hidrocoloides ii
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Macromoléculas (polisacáridos y proteínas) que tienen la propiedad de absorber agua fácilmente, modifican la reología, y aumentan la viscosidad del líquidos.
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TECNO-FUNCIONALIDAD Primarias se generan en solución ◦ Viscosidad/espesante ◦ Gelificación
Secundarias ◦ Retener humedad (Aw) ◦ Reducción de sinéresis ◦ Estabilizante de emulsiones y espumas ◦ Adhesión ◦ Inhibidor de la cristalización ◦ Dispersión de partículas ◦ Clarificación ◦ Reducción de absorción de aceite ◦ Encapsulados ◦ Fibra dietética ◦ Sustitutos de grasa
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Según las características de las cadenas, su longitud, sus ramificaciones, la forma en que se agrupan las ramificaciones y si tienen cargas eléctricas o no, los hidrocoloides pueden ser: •Hidrocoloides solubles en frío: Alginato, Goma Guar, Goma Arábiga, Goma Xantana, Konjac... •Hidrocoloides solubles en caliente: Agar, Carragenato, Goma Garrofín, Pectinas..
Agar
Gelatina
Carragenina
Pectina
Xantana
Alginato
CMC
Guar
Arabiga
Almidón
Gelatina
Carragenina
Pectina
Xantana
Alginato
CMC
Guar
otros
Distribución sin considerar al almidón
Semi
sintéticos
Origen
microbiano
Naturales
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Funcionalidad
Y aplicaciones
Tamaño de
partícula
Solubilidad
Composición
química
7
8
Desarr
ollo d
e
textu
ra
Agente
lig
ante
Gelifi
cante
Form
a
película
s
hid
rofí
licas
Película
s
hid
rofó
bic
as
Espesante
Pla
sti
ficante
Em
uls
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ante
Encapsula
nte
Esta
biliz
ante
tu
rbid
ez
Aere
ante
Contr
ol d
e
cri
sta
lizació
n
Arábiga √ √ √ √ √ √ √ √
Tragacanto √ √ √ √ √ √ √ √
Karaya √ √ √ √ √
Ghatti √ √
Guar √ √ √ √ √
Algarrobo √ √ √ √ √
Carragenina Kappa
√ √
Carragenina lamba
√ √
√
√
Carragenina iota
√ √
Agar √ √
Xantana √ √ √
√ √ √
√
√
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Técnicas de dispersión
• Adición Directa: En el vórtex de agitación
• Pre-mezclado en Seco: Azucares Sales
• Aplicación de calor/ agitación vigorosa
Suspensiones coloidales
Solución verdadera
◦ Homogéneas forman una sola fase
◦ moléculas de bajo peso molecular <1nm
Solución coloidal
◦ Homogénea: fase dispersa y fase dispersante
◦ Polímeros y proteínas, 1-100 nm
◦ Soles, espumas, emulsiones
Dispersión gruesa
◦ Partículas > 100 nm, tienden a la sedimentación
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Partículas o micelas suspendidas visibles a simple vista
Constituidas por agrupación de átomos o moléculas de elevado peso
No pasan a través de filtros finos
Tienden a separarse del disolvente
Fase dispersa y dispersante
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Fase dispersante
Fase dispersa
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Fase dispersa Fase dispersante Ejemplo Sólido Líquido Suspensiones de almidón Sólido Gas Humo Líquido Sólido Jaleas, queso Líquido Líquido Emulsiones, mayonesa
Gas Líquido Espumas, crema batida
Sol: suspensión coloidal
líquida o sólida
Gel: estado semisólido
por la interacción de
partículas dispersas
Espuma: coloide
constituido por burbujas
de gas suspendidas en el
seno del líquido o sólido
Emulsión : dos líquidos
inmiscibles dispersos
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Micela carga
negativa
Contra-ion positivo Superficie del coloide (negativa)
Capa Stern
Capa difusa
Ion-analogo negativo
Potencial Z
Potencial superficial
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Estable
Estable
Inestable 0 mV
+30 mV
- 30 mV
Potencial Z
Conjunto de propiedades Reológicas y de estructura (geométricas y de superficie) de un producto perceptibles por los mecano-receptores, los receptores táctiles y en ciertos casos, por los visuales y los auditivos".
Líquidos viscosidad
Geles deformación / ruptura
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Absorben y retienen gran cantidad de agua
incrementan la viscosidad de sus soluciones
La viscosidad de polímeros aumenta con la concentración en el punto crítico C*
las moléculas pueden interaccionar
Xantano carboximetil celulosa Metil celulosa hidroxipropil celulosa Guar Algarrobo
Resistencia al movimiento relativo de las molécula. Medida indirecta de la fuerza de fricción entre las capas del fluido y entre la superficie y el fluido
Poise (p) = 1g/cm-s (Cp centipoise)
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Newtonianos ◦ viscosidad independiente del esfuerzo al corte
No-Newtonianos ◦ Flujo independiente del tiempo o Pseudoplásticos, la viscosidad disminuye al aumentar la
fuerza del corte (mostaza, salsa catsup) o Dilatante: la viscosidad aumenta al aumentar la fuerza de
corte o velocidad de deformación (suspensiones de almidón, manteca)
◦ Flujo dependiente del tiempo o Tixotropico: la viscosidad disminuye con el tiempo de
aplicación de la fuerza cortante y la velocidad de deformación, pero cuando la deformación cesa, la viscosidad aumenta hasta llegar a su estado original.
o Reopexia: La viscosidad aumenta con el tiempo.
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Fuerz
a c
ort
ante
Velocidad de deformación
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Tixotrópico Reopéctico
25
Fuerza de corte
visc
osid
ad
Moléculas con movimiento libre
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Fuerza de corte
LS- Meseta Newtoniana
HS- Meseta Newtoniana
zona pseudoplástica
Peso molecular, volumen concentración interacción inter-molécular medio ambiente
◦ pH ◦ Temperatura ◦ presencia de iones divalentes Ca2+
Viscosímetro rotacional Brookfield
Reómetro Cono-plato
Viscosímetro capilar
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Gelatina
agar carragenina
pectina gelana
MC y HPC
xantano algarrobo Alginato
Estado de dispersión formado por: ◦ una red ordenada de moléculas enlazadas en una
red tridimensional. ◦ fase continua líquida atrapada dentro de la red ◦ la firmeza del gel depende de:
tipo y concentración del hidrocoloide sales pH Temperatura Sinéresis: compactación y pérdida de agua
Retrogradación: precipitación del gel.
Geles reversibles y no reversibles
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Textura de geles producidos por varios hidrocoloides
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Texturómetro (Fuerza de gel)
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-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30tiempo
fue
rza
(N
)
70-90% compresión 1a compresión retorno espera 2a compresión
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-10
-5
0
5
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15
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25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30tiempo
fue
rza
(N
)
fracturabilidad
dureza
A3
A1
A2
1a compresión retorno espera 2a compresión
Cohesividad = A2
A1
Adhesividad = A3
Elasticidad = L2 L1
FACTORES A CONSIDERAR PARA LA
FORMACIÓN DE GELES
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Particulado (malla 40-80) ◦ Requieren mayor tiempo de hidratación no forman
grumos
Polvo fino (malla 120-200) ◦ Hidratación rápida pero tienden a formar grumos
recomendable empleo de homogenizador 15,000 rpm y dilución
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Solubles a temperatura ambiente (alginato)
Solubles solo al aplicar tratamiento térmico ◦ Alta temperatura en presencia de ácido puede
ocasionar pérdida de funcionalidad
◦ Agar: disolución a 85°C y gelifica a 40°C
◦ Carragenina: disolución a 85°C y gelifica a baja temperatura (4°C/ 24h)
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Calcio promueve la formación de geles ◦ Calidad del agua o adicionar secuestradores
◦ vigilar orden de adición, o sustituir CaCl2 por una sal menos soluble (tripolifosfatos)
Alginato
Carragenina
Pectina
Gelana
Sodio puede inhibir la funcionalidad de CMC
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Combinación de hidrocoloides
Costo
Volumen
Efecto aditivo en viscosidad o resistencia del gel ◦ Xantana con carragenina, guar y locus
◦ Konjac con carragenina y guar
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Categoría hidrocoloide Otros ingredientes
Pura (98-100%) Una ----
Mezcla funcional o premezcla o estandarizada
Una sales/ azucares (10-15%) - facilitar disolución - mejorar funcionalidad - Textura especifica
Mezcla sinérgica Dos o tres 50/50 xantana/guar 75/25 guar/xantana 75/27 xantana/guar
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Mezcla de aplicación mezclas para aplicaciones
específicas
Dos o más Sales, azucares, mono y diacilglicéridos u otros
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