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jose-serrano-catorce
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Macromolculas (polisacridos y protenas) que tienen lapropiedad de absorber agua fcilmente, modifican su reologa,aumentando la viscosidad del lquido
Espesantes o gelificantes ( soluciones coloidales de alta viscosidad)
Estabilizantes (baja concentracin)
Retardar: Cristalizacin de azucares Cristalizacin del agua Sedimentacin gravitacional de partculas en suspensin Floculacin, coagulacin o coalescencia de fracciones dispersas Desagregacin de agregados Descremado Prdida de pequeas molculas o iones (liberacin controlada de
colorantes, saborizantes) Sinresis en geles Formacin de pelculas
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3Segn las caractersticas de las cadenas, su longitud, sus ramificaciones, la forma en que se agrupan las ramificaciones y si tienen cargas elctricas o no, los hidrocoloides pueden ser:
Hidrocoloides solubles en fro:
Alginato, Goma Guar, Goma Arbiga, Goma Xantana, Konjac...
Hidrocoloides solubles en caliente:
Agar, Carragenato, Goma Garrofn, Pectinas..
Agar
Gelatina
Carragenina
Pectina
Xantana
Alginato
CMC
Guar
Arabiga
Almidn
Gelatina
Carragenina
Pectina
Xantana
Alginato
CMC
Guar
otros
Distribucin sin considerar al almidn
Semi
sintticos
Origen
microbiano
Naturales
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6
http://www.alfaeditores.com/revistasvirtuales/Main.php?MagID=22&MagNo=213
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Primarias se generan en solucin Viscosidad/espesante Gelificacin
Secundarias Retener humedad (Aw) Reduccin de sinresis Estabilizante de emulsiones y espumas Adhesin Inhibidor de la cristalizacin Dispersin de partculas Clarificacin Reduccin de absorcin de aceite Encapsulados Fibra diettica Sustitutos de grasa
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Funcionalidad
Y aplicaciones
Tamao de
partcula
Solubilidad
Composicin
qumica
9
10
FUNCIONALIDAD
Solubilidad
Viscosidad
Capacidad gelificante, emulsionante o estabilizante
Hidrocoloide Principal funcinAgar gelificante
Alginato gelificante
Arabiga emulsificante
Carragenina gelificante
CM celulosa espesante
HP celulosa espesante y emulsificante
Metil celulosa espesante, gelificante,emulsificante
Celulosa microcristalina espesante y gelificante
Gelatina gelificante
Guar espesante
Karaya espesante
algarrobo espesante
Pectina gelificante
almidn espesante y gelificante
Xantano espesante
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Desarr
ollo d
ete
xtu
ra
Agente
lig
ante
Gelifi
cante
Form
a
pelcula
s
hid
rof
licas
Pelcula
s
hid
rof
bic
as
Espesante
Pla
sti
ficante
Em
uls
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Encapsula
nte
Esta
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Contr
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e
cri
sta
lizaci
n
Arbiga
Tragacanto
Karaya
Ghatti
Guar
Algarrobo
CarrageninaKappa
Carrageninalamba
Carrageninaiota
Agar
Xantana
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Tcnicas de dispersin
Adicin Directa: En el vrtex de agitacin Pre-mezclado en Seco: Azucares Sales Dispersin en polialcoholes: en alcohol, glicerina,
sorbitol.
Aplicacin de calor/ agitacin vigorosa
Solucin verdadera
Homogneas forman una sola fase
molculas de bajo peso molecular 100 nm, tienden a la sedimentacin
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Los iones de las sales son atrados por los dipolos del agua, quedando "recubiertos o solvatados.
Partculas de soluto son de tamao molecular (iones, molculas pequeas) indistinguibles
Soluciones transparentes/translucidas
Pasan a travs de los filtros
No se separan ni depositan en el fondo
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Partculas o micelassuspendidas visibles a simple vista
constituidas por agrupacin de tomos o molculas de elevado peso
No pasan a travs de filtros
Tienden a separarse del disolvente
Sol: suspensin coloidal lquida
o slida
Gel: estado semislido por la
interaccin de partculas
dispersas
Espuma: coloide constituido por
burbujas de gas suspendidas en
el seno del lquido
Aerosol: partculas suspendidas
en el aire u otro gas
Emulsin : dos lquidos
inmiscibles dispersos
17
18
19
20
Fase dispersante
Fase dispersa
En estado lquido forman un sol.
Slido elstico aunque el medio disprsame sea lquido constituyen un gel.
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Fase dispersa Fase dispersante EjemploSlido Slido Aleaciones, piedras preciosas
coloreadasSlido Lquido Suspensiones de almidnSlido Gas HumoLquido Slido Jaleas, quesoLquido Lquido Emulsiones, mayonesaLquido Gas Nubes, nieblaGas Slido Lava, piedra pmezGas Lquido Espumas, crema batida
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Micela carga
negativa
Contra-ionpositivo Superficie del coloide (negativa)
Capa Stern
Capa difusa
Ion-analogonegativo
Potencial Z
Potencial superficial
La densidad de carga es mayor cerca del hidrocoloide
El espesor de la doble capa depende del tipo y concentracin de iones en la solucin
ndice de la magnitud de interaccin entre partculas coloidales, permite predecir la estabilidad de la dispersin coloidal
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Estable
Estable
Inestable0 mV
+30 mV
- 30 mV
Potencial Z
Conjunto de propiedades Reolgicas y de estructura (geomtricas y de superficie) de un producto perceptibles por los mecano-receptores, los receptores tctiles y en ciertos casos, por los visuales y los auditivos".
Lquidos viscosidad
Geles deformacin / ruptura
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Reologa: estudio del flujo y deformacin de los materiales bajo la accin de una fuerza.
Fuerza: agente capaz de deformar un cuerpo (F)
Esfuerzo: fuerza/area (t)
Tensin: fuerza que se requiere para mantener todas las molculas unidas
Deformacin: consecuencia de la aplicacin de una fuerza (alargamiento y compresin)
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Resistencia al movimiento relativo de las molcula. Medida indirecta de la fuerza de friccin entre las capas del fluido y entre la superficie y el fluido
Poise (p) = 1g/cm-s (Cp centipoise)
fuerza tangencial requerida para mantener una velocidad de 1 cm/s de un fluido dentro de dos planos paralelos con un rea de 1 cm2 y separados por una distancia de 1 cm.
30
La fuerza tangencial por unidad de rea se define como esfuerzo cortante (t).
Al aplicar un esfuerzo cortante se presentar un diferencial en la velocidad (dv) que ser menor conforme a la distancia del plano (dy) de aplicacin del esfuerzo, o velocidad de corte (dv/dy)
t = h (dv/dy)
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Esfuerzo cortante es proporcional a la viscosidad y velocidad de corten=coeficiente de viscosidad dinmica
Newtonianos viscosidad independiente del esfuerzo al corte
No-Newtonianos Flujo independiente del tiempoo Pseudoplsticos, la viscosidad disminuye al aumentar la
fuerza del corteo Dilatante: la viscosidad aumenta al aumentar la fuerza de
corte o velocidad de deformacin Flujo dependiente del tiempoo Tixotropico: la viscosidad disminuye con el tiempo y la
velocidad de deformacin, pero cuando la deformacin cesa, la viscosidad aumenta hasta llegar a su estado original.
o Reopexia: La viscosidad aumenta con el tiempo.
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Newtoniano
Pseudoplstico
Dilatante
35
Fuerza de corte
visc
osid
ad
Molculas con movimiento libre
36
Fuerza de corte
LS- MesetaNewtoniana
HS- MesetaNewtoniana
zona pseudoplstica
37
t
max ----------------min
Velocidad de giro del lquido (dv)
(dv/dr)
Distancia radial (dr)
Velocidad de corte
t = h (dv/dr)
Lquido newtoniano viscosidad absolutaLquido no newtoniano viscosidad aparente(solo reproducible bajo las mismas condiciones)
Peso molecular, volumen concentracin interaccin inter-molcular medio ambiente
pH Temperatura presencia de iones divalentes Ca2+
Viscosmetro rotacional Brookfield
Remetro Cono-plato
Viscosmetro capilar
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Absorben y retienen gran cantidad de agua
incrementan la viscosidad de sus soluciones
La viscosidad de polmeros aumenta con la concentracin en el punto crtico C*
las molculas pueden interaccionar
Xantano carboximetil celulosa Metil celulosa hidroxipropil celulosa Guar Algarrobo
Estado de dispersin formado por: una red ordenada de molculas enlazadas en una
red tridimensional. fase continua lquida atrapada dentro de la red la firmeza del gel depende de: tipo y concentracin del hidrocoloide sales pH Temperatura Sinresis: compactacin y prdida de agua Retrogradacin: precipitacin del gel.
Geles fsicos formados por interacciones fsicas (no
covalentes): puentes de hidrgeno, hidrofbicas, puentes con cationes
divalentes
Geles qumicos estabilizados por interacciones covalentes:
enlaces disulfuro.
Geles reversibles y no reversibles
Gelatina
agar
carragenina
pectina
gelana
MC y HPC
xantano
algarrobo Alginato
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A hlices simples B1 hlices doblesC y D agregado y formacin de retculos
49
Textura de geles producidos por varios hidrocoloides
50
Texturmetro (Fuerza de gel)
51
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30tiempo
fuerz
a (N
)
70-90% compresin1a compresin retorno espera 2a compresin
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-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30tiempo
fuerz
a (N
)
fracturabilidad
dureza
A3
A1
A2
1a compresin retorno espera 2a compresin
Cohesividad = A2A1
Adhesividad = A3
Elasticidad =L2L1
FACTORES A CONSIDERAR PARA LA
FORMACIN DE GELES
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Particulado (malla 40-80) Requieren mayor tiempo de hidratacin no forman
grumos
Polvo fino (malla 120-200) Hidratacin rpida pero tienden a formar grumos
recomendable empleo de homogenizador 15,000 rpm y dilucin
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Solubles a temperatura ambiente (alginato)
Solubles solo al aplicar tratamiento trmico Alta temperatura en presencia de cido puede
ocasionar prdida de funcionalidad
Agar: disolucin a 85C y gelifica a 40C
Carragenina: disolucin a 85C y gelifica a baja temperatura (4C/ 24h)
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Calcio promueve la formacin de geles Calidad del agua o adicionar secuestradores
vigilar orden de adicin, o sustituir CaCl2 por una sal menos soluble (tripolifosfatos)
Alginato
Carragenina
Pectina
Gelana
Sodio puede inhibir la funcionalidad de CMC
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Concentracin
Efecto en color , textura, apariencia y sabor
Opacidad MCM, almidn nativo
Transparencia/brillo Carragenina, alginatos, xantana
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Mouthfeel Viscosidad Espesor Tersura Resistencia a la ruptura Mordida corta Mordida larga Gomosidad (deformable) Cohesin Pastoso Masticable Dureza
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Combinacin 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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Categora hidrocoloide Otros ingredientes
Pura (98-100%) Una ----
Mezcla funcional o premezcla o estandarizada
Una sales/ azucares (10-15%)- facilitar disolucin- mejorar funcionalidad- Textura especifica
Mezcla sinrgica Dos o tres50/50 xantana/guar75/25 guar/xantana75/27 xantana/guar
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Mezcla de aplicacin mezclas para aplicaciones
especficas
Dos o ms Sales, azucares, mono y diacilglicridos u otros
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