la función de ayu

-dar a -dar conformación tridimensional aguantando a las cadenas G. Por esta razón dan lugar a un tipo de gel dúctil, flexible, elástico y con poca sinéresis.

• Alginatos de alto-G\ las cadenas tienen una estructura en zig-zag y

per-miten una unión más fácil del calcio dándose la forma conocida como “caja de huevos” que proporciona un gel consistente, rígido ,

quebradizo y con sinéresis.

Unión a -1,4 del ácido L-gulurónico (estructura en zig-zag)

Estructura química del alginato sódico (Sal sódica de los ácidos $-D-manurónico y a-L-gulurónico)

COONa COONa

El comportamiento del alginato depende, entre otras cosas, de la relación M/G y del peso molecular final, ya que condiciona las características de tex tura finales en el producto.

Con la aplicación de alginatos se puede conseguir una textura de gel o un aumento de la viscosidad. Como espesantes tienen un comportamiento pseudo- plástico, y bajo los efectos de un tratamiento térmico fuerte pierden una parte de su viscosidad. En este estado son poco sensibles a los efectos mecánicos y presentan buen comportamiento a los ciclos de congelación -descongelación, pudiendo presentar una pequeño incremento de la viscosidad con presencia de calcio en el medio.

Las características del gel formado con alginato pueden variar mucho según la aplicación que se desee.

Unión P-1,4 del ácido D-Manurónico (estructura lineal)

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Los alginatos varían su solubilidad según su estructura y condiciones del medio:

• El ácido algínico y las sales divalentes o trivalentes son insolubles. El alginato calcico se puede llegar a disolver en medio alcalino.

• Alginato sódico, potásico, amónico y de propilenglicol son solubles y pueden actuar como espesantes tixotrópicos y pseudoplásticos en ausencia de iones calcio en el medio, dando lugar a la formación de una pasta. En el caso de que existan iones calcio formarán g eles. La velocidad de unión entre el alginato y el calcio se puede modular con ayuda de un secuestrante.

• Los alginatos son normalmente solubles en los sistemas acuosos que tengan un nivel de pH cercano al neutro y tienden a la precipitación a valores de pH ácidos.

• Para una correcta disolución del alginato, se aconseja dispersar mezclándolo con otros ingredientes en polvo y aplicando una fuerza de cizalla, procurando no incorporar aire. Existen alginatos de sodio de más fácil dispersión.

• Son solubles tanto en frío como en caliente.

Una de las características distintivas de los alginatos es su capacidad para formar geles en presencia de iones divalentes y polivalentes, siendo el calcio el más importante.

Un ión calcio presenta dos cargas positivas (Ca2+) capaces de combinar dos grupos funcionales COO” libres de la molécula de alginato. Estos iones calcio forman puentes uniendo dos cadenas de alginato alto -G, creando la estructura “caja de huevos”. Si el número de iones calcio es pequeño la red de alginato sólo produce soluciones viscosas, pero a medida que aumenta el número de iones la solución se convierte gradualmente en un gel.

También pueden darse uniones entre iones calcio y grupos hidroxilo (OH), pero estas uniones son secundarias.

La gelificación tiene lugar bajo condiciones controladas en presencia de iones divalentes, a excepción del magnesio, dando lugar a geles no reversibles a la rotura ni al calentamiento y que no dan fenómenos importantes de sinéresis (expulsión del agua, inicialmente retenida, por una reorganización interna de las moléculas).

Debido a la rápida gelificación de los alginatos, a menudo se usan secuestrantes (fosfatos principalmente) para controlar el proceso de gelificación y solubilidad, ya que interesa una reacción lenta para la formación de películas y geles homogéneos.

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Hidrocoloides 127

La formación de geles de alginato es compleja ya que intervienen distintos componentes. Por ello interesa conocer la relació n entre alginato, secuestrante y sal cálcica:

• Alginato: a más proporción de alginato en el producto, el gel será más fírme pero puede dar lugar a texturas extrañas. Si es de alta viscosidad se aumenta la fuerza del gel y se reduce la tendencia a la siné resis. Hay que tener en cuenta la proporción M/G para conocer el comportamiento final del gel.

• Sal cálcica: condiciona sensiblemente la consistencia y textura del gel que se forma, de manera que, cuando el calcio es abundante en el medio, el gel será fuerte pero granuloso y, si es bajo, el gel será más débil o únicamente se conseguirá un aumento de la viscosidad sin llegar a la formación del gel. Si la proporción del calcio es estequiométrica con el alginato, se obtiene un gel con tendencia a la sinéresis.

• Secuestrante: si se aumenta su concentración en el medio a gelifícar, retarda la formación del gel. Por el contrario, si se disminuye la fuente de secuestrante, interaccionarán rápidamente el calcio y el alginato del medio dificultando la óptima solubilización del alginato.

Los geles de alginato retrogradan cuando se almacenan a temperatura ambiente, lo que no ocurre cuando actúan como espesantes.

La actividad o comportamiento del alginato se ve afectada en general por los siguientes factores:

• Temperatura: a temperatura alta no gelifican porque las cadenas tienen exceso de energía y no se alinean para formar un gel.

La viscosidad es inversamente proporcional al incremento de tempera -tura. De tal manera que si se aumenta la temperatura 5o C la viscosidad baja alrededeor de un 12%. Si a este aumento de temperatura se le suma un aumento del pH y del tiempo se consigue una despolimerización de la molécula, con lo cual baja la viscosidad. Disminuyendo la temperatura se aumenta la viscosidad. Tra s un proceso de congelación/descongelación se mantiene la viscosidad inicial.

• pH: a pH ácido aumenta la viscosidad y, dependiendo de la cantidad de iones calcio disponibles, puede llegar a gelifícar a pH 5. La bajada de pH aumenta la eficacia del alginato ya que se precisa menos calcio

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libre en el medio para lograr funcionalidad. A pH entre 3 y 3,5 el alginato es insoluble y precipita en forma de ácido algínico.

Un pH alcalino, superior a 10, provoca una bajada de viscosidad debido a una despolimerización por rotura del enlace beta.

• Presencia de proteínas: a pH ácido y temperatura suave los alginatos pueden desnaturalizar las proteínas.

• Azúcares: niveles altos de azúcares solubles disminuyen la fuerza del gel.

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alcance una temperatura entre 60 y 97° C. Esta es una de las ventajas que ofrece el agar, la de formar geles fuertes con un gran bucle de histéresis, es decir, una gran diferencia entre la temperatura de gelificación y la d e fusión que permite trabajar con la disolución en forma líquida en un amplio margen de temperatura.

La dureza del gel de agar se ve alterada en presencia de ácidos. La adi -ción de ácidos concentrados sumado al efecto de la temperatura, hidroliza total o parcialmente la molécula de agar, perdiendo su capacidad gelifica - dora, que sólo puede ser recuperada, en parte, neutralizando el medio con una base.

Los geles formados son resistentes, térmicamente reversibles, elásticos, transparentes, presentan sinéresis (que puede disminuir si se aumenta la con-centración) y mantienen su viscosidad estable entre pH 4,5 -9. La máxima proporción de inflación de Agar es a pH 8-9 y suele inflarse menos en un medio ácido que en un medio alcalino.

La concentración necesaria de agar para formar un gel es muy baja, alrededor de 0,04% ya es suficiente para una mínima gelificación que proporciona una acción protectora, prevención de difusión y propiedades de aumento de textura del alimento.

En la industria alimentaria se aprovecha su funcionalidad como emulsio-nante, dispersante, espesante, gelificante y como estabilizante. Se puede aplicar conjuntamente con la goma garrofín, goma guar o con la gelatina para aprovechar el sinergismo existente entre ellas.

E-407 CARRAGENATOS

El carragenato es un hidrocoloide con propiedades gelificantes extremadamente marcadas. Se obtiene a partir de las algas rojas.

Los carragenatos son polímeros de galactosa más o menos sulfatados. Su solubilidad aumenta cuanto más sulfatados están. Las mol éculas que compo-nen los carragenatos son básicamente dos:

• D-galactosa.

• 3,6-anhidro-D-galactosa (AG).

Las algas rojas producen, a grandes rasgos, tres tipos diferentes de carrage nato: kappa, iota y lambda. La mayoría de productos comerciales de carrage

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nato consisten en una mezcla de los tres, aunque normalmente predomina uno de los tipos y se vende como tal.

Kappa I carragenato

Contenido entre el 24%-25% de éster sulfato y 34%-36% de 3,6 AG.

Forma geles Firmes y quebradizos en agua y leche. Presenta alta sinéresis. Tiene buena capacidad de retención de agua. Soluble en caliente a partir de 80- 85° C, a menos temperatura la solubilización no es total.

Kappa II carragenato

Su contenido varía entre 24%-26% de éster sulfato y entre 32%-34% de 3,6 AG. Forma geles firmes y elástico en agua y leche. Presenta algo de sinéresis y muy alta reactividad con leche. Solubilidad en el mismo rango de temperatura que el anterior.

Iota carragenato

En este caso se encuentra un contenido entre 30% -32% de éster sulfato y 28%-32% de 3,6 AG. Forma geles elásticos en agua y leche con baja sinéresis. Buena estabilidad a ciclos de congelació n-descongelación. Soluble en caliente sobre los 55° C.

Lambda carragenato

El contenido de éster sulfato aumenta hasta una proporción del 35% y casi no se encuentra 3,6 AG, por esta razón no gelifica y debido a su alto grado de sulfatación es el tipo de carragenato más soluble en agua y leche fría, dando alta viscosidad al medio.

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Hidrocoloides 131

• Las sales de sodio o potasio de polifosfatos o citratos, ayudan a la solubilidad de los carragenatos en frío y caliente, disminuyendo su viscosidad debido a que secuestran los iones divalentes.

• En medios ácidos se pueden presentar fenómenos de

despolimerización, que serán más importantes cuanto mayor sea el efecto de la temperatura y tiempo.

• La textura de los geles puede variarse haciendo mezclas entre los

diferentes tipos de carragenatos. Los geles formados son

termorreversibles.

• La estabilidad de los carragenatos a los tratamiento mecánicos es muy diferente, siendo el menos sensible el tipo lambda y el más sensible el tipo kappa.

Los carragenatos del tipo Kappa e Iota, pueden encontrar sinergismos en las siguientes condiciones de aplicación:

• Kappa carragenatos I/II y Goma garrofín: Dan lugar a un gel más duro y elástico y una disminución de la sinéresis, a pesar de que la goma garrofín no gelifica por sí sola.

• Kappa carragenatos I/II y Harina Konjac: Dan lugar a un gel más duro y elástico y una disminución de la sinéresis.

• Iota carragenato y almidón: se observa un aumento de la viscosidad de hasta 10 veces comparado con un sistema donde el almidón actúe por sí solo.

En general en la industria suelen emplearse con las siguientes finalidades:

• Agente espesante y texturizante: dando una amplia gama de texturas diferentes que van desde conferir “cuerpo” a distintos niveles, hasta llegar a un estado sólido obteniéndose unos geles que pueden combinar los siguientes atributos; elásticos, cohesivos, fi rmes, quebradizos, etc.

• Captador y retentor de humedad: permite retener el agua natural del producto cuando es sometido a procesamientos que requieren calor.

• Estabilización de emulsiones y espumas: gracias a su propiedad espesante que retarda la coalescencia de las gotas de la fase dispersa (aceite o aire).

• Efecto matriz: se consigue a bajas concentraciones que da lugar a la formación de un gel tridimensional imperceptible que permite suspender sólidos sin impartir mucha viscosidad. Este efecto, que se ve favorecido por la reactividad del carragenato con la caseína, se utiliza principalmente en los batidos de chocolate para suspender el cacao.

Los productos de la industria alimentaria donde se puede encontrar el carragenato son: postres tipo gelatina, zumos de fruta, mermeladas, carnes procesadas, postres de geles en leche, como el flan, suspensión y estabilización para preparados con leche (cacaos solubles, batidos...),

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Hidrocoloides 132

emulsiones lácteas, productos lácteos fermentados, etc. E-407a ALGA EUCHEMA PROCESADA

Este hidrocoloide es también un carragenato obtenido de las algas rojas. También se le conoce como PES (Processed Euchema Seaweed).

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Hidrocoloides 133

influya en el aspecto visual del producto donde se vaya a aplicar uno u otro carragenato.

E-410 GOMA DE GARROFÍN

Se obtiene de la semilla del algarrobo, árbol que crece en países mediterráneos.

La goma de garrotín es un galactomano formado por una cadena simple de manosa con unidades de galactosa en proporción 4:1. Las moléculas se agrupan en bloques alternando zonas lisas y zonas ramificadas, las zonas lisas se asocian en agregados pseudocristalinos que dificultan su hidratación. Se solubiliza totalmente a 80° C. Básicamente actúa como espesante, con un comportamiento pseudoplàstico, aumentando la viscosidad de sistemas acuosos o lácticos. Tiene buena resistencia a tratamientos a altas temperaturas y, al enfriarse, su viscosidad depende de la temperatura. Es poco sensible a los efectos mecánicos y tiene buena resistencia a los ciclos de congelación-descongelación. Mantiene su estabilidad aplicada en productos que se almacenan a temperatura ambiente.

Es sinèrgica con el k-carragenato y con la goma xantana, dando geles elásticos y cohesionados.

La goma de garrotín se aplica en una amplia gama de sistemas en alimentación como estabilizante o agente espesante y en algunos sistemas gelificados como modificador de textura.

E-412 GOMA GUAR

Procede del endosperma de las semillas de guar, planta que crece principalmente en India y Pakistán, perteneciente a la familia de las leguminosas.

La goma guar es un galactomano que consiste en una cadena de mañosa ramificada con unidades de galactosa en proporción 2:1. Estas

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ramificaciones permiten la separación de las cadenas pri ncipales y, por consiguiente, su hidra- tación. Como consecuencia de su elevada afinidad con el agua, la goma de guar proporciona una altísima viscosidad en sistemas acuosos o lácticos, incluso en dosis bajas, presentando un comportamiento pseudoplástico.

La goma guar se usa principalmente como agente espesante con viscosidad en función de la temperatura. Puede usarse en una amplia gama de productos, ya que permanece estable en un rango de pH entre 3 -11. Presenta la ventaja de ser soluble en frío. Al calent arse, si los tratamientos térmicos son fuertes, pierde en parte su viscosidad. Es poco sensible a los efectos mecánicos y tiene buena resistencia a los ciclos de congelación -descongelación. Presenta muy buena estabilidad cuando los productos se almacenan a temperatura ambiente.

Existe un sinergismo entre la goma guar y la goma xantana. También puede encontrarse compatibilidad junto con almidones, proteínas, goma ará -biga, agar, alginato, carragenato, goma karaya, goma de garrofí n, pectinas, metilcelulosa y carboximetilcelulosa.

La aplicación más habitual en alimentos se encuentra en: queso fresco, queso fundido, helados, salsas, aderezos, bebidas, productos de panadería y pastelería.

E-413 GOMA TRAGACANTO

Se obtiene de algunas especies de matorral (Astragalus). La goma

traga-canto está compuesta por una mezcla de polisacáridos:

• Acido tragacántico: componente insoluble en agua que confiere a la goma la capacidad de hincharse en medio acuoso.

• Arabinogalactano: polímero soluble en agua que proporciona solubilidad al compuesto.

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La goma tragacanto es, de todos los hidrocoloides, el que imparte mayor viscosidad dando soluciones coloidales las cuales tienen una textura simila r a un gel débil.

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Hidrocoloides 136

La goma tragacanto, es soluble en agua fría y es estable al calor y a valores bajos de pH (por debajo de pH=2). Es eficiente añadida en procesos de emulsión, potenciando la mezcla e integración. En condimentos como ketchup, la goma tragacanto funciona como un emulsionante estabilizador y espesante en la fase acuosa. Suele utilizarse en aliños y salsas porque imparte una textura cremosa. Los “milk-shakes” hechos con goma tragacanto pueden tener niveles más bajos de grasa sin sacrificar la viscosidad. También se utiliza en helados para dar cuerpo y textura, conferir cremosidad, espesar y estabilizar.

E-414 GOMA ARÁBIGA O GOMA ACACIA

La estructura química de la goma arábiga corresponde a un heteropolisacá- rido ramificado, formado por una cadena lineal de moléculas de D-galactosa unidas por enlaces [3 (1,4) y (3 (1,6). Esta cadena central presenta ramificaciones de diversos monosacáridos entre los que podemos destacar: D-galactosa, L-arabi- nosa, L-ramnosa y ácido glucurónico que se unen mediante enlaces (3 (1,3).

DGlCpA i * R -*-3>D-Ga£ 1 ♦ 6

3>D-G af'f'1 - lyb-G a£fl 6

1 R—*-3>D-Gaf< 6

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4

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E-414 Goma arábiga, estructura esquematizada (Fuente: PURDUE UNIVERSITY West Lafayette. IN 47907 WA)

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La goma acacia tiene la característica de ser muy soluble en agua alrededor de 1 g/2 mi. Su viscosidad es máxima a pH 6,7 y tiende a aumentar en presencia de electrolitos y por efecto de la temperatura. Por otro lado, pierde estabilidad en medio muy ácido ya que se hidroliza.

Como espesante tiene un rendimiento inferior al resto de hidrocoloide s ya que se ha de aplicar una concentración muy alta de goma arábiga para conseguir viscosidades similares al resto de hidrocoloides.

En industria alimentaria tiene aplicación tecnológica para encapsulación de aromas, emulsiones, retarda la cristalización del azúcar en confitería, estabiliza espumas, aporte de fibra soluble, etc.

E-415 GOMA XANTANA

Se obtiene de una polimerización por fermentación de la dextrosa por la bacteria Xanthomonas campestris.

Es un heteropolisacárido en cuya molécula se han podido identificar: D- glucosa, que constituye la cadena principal, y moléculas de D -manosa y D-glu- curónico. Las ramificaciones de la molécula de xantana y las características aniónicas debidas a los radicales ácido favorecen la separación de las cadenas y su hidratación, consiguiendo la solubilización total de la macromolécula.

V II

ChLOCCH

Estructura molecular del E-415 Goma xantana

La xantana es soluble en agua y leche en frío, teniendo un efecto espesante de características no tixotrópicas y alta pseudoplasticidad (fluidifica al aplicarle una fuerza de cizalla a causa de un progresivo

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alineamiento de las moléculas rígidas). Esto quiere decir que, tras una deformación cizallante intensa, la

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karaya no se disuelve, pero absorbe agua y se hincha produciendo una solución coloidal. El tipo de dispersión obtenida depende del ta maño de partícula de la goma que se utilice.

Las dispersiones ofrecen gran viscosidad cuando se preparan con agua fría. Aunque hirviendo la dispersión se aumenta la solubilidad, también se pierde progresivamente la viscosidad. De una manera similar, la vis cosidad se ve reducida por la adición de ciertos electrolitos o por valores extremos de pH (valores de pH alcalinos se forma un mucílago irreversible).

La forma seca, en polvo, de la goma karaya pierde algo de capacidad de proporcionar viscosidad en solución si se ha mantenido a altas temperaturas y humedad.

La goma karaya tiene gran variedad de aplicaciones.. Como estabilizante en diferentes productos tipo merengue o aireados. Debido a su capacidad de ligar agua, la goma karaya se utiliza a bajas dosis en productos tipo granizados para prevenir la formación de grandes cristales de hielo. También se utiliza en productos cárnicos mejorando la textura en boca.

E-417 GOMA TARA

La goma tara es un hidrocoloide derivado del endospermo de la semilla de Tara (Cesalpinia spinosum, algarrobo de Suramérica). Al igual que la goma de

garrofín y la goma de guar, es un galactomano que consiste en una cadena principal de mañosa con cadenas laterales de galactosa en propo rción 3:1. Aunque se disuelve bastante bien en agua fría su máxima hidratación se obtiene en caliente.

Su comportamiento es más similar a la goma de garrofín que a la de guar, impartiendo viscosidad al medio donde se a plique: aparte de otras funciones como la de evitar la formación de cristales de hielo durante la congelación y mantener buena resistencia al choque térmico. Carece de reactividad con las proteínas lácteas.

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por la goma gellan pueden compararse con el carragenato, debido al gel frágil y quebradizo que forma y porque los dos requieren cationes mono o divalentes para gelificar. También tiene puntos en común con el gel formado por el agar ya que presenta diferencias de temperatura en el punto de gelificación/fusión (histéresis).

La goma gellan puede utilizarse en combinación con otros hidrocoloides como: goma xantana, alginato, goma guar, carboximetilcelulosa, gelatina, carragenatos, agar, pectinas o almidones modificados.

E-425 KONJAC O HARINA DE KONJAC

Se extrae del tubérculo de la planta Amorphophallus konjac. Contiene

alre-dedor de 60-80% de konjac que se puede obtener por molturación vía seca o bien por molturación vía húmeda. Su uso es originario de Asia, principalmente Japón y China.

El konjac contiene glucomanano de alto peso molecular que consta de mañosa y glucosa en proporción 3:2. La cadena principal es lineal y tiene asociados, de una forma aleatoria, grupos acetilados con una frecuencia de aproximadamente 1 por cada 19 unidades de glucosa/ mañosa y que son los responsables de favorecer la solubilidad en agua.

Tradicionalmente las soluciones de konjac se llevaban a ebullición en presencia de una base débil para producir geles estables térmicamente. La función de la base es la de romper los grupos acetilos, reduciendo así la solubilidad en agua y permitiendo la formación de una red tridimensional de puentes de hidrógeno. El gel formado ofrece una considerable estabilidad a la temperatura (frío y calor) y a las variaciones de p H.

Las soluciones de harina de konjac son pseudoplásticas, sin mostrar

síntomas de tixotropía.

acetilo

El Konjac tiene las siguientes

aplicaciones:

• Aumentar ¡a viscosidad de sistemas

acuosos: Cuando el konjac se

mezcla con agua, las moléculas

que lo componen absorben

parte del agua del medio y se

hinchan. Como consecuencia,

aumenta la viscosidad de

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Hidrocoloides 143

medio. La capacidad de hidratación depende principalmente de la temperatura y del tiempo.

• Formación de geles estables térmicamente: En general, los geles formados por

moléculas de polisacáridos pierden su estructura de red al aumentar la temperatura. Por el contrario, los geles formados por konjac aumentan su fuerza con la temperatura y son estables a ciclos de calor. Hay que tener en cuenta que para formar geles con konjac es necesario añadir una base débil, como carbonato de potasio, para que permita la unión entre las moléculas tras la desacetilación.

• Formación de película: El konjac ofrece buenas características de

resisten-cia y cohesividad, con estabilidad a la temperatura y al pH. Las propiedades mecánicas del film formado pueden modificarse si se usa un humectante como la glicerina. Aumentando el porcentaje de humectante se pierde fuerza y resistencia de la película, pero se aumenta la adherencia.

El konjac presenta sinergias con múltiples sustancias. Entre ellas se encuentran:

• Konja-Kappa carragenato: El konjac interacciona fuertemente con el kappa

carragenato formando un gel elástico termorreversible.

El kappa carragenato tiene una sinergia mayor con konjac que con otros hidrocoloides, como la goma garrofín, y puede usarse como sustituto total o parcial en aquellos productos donde se haya utilizado mezclas de kappa carragenato-goma garrofín, ya que los geles que se obtendrán tendrán las mismas propiedades de textura, sinéresis, etc. pero con un contenido de sólidos totales inferior.

• Konjac-Goma xantana: Estas dos sustancias interaccionan formando un gel

con unas propiedades viscoelásticas únicas. El gel que se forma aguanta una gran presión sin quebrantarse, y el gel vuelve a recuperar su forma inicial. Las necesidades de penetración para romper el gel dependen de la proporción de konjac-xantana.

• Konjac-Almidones: El konjac interacciona funcionalmente con muchos

almidones para conseguir un considerable incremento de la viscosidad que se mantiene durante la cocción y el enfriamiento. También se consigue un aumento de la fuerza de los geles de konjac.

Teniendo en cuenta todas las características y sinergismos de la harina konjac, se puede encontrar aplicada en alimentos tan diversos como: preparados cárnicos, productos de pasta, productos de bajo contenido en grasa sin perder sus cualidades organolépticas, etc.

E-440 PECTINAS

La pectina es un polisacárido natural y uno de los constituyentes mayorita rios de las paredes de las células vegetales. Se obtiene a partir de los subproductos de la industrialización de los cítricos y las manzanas.