Gigartina gigartinavarious Seaweed Gigarteuchcho Chondrus Crispus: kappa and lambda carrageenanas Eucheuma Species: kappa and iota carrageenans Gigartina Species: kappa and lambda carrageenan

Eucheuma cottonii

Gigartina radula is harvested in Chile and comprises a major resource for carrageenan production

Cultivation of Kappaphycus alvazerii (=Eucheuma cottonii) inVietnam

Kappa carragenanIota carragenan

LAMBDA : cadenas se separan fcilmente y no tienen tendencia a reasociarse debido a la orientacin de los grupos SO4 hacia el interior y exterior lo que genera repulsin electrosttica y separacin estrica y su estructura de espiral es poco regular.Es viscosante con comportamiento pseudoplstico.

IOTA y KAPPA se hidratan con calentamiento y durante el enfriamiento las molculas se acercan y unen. Sus grupos sulfatos estn en el exterior lo que permite que las secciones internas se acerquen y formen espirales dobles.

IOTA gel elastico, transparente, tixotrpico

KAPPA presencia de K+ por ser pequeo de tamao se incorpora en la red , neutraliza a los sulfatos y as las hlices se acercan unas con otras, forman agregados, el gel se endurece, encoge y expulsa agua que se traduce en sinresis y opacidad.

Soluble en agua caliente Iones de K, gel durable, rgido quebradizo, aumenta T de gelificacin y derretimiento,, con sinresisIones de Ca , hlices se agregan, gel se contrae.Forma geles ligeramente opacos que se aclaran con azcar.Compatible con solventes miscibles en agua e insoluble en casi todos los solventes orgnicosDosis 0,02 a 2%

Soluble en agua caliente , forma potsica en caliente y frio.Iones de Ca, gel durable, elstico, aumenta T de gelificacin y derretimiento, no se agregan y sin sinresis.Geles clarosGeles estables a la congelacin/descongelacin.insoluble en casi todos los solventes orgnicosDosis 0,2 a 2%

Parcialmente soluble en agua fra, soluble en caliente.No gelifica, las cadenas se distribuyen al azar. Forma soluciones pseudotrpicas con amplios rangos de viscosidades.Los cationes no lo afectan Estable frente a congelacin/descongelacin. Compatible con solventes miscibles en agua e insoluble en casi todos los solventes orgnicosDosis 0,1 a 1%KAPPA IOTA LAMBDA

MECANISMO DE GELIFICACIN

A temperaturas bajo su punto de fusin, est como cadenas libres en la solucin. Al enfriar se forman hlices dobles (Gel I) que luego al agregar cationes (K++ para Kappa y Ca++ para Iota), estos suprimen las fuertes repulsiones electrostticas entre las cadenas y permiten la formacin de una red tridimensional en que las reas de contacto del gel son las secciones de dobles hlices unidas a travs de los puentes formados por los iones entre las hlices (Gel II).

MICROSCOPIA ELECTRNICA (SEM)

K-Carragenan con Goma Locust en distintas formulaciones en KClGel de Kappa carragenanK-Carragenan +GL 8:1K-carragenan + GL 6,4:1Kcarragenan +GL 4,6:1

Reacciones con proteinas Depende del N y posicin del grupo sulfato. Formas aninicas forman un complejo estables carragenan-protenaProtenas con carga negativa Sobre el PI , el Ca ++ forma puentes entre los grupos carboxilos cargados negativamente con los grupos sulfato

Protena con un carga positivaBajo PI la protena tiene una carga neta positiva que forma uniones electrostticas en forma directa con las cargas negativas del carragenan formando una unin

REACCIN CON OTROS HC CON CARGAS ELECTRICAS

Por sus grupos cidos fuerte presenta una carga negativa en todo el rango de pH encontrado en los alimentos por lo que tiende a reaccionar con otras macromolculas cargadas por ej. Protenas creando con eso varias propiedades fsicas como aumento de la viscosidad, formacin de geles, estabilizacin o precipitacion.

Las interacciones con las protenas dependen del pH del sistema y del PI de la protena. Cuando se usa con gelatina a pH superiores al PI de la gelatina, aumenta la T de fusin del gel pero no afecta la textura

Qumicamente galactanos altamente sulfatados.

Por la presencia del grupo sulfato son polmeros fuertemente aninicos.

Debido a que es un polmero lineal, soluble en agua forma soluciones altamente viscosa. Tambin esto obedece a su naturaleza polielectroltica.

Los grupos sulfatados a lo largo de la cadena se repelen entre si por lo que se mantiene extendido.

Su naturaleza hidroflica le permite atrapar gran cantidad de agua. Esto y su extensin , le dan resistencia a fluir

En la forma de cido es inestable por lo que se comercializa como sales sdicas y potsicas o mezclas.

El catin y la conformacin del carragenan determinan sus propiedades fsicas

Algunas particularidades

Geles Termoreversibles, al enfriar

Residuos sulfatados en union 1-4 evitan formacin de doble hlice y afecta lafuerza de gel. Se trata con alcali

Kappa sufre de sinresis y retrogradacin y fora geles rigidos , otros HC (locust)se unen a a doble hlice y disminuyen su tendencia a agregarse.

Dependen de cationes para formar gel

Con leche todos forman geles (reaccin con casena)

La grasa afecta fuertemente en la leche la formacin de geles de Kappa y Iota. Se usan con leches dealta concentracin, en las de poca concentracin dispersa a la grasa y la separa

Carragenans son susceptibles a depolimerizacion por hidrlisis cida. A altas temperaturas y bajo pH rapidamente pierden su funcionalidad. Disminuye el efecto si est en estado de gel.

The acid hydrolysis takes place only when the carrageenan is dissolved, and the hydrolysis is accelerated as the processing temperature and/or the processing time is increased. However, when the carrageenan is in its gelled state the acid hydrolysis no longer takes place.COMPORTAMIENTO FRENTE AL Ph y acidez

StabilityKappaIotaLambdaAt the neutral and alkaline pHStableStableStableAt acid pHHydrolyzed in solution when heated. Stable in gelled form.Hydrolyzed in solution. Stable in gelled form.Hydrolyzed

VISCOSIDAD CARRAGENAN

Tipo de Carragenan

P.M. Aumenta a medida que aumenta el P.M. Ecuasin Mark-Houwink [h] = KMa h] is intrinsic viscosity, M is an average molecular weight (since carrageenans are polydisperse) and K ya are constantes.

Concentracin Aumento exponencial por mayor nteraccin entre cadenas (lineares con carga)

Temperatura Disminuye con el aumento de T en forma exponencial Reversible a pH 9, al enfriar Iota y Kappa gelan

Sales : La disminuyen porque reducen las cargas electrostticas de los grupos sulfatadosAlta concentracin de sales y baja T , gelan y aumenta la viscosidad aparente (K y Ca). A altas T el Ca disminuye la viscosidad

Viscosidad comercial 5 mPas - 800 mPas (1,5%,75C). Bajo 100 mPas Newtoniano

Dependiendo de los tipos de carragenina utilizados se pueden obtener productos de alta viscosidad y gran cuerpo, o gelificaciones dbiles o firmes con mnimos aportes de cuerpo, todo ello utillizando mnimas dosis para lograr el objetivo deseado, haciendo de las carrageninas una til herramienta cuando de textura se trataGeneralmente, las carrageninas comerciales son mezclas ms o menos enriquecidas de uno u otro de estos tipos de carragenina, y de acuerdo al proceso de produccin de la carragenina es que pueden ser de tipo semi-refinado o refinado. Entre ms refinadas sean, el gel que se obtenga a partir de esa carragenina ser ms transparente.

Dentro de las ventajas de las carrageninas estn el formar coloides espesos o geles en sistemas lcteos y/o acuosos a muy bajas concentraciones, adems de reaccionar sinergsticamente con otros hidrocoloides. Es explotada sobre todo su gran propiedad para formar diferentes texturas: firmes o elsticas, frgiles o fuertes, cristalinas o turbias. CARACTERISTICA S

En productos crnicos se utilizan para ayudar a dar textura en jamn, cecina, embutidos, mortadela, hamburguesas, pats y carnes procesadas, mientras que en bebidas pueden usarse para la clarificacin y refinacin de zumos, jugos, pulpas, cervezas, vinos y vinagres

En productos lcteos como estabilizantes de helados suspendiendo la cocoa en leche chocolatada, como gelificante en flanes , espesante en cremas de leche, y yogurt.

En panificacin tienen utilidad como espesante de coberturas y rellenos, y esta propiedad tambin es de utilidad en salsas y sopas. Asimismo, las carrageninas

Tienen aplicaciones industriales en pasta dentfrica, comida para mascotas, cosmticos y pinturas, entre otros

USOS

Use Function Product Approx. use level, % Frozen desserts: Ice cream, ice milk Whey prevention Control meltdown Kappa- 0.010-0.030 Pasteurized milk products: Chocolate, eggnog, fruit-flavored Suspension, bodying Kappa- 0.025-0.035 Fluid skim milk Bodying Kappa-, iota-, 0.025-0.035 Filled milk Emulsion stabilization bodying Kappa-, iota- 0.025-0.035 Creaming mixture for cottage cheese Cling Kappa- 0.020-0.035 Sterilized milk products: Chocolate, etc. Suspension, bodying Kappa- 0.010-0.035 Controlled calorie Suspension, bodying Kappa- 0.010-0.035 Evaporated Emulsion stabilization Kappa- 0.005-0.015 Infant formulations Fat and protein stabilization Kappa- 0.020-0.040 Milk gels: Cooked flans or custards Gelation Kappa-, Kappa- + iota- 0.20-0.30 Cold prepared custards (with added TSPP) Thickening, gelation Kappa-, iota- lambda- 0.20-0.50 Pudding and pie fillings (starch base) Dry mix cooked with milk Level search gelatinization Kappa- 0.10-0.20 Ready-to-eat Syneresis control, bodying Iota- 0.10-0.20 Whipped products: Whipped cream Stabilize overrun Lambda- 0.05-0.15 Aerosol whipped cream Stabilize overrun stabilize emulsion Kappa- 0.02-0.05 Cold prepared milks: Instant breakfast Suspension, bodying Lambda- 0.10-0.20 Shakes Suspension, bodying, stabilize overrun Lambda- 0.10-0.20 Acidified milks: Yogurt Bodying, fruit suspension Kappa- + locust bean gum

Table 3 Typical water applications of carrageenan

Use Function Carrageenan type Approx. use level, % Dessert gels Gelation Kappa- + iota- 0.5-1.0 Kappa- + iota- + locust bean gum Low-calorie Jellies Gelation Kappa- + iota- 0.5-1.0 Kappa- + galactomannans Pet-foods (canned) Fat stabilization, thickening, suspending gelation Kappa- + locust bean gum 0.2-1.0 Fish gels Gelation Kappa- + locust bean gum 0.5-1.0 Kappa- + iota Syrups Suspension, bodying Kappa- + lambda- 0.3-0.5 Fruit drink powders and frozen concentrates Bodying Sodium kappa-, lambda- 0.1-0.2 Pulping effects Potassium calcium kappa- 0.1-0.2 Relishes, pizza, barbecue sauces Bodying Kappa- 0.2-0.5 Imitation milk Bodying, fat stabilization Iota-, lambda- 0.03-0.06 Imitation coffee creams Emulsion stabilization Lambda- 0.1-0.2 Whipped toppings (artificial) Stabilize emulsion, overrun Kappa-, iota- 0.1-0.3 Puddings (nondairy) Emulsion stabilization Kappa- 0.1-0.3 Air-treatment gels Gelation Kappa- + iota- 2.0-3.5 Kappa- + galactomannans Toothpastes Binder Sodium kappa-, lambda-, iota- 0.8-1.2 Lotions Bodying, emollient Sodium kappa-, lambda-, iota- 0.2-1.0 Suspensions (industrial) Suspension Iota- 0.2-1.0 Dispersions Suspension, dispersion Hydrolyzed kappa-, lambda-, iota- 0.2-0.5 Water-based paints Suspension, flow control emulsion stabilization kappa-, + galactomannans, Iota- 0.15-0.5

PECTINASEstructuraCadenas largas y no ramificadas de cido D- poligalacturnico con uniones alfa 1-4con los grupos carboxilos parcialmente esterificados con alcohol metlico. El grado de metilacin (% de cidos galacturnicos en forma de steres metlicos) es variable y determina la aptitud tecnolgica de la pectina extrada.Presenta tambin ramas unidades de ramnosa unidas por uniones alfa 1-2 a las cuales se adosan otras de galactosa y arabinosaUbicacinEspacios entre clulas vegetales y unidas a CHO insolubles de la pared celular (Protopectina)ClasificacinHMAlto Metoxilo. DS sobre 50LMDbilmente metoxiladas. DS bajo 50.

CaractersticasLMDE entre 18-45%Fuerza de gel depende de la distribucin homognea de los metoxilos y del P.M.Requiere de Cationes de C+2(mg/gr Pectina) Enzimtico = 1-10 Amonio =15-30;Acido =30-60 .A medida que disminuye el DE se requiere de menos calcio pero siempre depende del mtodo de desesterificacinForma Geles en amplio rango de pH (2.5-6.2)HMDE 55-80%. A medida que disminuye el Deforman geles firmes a pH ms bajo. DE sobre 85% geles con slo azcar ; 70% o ms geles, pH 3- 3.4, T y azcar; 50-70% forma geles a pH 2,8-3,2 y bajas T .

De rpido asentamiento sobre 68% comienzan a formar geles a 85CDe lento asentamiento bajo 60% comienzan a formar geles a los 65CRequieren de pH entre 2-3.5 y 60-65% de azcar.

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