SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 11
Descargar para leer sin conexión
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
CUARTO SEMESTRE
LABORATORIO EXPERIMENTAL
MULTIDISCIPLINARIO I
Profesoras:
I.A. Edith Fuentes Romero
I.A. Patricia Muñoz Aguilar
GELES
INFORME SOBRE GENERALIDADES DE GELES.
EQUIPO 1
Integrantes:
 Cruz Tenhjay Karina
 Melo Cruz Stephanie
 Pérez Márquez Aline Jazmín
 Rincón Vázquez Ariadna Marina
Fecha de Entrega: lunes 2 de marzo 2015
GELES
Los avances tecnológicos han permitido un aumento en el uso de hidrocoloides, debido a las múltiples
ventajas que éstos ofrecen. Los hidrocoloides o gomas son grupo diverso de polímeros de cadena
larga, se caracterizan por su propiedad de formar dispersiones y geles viscosos cuando se dispersan
en agua. Gracias a que tienen un gran número de grupos hidroxilo y esto aumenta su afinidad para que
se le unan moléculas de agua por la “prestación” de compuestos hidrófilos.
Su principal uso en alimentos es que tienen la capacidad de modificar la reología de los sistemas
alimentarios (viscosidad, textura); estos tienen una amplia gama de propiedades funcionales en
alimentos incluidos; engrosamiento, emulsionantes, estabilizantes, de recubrimiento y como
gelificantes.
 Gel  Es un sistema semisólido que consta de una red (red tridimensional de polímeros) de
sólidos dentro de la cual un líquido es atrapado. (Jan W.Cooch, 2011).
 Gel  Se define a un gel como un sistema difásico constituido por una red macromolecular
tridimensional sólida que retiene entre sus mallas una fase liquida (Multon J.L., 1988).
La capacidad de los alimentos para formar geles depende de su formación en las zonas de unión entre
las moléculas de polímeros que restringe la expansión de la red. Por lo tanto la red continua que esta
interconectada al material que abarca todo el volumen, se hincha con una alta proporción liquida. En
efecto, las moléculas del polímero se agregan en una inmensa molécula con una tridimensional
estructura que '' el líquido 'atrapa'. La versatilidad de construir geles funcionales es amplio en gran
medida cuando se mezclan los geles formando diferentes estructuras basadas en sus diferentes fases
que forman (Fig. 1)
Es esta estructura de la red y la relación que
tiene con la fase liquida que da a los geles
sus propiedades reológicas y su textura
característica. Por otro lado las propiedades
un gel pueden ser dramáticamente
cambiadas por la adición de un segundo
agente gelificante; La red se puede ver
afectada por algunos parámetros, como la
temperatura, la presencia de iones y la
estructura del mismo gel puede afectar
zonas de unión dentro de la red.
Condiciones para la formación de un
gel.
La formación de gel es un proceso
espontáneo de una simple dispersión de
polímero, o la suspensión de partículas, y
externamente condiciones controlables de la
composición de la temperatura o la solución.
La formación de geles puede ser clasificado en términos generales como físicamente inducida (calor,
presión) e inducido químicamente (ácido, iónica, enzimática) por reacciones de gelificación. En caso
de geles de proteínas, la gelificación de proteínas requiere una fuerza impulsora para desplegar la
estructura nativa de la proteína, seguido de un proceso de agregación originando una red
tridimensional organizada de agregados o hebras de moléculas de entrecruzamiento unido por enlaces
no covalentes o menos frecuentemente por enlaces covalentes. Las condiciones para formar un gel
dependen principalmente de varios factores físico-químicos como por ejemplo:
 Temperatura  La gelificación inducida por calor es probablemente el más importante y el
método más común para obtener geles. La gelificación es un proceso de dos pasos; una
disociación de despliegue o de las moléculas debido a la energía de entrada se lleva a cabo
en principio para exponer los sitios reactivos. El segundo paso es la asociación y la
agregación de moléculas desplegadas para formar complejos de mayor peso molecular.
El primer paso puede ser reversible, mientras que la segunda es por lo general un proceso
irreversible. Presumiblemente, los puentes disulfuro (-SS-) y las interacciones hidrofóbicas a menudo
desempeñan un papel importante. La tasa global de reacción puede ser determinada; ya sea por el
despliegue o por la reacción de agregación, dependiendo de la relación de las velocidades de
reacción en un rango de temperatura en particular.
 Presión  Una alta presión ofrece un grado de libertad adicional en la modificación de las
propiedades funcionales moleculares, una alta presión puede aplicarse como un proceso
único o en combinación con otros, en particular con el aumento de las temperaturas. La alta
presión generalmente favorece algunas reacciones, que conducen a una reducción del
volumen general del sistema. La presión hace que el agua se disocie y el pH se vuelve más
ácido bajo presión. Las diferencias existen en apariencia y en sus propiedades reológicas de
los geles con el simple hecho de aplicar presión y calor
 Fuerza iónica  Los cationes monovalentes y divalentes, tales como sodio y calcio pueden
aumentar la fuerza iónica del gel. La repulsión electrostática de fuerzas entre las moléculas se
reducen o neutralizan y se puede producir la gelificación. La gelificación inducida por iónes ha
sido reportado para la pre-desnaturalización de proteínas de suero de leche y en contraste
con inducción térmicamente de gelificación, se llama gelificación en frío. Ahora bien la
gelificación inducida fuerzas ionicas es de mayor importancia en geles de polisacáridos, por
ejemplo, alginato, pectina, o carragenina
 pH  Los cambios en el pH debido a la adición de ácidos o fermentación microbiana pueden
cambiar la carga neta de la molécula y por lo tanto alterar las fuerzas de atracción y repulsión
entre las moléculas así como las interacciones entre las moléculas y el disolvente, es decir,
propiedades de hidratación. Además, la solubilidad de las sales por cambios de pH puede
contribuir a la formación de gel. El mecanismo de la formación de gel en medio ácido podría
explicarse por la teoría de la agregación
 Presencia de una enzima La gelificación inducida por enzimas se basa en la introducción
de entrecruzamientos covalentes artificiales en las proteínas de los alimentos. Entre otras
reacciones catalizadas por trans-glutaminasa (TG), peroxidasa, y polifenol oxidasa son
adecuados para la reticulación de proteínas
 Calidad Solvente La naturaleza y la presencia de un disolvente influye notablemente en la
formación del gel, por ejemplo, una solución concentrada de azúcar es un mal disolvente para
la pectina. Los enlaces de hidrógeno en las zonas de unión sólo puede ser formado en
solución concentrada de azúcar, y por lo tanto, la gelificación se lleva a cabo sólo en este tipo
de disolvente
 Concentración del agente gelificante La formación del gel se produce sólo por encima de
una concentración mínima crítica, C *, que es específico para cada hidrocoloide. La agarosa
se forma geles a concentraciones tan bajas como 0,2%, mientras que para el almidón diluido,
se requiere una concentración de ~ 15% antes para que se forme el gel (Aguilera y
Rademacher, 2004).
 Masa Molar Si la concentración del polímero está muy por encima de la concentración
crítica, el efecto de la masa molar es insignificante, pero si la concentración está en el
intervalo de los valores de C *, la masa molar es mayor, y más rápido es el proceso de
gelificación.
 Propiedades gelificantes  El estado gel se puede considerar como intermedio entre el estado
líquido, puesto que ciertos geles pueden tener hasta 99.9% de agua, y el estado sólido, su
organización permite mantener su forma y resistir a ciertos constreñimientos. Antes de la
gelificación, las moléculas del polímero forman una verdadera solución; la formación del gel
implica, por consiguiente, la asociación de cadenas entre sí o de segmentos de cadenas entre
ellas. Más precisamente, las diversas etapas de transición se pueden distinguir:
a) El estado solución, o el polímero en forma de solución; las macromoléculas no están
organizadas unas respecto a las otras
b) El estado gel, aparece cuando las cadenas están suficientemente asociadas para formar
una red o gel, desde luego elástico.
c) A medida que las cadenas se organizan entre sí el gel se transforma cada vez más rígido,
lo que da lugar, en general al fenómeno de la sinéresis; el gel se contrae y exuda una
parte de la fase liquida.
El estado del gel no puede ser definido por un equilibrio, puesto que evoluciona con el curso del
tiempo. Esta inestabilidad, así como la reversibilidad de la mayoría de los geles, nos permite concluir
que las fuerzas capaces de asociar las cadenas entre ellas disponen de suficiente libertad para
permitir sus evoluciones, es decir hay un compromiso entre las asociaciones polímero-polímero y
entre asociaciones polímero-solvente. Lo que significa que el gelificante debe tener ciertas
propiedades físicas químicas comunes a las macromoléculas insolubles (interacciones entre
polímeros preponderantes) y a las macromoléculas hidrosolubles (capacidad de solvatación). Estas
propiedades dependen de sus estructuras.
Características de un gel
La formación del gel es básicamente una transformación de sol al estado de gel durante el cual la
viscoelasticidad cambia abruptamente con un simultáneo desarrollo en las características sólidas. En
otras palabras, hay un intercambio entre las fases continuas y discontinuas durante la formación del
gel. Por lo tanto, hay una necesidad en la medición de la viscoelasticidad (propiedad reológica).
Por otro lado la medición de la dispersión de Rayleigh se puede emplear para estimar el tamaño de la
partícula en la solución. Puede proporcionar información en los diversos procesos de agregación que
ocurren durante la gelificación. Además, la dispersión de luz dinámica también se puede utilizar para
estudiar la reología de la dispersión de la gelatina mediante la medición del coeficiente de difusión de
las partículas en suspensión y la efectiva viscosidad del gel.
Agentes gelificantes
Son macromoléculas que se disuelven o dispersan fácilmente en el agua para producir un efecto gelificante.
Según su origen, se distinguen:
Las gomas de origen vegetal, esencialmente de naturaleza glucidica.
Las gomas de origen animal de naturaleza proteica como los caseinatos y gelatina (ver tabla 1).
Tabla 1.- Agentes Gelificantes en la industria alimentaria.
Tipo
Composición
química
Gelificación Aplicaciones
AGAR
Es un polisacárido obtenido de algas marinas que posee las
propiedades funcionales de espesante y gelificante.
Agarosa: Contiene grupos sin
sulfatos pero que proveen
todo el poder gelificante. Está
formada básicamente como
un polímero lineal de unidades
de agarobiosa, así como por
monómeros de dextro y levo
galactosa, lo que le confiere
una fuerte resistencia a la
hidrólisis enzimática.
La propiedad radica en la
habilidad para formar geles
reversibles; el gel se funde con
calor y vuelve a su estado
original con enfriamiento. Este
ciclo puede ser repetido un
indefinido número de veces, el
gel conserva sus propiedades
mecánicas extremadamente
bien mientras no se use en
condiciones ácidas (pH<4) o
con agentes oxidantes. El
proceso de gelificación de agar
depende exclusivamente de la
formación de puentes de
hidrógeno.
* Se usa en concentraciones muy
bajas en el producto final.
* No es necesaria la presencia de
iones para la gelificación.
* La histéresis del gel, la diferencia
entre las temperaturas de gelificación
y de fusión es mucho mayor en el
agar que en cualquier otro agente
gelificante reversible, permitiendo
tener soluciones líquidas a 40 °C
antes de gelificar y manteniendo
productos estables por arriba de los
80 °C.
*El agar muestra sinergia con el
azúcar, lo que incrementa la fuerza
del gel en productos con altas
concentraciones de azúcar.
ALGINATOS
Son producidos en la pared celular y los espacios
intercelulares de algas pardas. Formalmente, son polímeros
de alto peso molecular con secciones rígidas y flexibles.
Son sales del ácido algínico y
sus monómeros son el ácido
β-D-manurónico y su epímero
unidos por enlaces
glucosídicos que forman una
estructura lineal. Los más
comunes son el alginato de
sodio, de potasio, de calcio
y de magnesio.
Tienen capacidad para formar
geles que gelifican a
ambiente. Cuando se pone a
reaccionar con el Ca2+, este se
inserta dentro de las
estructuras de ácido gulurónico
como un huevo en su caja. Un
gel de alginato se considera
como una parte sólida y otra
una solución; después de la
gelificación, las moléculas de
agua están físicamente
atrapadas por la red de alginato
pero son libres de migrar hacia
algún otro lado.
En todos los productos en los que se
usa el alginato, éste se emplea para
controlar la forma del alimento. La
cantidad de alginato necesaria es
usualmente entre 1 y 2% del peso
final del producto, algunos ejemplos
son: aros de cebolla, tiras de
pimiento, fresas para coctelería,
trozos de carne para mascota,
hamburguesas, entre otros.
CARRAGENINA
Es un polisacárido proveniente de algas rojas, que producen
carrageninas tipo kappa-I, kappa-II, iota y lambda.
Es una polisacárido lineal de
alto peso molecular
conformado por
unidades repetitivas de
galactosa y 3, 6-
anhidrogalactosa,
ambas sulfatadas y no
sulfatadas, unidas
mediante enlaces glucosídicos.
Estos polímeros son
fuertemente aniónicos debido a
la presencia de
grupos sulfatos, lo cual facilita
su interacción con moléculas
catiónicas y anfotéricas,
como las proteínas, a su vez,
se caracterizan por ser solubles
en agua, formando
soluciones de alta viscosidad
y/o geles, por lo que son
ampliamente utilizadas en
diversos productos dentro de la
industria alimentaria
Al tener diversas propiedades, la
carragenina es empleada en
numerosos productos tales como:
imitación de queso, glaseado para
pasteles, comida para mascota,
relleno para pay, cátsup, bebidas de
frutas, entre otros.
PECTINA
Las pectinas son ácidos pectínicos de elevado peso
molecular que se dispersan en agua.
Algunos de los grupos carboxilo a
lo largo de la cadena de ácido
galacturónico están esterificados
con metanol. Según el grado de
esterificación, las pectinas se
clasifican como pectinas de alto
metoxilo o de bajo metoxilo.
Los dos grupos tienen
diferentes propiedades y
gelifican bajo condiciones
diferentes.
Un gel de pectina está
constituido principalmente por
agua retenida en una red
tridimensional de moléculas de
pectina. La pectina es
hidrofílica debido al gran
número de grupos hidroxilos
polares y grupos carboxilo
cargados en la molécula.
Cuando la pectina se dispersa
en agua, algunos de los grupos
ácidos se ionizan y el agua se
une tanto a los grupos
cargados como a los polares de
las moléculas. La carga
negativa de las moléculas de
pectina, unido a su atracción
por el agua, las mantiene
separadas pudiendo así formar
un gel estable.
Se usan como gelificantes, espesantes y
estabilizantes.
Es mejor añadir pectina a
jaleas y mermeladas para asegurarse de
la formación
de un gel.
Mecanismos de gelificación
Lo esencial de los conocimientos actuales reposa sobre los resultados de los estudios fisicoquímicos de
estos polímeros en estado sólido y al estado líquido o gelificado.
Gelificación por intermedio de dobles hélices  Se limita a la descripción de gelificación de
carragenanos, pues la agarosa es menos empleada como gelificante alimentario. La estructura
helicoidal secundaria de las cadenas macromoleculares de los k y t-carragenanosestá inscrita en la
estructura primaria; a diferencia de las µ y λ carragenanos, los t y k-carragenanos poseen residuos de
3,6 anhidrogalactosa que, por el hecho de una unión trans con los residuos A(β-d galactosa 4-sulfato),
constituye el cebo de una formación de hélice. La existencia de la doble hélice propuesta inicialmente
por REES no puede ser formalmente demostrada, mas la mayor parte de las medidas son interpretadas
satisfactoriamente con esta hipótesis.
Tipos de Geles
Hidrogeles (acuosos): Son una red de cadenas de polímero hidrófilo, en forma coloidal, en la que el agua es
el medio de dispersión. Los hidrogeles son muy absorbentes (que puede contener más de 99,9% de agua), y
pueden ser polímeros naturales o sintéticos. Los hidrogeles también tienen un grado de flexibilidad muy
similar al tejido natural, debido a su contenido de agua significativa.
Organogeles (orgánicos): Son similares a los hidrogeles, pero con un disolvente orgánico como medio
dispersante en lugar de agua.
Xerogeles (sólidos): Son geles sólidos que han perdido o se les ha extraído el disolvente.
Geles hidrófilos o hidrogeles: constituidos por constituidos por agua, glicerina, u otros líquidos hidrofílicos.
Geles hidrófobos o Geles hidrófobos o lipogeles (oleogeles): constituidos por parafina líquida adicionada
de polietileno o por aceites grasos gelificados
Geles monofásicos: el medio líquido lo constituye una sola fase o líquidos miscibles; agua una sola fase o
líquidos miscibles; agua -alcohol, solución hidroalcohólica, aceite, etc.
Geles bifásicos: constituidos por dos fases líquidas: constituidos por dos fases líquidas inmiscibles,
formándose una estructura transparente con propiedades de semisólido.
Geles elásticos: Un gel típico elástico es típico elástico es el de gelatina.
Geles no elásticos: El gel no elástico más no elástico más conocido es el del ácido silícico o conocido es el
del ácido silícico o gel de sílice.
Inorgánicos: como el magma de bentonita.
Orgánicos: –Naturales: como la goma arábiga y la gelatina como la goma arábiga y la gelatina
– Sintéticos: como la como la carboximetílcelulosa sódica e sódica e hidroxipropílcelulosa
Gel Físico
Presentan una red tridimensional formada por uniones que no son completamente estables, sino que están
asociadas a una reacción de enlace no enlace que se puede dar en los dos sentidos. Generalmente, las
uniones son del tipo Van der Waals, mucho más débiles que las uniones covalentes.
Gel químico
Son aquellos en los que la red está formada a través de enlaces covalentes. Este tipo de enlaces es muy
fuerte y su ruptura conduce a la degradación del gel. Por este motivo, se dice que los geles químicos no son
reversibles con la temperatura, una vez rotos los enlaces no se pueden volver a formar. Este tipo de enlaces
da lugar a un proceso de gelificación fuerte.
Geles termorreversibles y termo-irreversibles
La agregación se produce principalmente por puentes de H, que se rompen fácilmente al calentar, las redes
poliméricas son termorreversibles, es decir, los geles se forman por enfriamiento de una disolución y al
calentar se vuelven a fundir.
El grado de desnaturalización que se requiere para que comience la agregación parece depender de la
proteína, puesto que lo que se liberan durante la desnaturalización parcial son sobretodo grupos hidrófobos,
predominan las interacciones hidrófobas intermoleculares, de ahí el carácter termoplástico (termoirreversible)
de este tipo de geles, en contraposición con los geles termorreversibles por puentes de H. Los geles
termoplásticos no se fluidifican por calentamiento, aunque se pueden ablandar o arrugar. Además de las
interacciones hidrófobas, los puentes disulfuro formados a partir de los grupos tiol liberados contribuyen
también a la red, del mismo modo que los enlaces iónicos intermoleculares entre proteínas con puntos
isoeléctricos distintos en sistemas heterogéneos, por ejemplo, clara de huevo.
Estabilidad de geles
Los factores desencadenantes de la inestabilidad de un gel son: temperatura, cambios de pH, agitación
violenta y electrólitos.
Los geles con el tiempo pierden su condición de tal y su estructura puede llegar a romperse. La estabilidad de
un gel también depende de su correcta formulación.
Propiedades
Un gel puede perder agua por evaporación o por sinéresis, y ganarla por imbibición
La sinéresis se da porque durante la gelificación se producen tensiones en la estructura atómica del gel que
finalizan reconfigurando su estructura tridimensional y exudando el agua excedente, lo que implica cambios
dimensionales en la geometría de su masa.
La imbibición se produce si se guarda la impresión del agua, el gel la absorberá aumentando su volumen.
Con el tiempo el agua contenida en la estructura del gel, se evaporara de manera proporcional al tiempo
transcurrido y la temperatura ambiente, disminuyendo la masa del gel.
La sinéresis se debe a un reacomodo físico de las macromoléculas que adquieren una estructura más
estable y provocan un ajuste en la interacción soluto-solvente.
En lo que respecta al hinchamiento, la diferencia esencial entre los polímeros entrecruzados y no
entrecruzados radica en que, en los primeros la entrada de disolvente no es capaz de separar las cadenas
macromoleculares que forman el gel por estar covalentemente unidas, mientras que en los geles físicos el
mecanismo de solvatación puede desenredar y separar unas de las otras a medida que progresa la entrada
de disolvente en la red macromolecular. Esta entrada alcanza un límite o un grado máximo de hinchamiento
ya que la estructura covalente no puede deformarse indefinidamente.
La apariencia externa que tiene un gel depende de su proporción liquido-sólido. En el caso de los polímeros
entrecruzados, los geles mantienen su aspecto de sólidos elásticos. Pero en el caso de polímeros no
entrecruzados, a medida que aumenta la proporción de líquido se va pasando desde dicho aspecto de sólido
elástico al de líquido viscoso.
Interacciones con las proteínas
La existencia de acciones entre las proteínas y ciertos poliosidos gelificantes se puede emplear en provecho
de numerosos sectores de la industria alimentaria. Así que se utilizan las interacciones carragenanos-
proteínas de leche para preparar postres lácteos con una determinada textura. Se puede estabilizar
igualmente algunas suspensiones de proteínas lácteas a pH vecino a 4. Es posible, además, precipitar
proteínas en presencia de poliosidos iónicos en ciertas condiciones de pH.Los mecanismos implicados son,
en general, de naturaleza electrostática, pero es posible converger en ciertos casos, con reticulaciones por
medio de enlaces covalentes.
GELES EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA
En los alimentos la gelificación de componentes cumple muchas funciones, particularmente en
relación con la textura, la estabilidad y afectan en especial medida a las condiciones de procesado.
Su importancia es especialmente grande ya que la demanda de productos bajos en grasa ha
potenciado el desarrollo de alimentos donde esta se sustituye parcialmente por sistemas gelificados
en base acuosa con textura adecuada, actúan como pegamentos alimentarios.
Algunos alimentos en los que se encuentran están las mermeladas, jaleas, confituras, rellenos de
panificación, patés, pie, flan, natillas, yogures y malvaviscos.
Mermeladas: se utiliza como agente gelificante la pectina; es un producto pastoso obtenido
por la cocción de una o más frutas adecuadamente preparado con edulcorantes, sustancias
gelificantes y acidificantes naturales hasta obtener una consistencia característica.
Jaleas: es un gel comestible dulce o salado, obtenido mediante la adición de gelatina o
pectina. La jalea es diferente de las conservas y la mermelada porque no contiene trozos de
fruta. Se prepara hirviendo fruta en agua y dejando que la pectina se disuelva en esta. Luego,
se descarta la fruta y el jugo que queda se hierve con azúcar a altas temperaturas. Cuando el
líquido se enfría, se convierte en jalea.
Rellenos de panificación: sustancia o mezcla comestible con trozos de fruta usada para
llenar una cavidad en otro alimento.
Pates: preparación cocida confeccionada con un relleno. A los patés, una vez cocidos, se les
vierte gelatina a base de carne para que contenga a la masa una vez que el relleno -por
acción de la cocción-haya perdido volumen tras la evaporación de sus jugos. Además ésta
gelatina adicionada evacuará el aire de los huecos vacíos previniendo así la oxidación,
resecamiento y posible crecimiento microbiano.
Pie: postre hecho a base de cremas, leches, en ocasiones rellenos de frutas o queso, y un
agente gelificante, como la grenetina.
Flan: Postre elaborado con una preparación a base de yemas de huevo, azúcar y leche, a
veces aromatizada con vainilla, que se cuece y cuaja al baño; tiene una consistencia blanda y
temblorosa.
Natilla: crema elaborada con leche, yemas de huevo, azúcar y aromas como la vainilla o el
limón.
Yogures: es un producto lácteo obtenido mediante la fermentación bacteriana de la leche; la
elaboración de yogur requiere la introducción de bacterias ‘benignas’ específicas en la leche
bajo una temperatura y condiciones ambientales controladas.
Malvaviscos: Los malvaviscos (bombones, nubes o marshmallows) son unas golosinas o
dulces esponjosos, hechos a base de azúcar, gelatina, saborizantes y opcionalmente algún
colorante, presentados en forma de cilindros, círculos o cuadrados.
El malvavisco en una espuma gelificada en la que la fase dispersa corresponde a burbujas de aire y
la fase continua es un gel que está conformado por una red de macromoléculas como fase continua
y como fase dispersa por una solución formada por agua y azucares.
Aunque la fase continua de un alimento aireado puede ser liquido (espuma de cerveza), viscoelastica
(malvaviscos) o sólida (merengue) las burbujas se dispersan inicialmente en la mayor parte del
liquido de la solución.
La incorporación de aire en el bombón no es muy diferente de la del pan, las burbujas de aire son
más pequeñas, y son añadidas durante el batido.
 Jan W. Gooch., Encyclopedic Dictionary of Polymers. 2011.
 Katsuyoshi Nishinari, Etsushiro Doi., Food Hydrocolloids Structures, Properties and
Functions. Editorial Universidad de Kyoto, Japón, 1993.
 Milani Jafar, Maleki Gisoo., Hydrocolloids in Food Industry. Sari Agricultural Sciences and
Natural Resources University. Iran (http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/29151.pdf)
 Multon J.L., Aditivos y auxiliares de fabricación en las industrias agroalimentarias. Editorial
Acribia, España, 1988.
 Zuñiga R.N, Aguilera J.M., Aerated food gels fabrication and potential applications.
Universidad católica de chiles. Santiago Chile. 2008.
(http://fs.unb.br/nutricao/laboratorios/tecdie/wp-content/uploads/2012/10/Aerated-food-gels.pdf)

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Aislamiento de la caseína de la leche
Aislamiento de la caseína de la lecheAislamiento de la caseína de la leche
Aislamiento de la caseína de la leche
Jhonás A. Vega
 
Practica 2
Practica 2Practica 2
Practica 2
UNFV
 
Practica 11 tf. secado
Practica 11 tf. secadoPractica 11 tf. secado
Practica 11 tf. secado
Iam BnJa
 
Azucares reductores y no reductores
Azucares reductores y no reductoresAzucares reductores y no reductores
Azucares reductores y no reductores
Natalia Montenegro
 
Determinacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl nutricion
Determinacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl  nutricionDeterminacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl  nutricion
Determinacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl nutricion
Jhonás A. Vega
 
Metodos de-mohr-fanjans-y-volhard
Metodos de-mohr-fanjans-y-volhardMetodos de-mohr-fanjans-y-volhard
Metodos de-mohr-fanjans-y-volhard
Kevin Alarcón
 
Determinación de la acidez en leche beatriz afán de rivera
Determinación de la acidez en leche beatriz afán de riveraDeterminación de la acidez en leche beatriz afán de rivera
Determinación de la acidez en leche beatriz afán de rivera
Juan Carlos Alejo Álvarez
 
Actividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del agua
Actividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del aguaActividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del agua
Actividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del agua
Jerzy
 
Clase2 filtracion
Clase2 filtracionClase2 filtracion
Clase2 filtracion
pauchavez91
 
Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.
Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.
Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.
keyla sofia de leon lucio
 

La actualidad más candente (20)

Aislamiento de la caseína de la leche
Aislamiento de la caseína de la lecheAislamiento de la caseína de la leche
Aislamiento de la caseína de la leche
 
Practica nº 03 determinación acidez de la leche
Practica nº 03 determinación acidez de la lechePractica nº 03 determinación acidez de la leche
Practica nº 03 determinación acidez de la leche
 
Practica 1 de analisis alimentos humedad y masa seca
Practica 1 de analisis alimentos humedad y masa secaPractica 1 de analisis alimentos humedad y masa seca
Practica 1 de analisis alimentos humedad y masa seca
 
DETERMINACION DE AZUCARES REDUCTORES TOTALES (ART)
DETERMINACION DE AZUCARES REDUCTORES TOTALES (ART)DETERMINACION DE AZUCARES REDUCTORES TOTALES (ART)
DETERMINACION DE AZUCARES REDUCTORES TOTALES (ART)
 
Practica 2
Practica 2Practica 2
Practica 2
 
Elaboracion de jarabes y control de calidad
Elaboracion de jarabes y control de calidad Elaboracion de jarabes y control de calidad
Elaboracion de jarabes y control de calidad
 
Cenizas
CenizasCenizas
Cenizas
 
Practica 11 tf. secado
Practica 11 tf. secadoPractica 11 tf. secado
Practica 11 tf. secado
 
determinacion de la densidad de los alimentos
determinacion de la  densidad de los alimentosdeterminacion de la  densidad de los alimentos
determinacion de la densidad de los alimentos
 
Azucares reductores y no reductores
Azucares reductores y no reductoresAzucares reductores y no reductores
Azucares reductores y no reductores
 
Determinacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl nutricion
Determinacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl  nutricionDeterminacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl  nutricion
Determinacion de proteinas mediante el metodo de kjeldahl nutricion
 
Metodos de-mohr-fanjans-y-volhard
Metodos de-mohr-fanjans-y-volhardMetodos de-mohr-fanjans-y-volhard
Metodos de-mohr-fanjans-y-volhard
 
Fibra cruda
Fibra crudaFibra cruda
Fibra cruda
 
Enzimas y su uso en la industria
Enzimas y su uso en la industria Enzimas y su uso en la industria
Enzimas y su uso en la industria
 
Determinación de la acidez en leche beatriz afán de rivera
Determinación de la acidez en leche beatriz afán de riveraDeterminación de la acidez en leche beatriz afán de rivera
Determinación de la acidez en leche beatriz afán de rivera
 
Actividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del agua
Actividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del aguaActividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del agua
Actividad de agua en los alimentos_propiedades fisicas del agua
 
Volumetría de neutralización - Método Directo y por Retroceso del Ácido sulfú...
Volumetría de neutralización - Método Directo y por Retroceso del Ácido sulfú...Volumetría de neutralización - Método Directo y por Retroceso del Ácido sulfú...
Volumetría de neutralización - Método Directo y por Retroceso del Ácido sulfú...
 
Clase2 filtracion
Clase2 filtracionClase2 filtracion
Clase2 filtracion
 
Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.
Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.
Manual de fundamentos y técnicas de análisis de alimentos.
 
Laboratorio de centrifugacion
Laboratorio de  centrifugacionLaboratorio de  centrifugacion
Laboratorio de centrifugacion
 

Similar a Generalidades sobre geles

elevado calor especifico
elevado calor especificoelevado calor especifico
elevado calor especifico
Natalia andrea
 
Biomoleculas - Agua propiedades funciones
Biomoleculas - Agua propiedades funcionesBiomoleculas - Agua propiedades funciones
Biomoleculas - Agua propiedades funciones
Maelcarmona
 
Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...
Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...
Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...
Colegio San Luis (Trujillo)
 
El AGUA Y LOS MINERALES
El AGUA Y LOS MINERALESEl AGUA Y LOS MINERALES
El AGUA Y LOS MINERALES
raher31
 

Similar a Generalidades sobre geles (20)

Gel
GelGel
Gel
 
Proteinas
ProteinasProteinas
Proteinas
 
Informe de Lab3_Química Inorgánica..pdf
Informe de Lab3_Química Inorgánica..pdfInforme de Lab3_Química Inorgánica..pdf
Informe de Lab3_Química Inorgánica..pdf
 
Seminario
SeminarioSeminario
Seminario
 
Cuestionario bloque bioquimica
Cuestionario bloque bioquimicaCuestionario bloque bioquimica
Cuestionario bloque bioquimica
 
elevado calor especifico
elevado calor especificoelevado calor especifico
elevado calor especifico
 
Practica num 13 equipo 5
Practica num 13 equipo 5Practica num 13 equipo 5
Practica num 13 equipo 5
 
Biomoleculas - Agua propiedades funciones
Biomoleculas - Agua propiedades funcionesBiomoleculas - Agua propiedades funciones
Biomoleculas - Agua propiedades funciones
 
1. agua
1. agua1. agua
1. agua
 
Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...
Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...
Decida cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es cierta y describa...
 
El AGUA Y LOS MINERALES
El AGUA Y LOS MINERALESEl AGUA Y LOS MINERALES
El AGUA Y LOS MINERALES
 
Quimica 11 guia_2_propiedades_coligativas
Quimica 11 guia_2_propiedades_coligativasQuimica 11 guia_2_propiedades_coligativas
Quimica 11 guia_2_propiedades_coligativas
 
Apuntes de concentración de minerales i
Apuntes de concentración de minerales iApuntes de concentración de minerales i
Apuntes de concentración de minerales i
 
Apuntes de concentraciã“n de minerales i
Apuntes de concentraciã“n de minerales iApuntes de concentraciã“n de minerales i
Apuntes de concentraciã“n de minerales i
 
concentracion de minerales
concentracion de minerales concentracion de minerales
concentracion de minerales
 
Agua , clase 1
Agua , clase 1Agua , clase 1
Agua , clase 1
 
1 sem qx alimentos (3)
1 sem qx alimentos (3)1 sem qx alimentos (3)
1 sem qx alimentos (3)
 
coagulacion_y_floculacion
coagulacion_y_floculacioncoagulacion_y_floculacion
coagulacion_y_floculacion
 
Apuntes de química.pdf
Apuntes de química.pdfApuntes de química.pdf
Apuntes de química.pdf
 
Definiciones basicas quimica
Definiciones basicas quimicaDefiniciones basicas quimica
Definiciones basicas quimica
 

Más de Stephanie Melo Cruz

Más de Stephanie Melo Cruz (20)

Evaluación de la textura de los alimentos
Evaluación de la textura de los alimentosEvaluación de la textura de los alimentos
Evaluación de la textura de los alimentos
 
Desarrollo de una Botana a Base de Jícama, Chayote y Quelite que Diversifique...
Desarrollo de una Botana a Base de Jícama, Chayote y Quelite que Diversifique...Desarrollo de una Botana a Base de Jícama, Chayote y Quelite que Diversifique...
Desarrollo de una Botana a Base de Jícama, Chayote y Quelite que Diversifique...
 
Subproductos de frutas y hortalizas
Subproductos de frutas y hortalizasSubproductos de frutas y hortalizas
Subproductos de frutas y hortalizas
 
Informe sobre pescados y mariscos
Informe sobre pescados y mariscosInforme sobre pescados y mariscos
Informe sobre pescados y mariscos
 
Seminario de investigación sobre frutas
Seminario de investigación sobre frutasSeminario de investigación sobre frutas
Seminario de investigación sobre frutas
 
Jalea de toronja, análisis de la materia prima
Jalea de toronja, análisis de la materia primaJalea de toronja, análisis de la materia prima
Jalea de toronja, análisis de la materia prima
 
La pesca en méxico
La pesca en méxicoLa pesca en méxico
La pesca en méxico
 
Procesamiento termico de alimentos
Procesamiento termico de alimentosProcesamiento termico de alimentos
Procesamiento termico de alimentos
 
Manual transferencia de calor
Manual transferencia de calorManual transferencia de calor
Manual transferencia de calor
 
Leche evaporada y congelacion de carne de bovino
Leche evaporada y congelacion de carne de bovinoLeche evaporada y congelacion de carne de bovino
Leche evaporada y congelacion de carne de bovino
 
Procesos térmicos proyecto bajas temperaturas
Procesos térmicos proyecto bajas temperaturasProcesos térmicos proyecto bajas temperaturas
Procesos térmicos proyecto bajas temperaturas
 
Humidificacion adiabatica
Humidificacion adiabaticaHumidificacion adiabatica
Humidificacion adiabatica
 
Guia final de secado
Guia final de secadoGuia final de secado
Guia final de secado
 
Informe final Evaporación LEM 4
Informe final Evaporación LEM 4Informe final Evaporación LEM 4
Informe final Evaporación LEM 4
 
Guia resuelta de deshidratación osmotica
Guia resuelta de deshidratación osmoticaGuia resuelta de deshidratación osmotica
Guia resuelta de deshidratación osmotica
 
Guia resuelta de destilación fraccionada
Guia resuelta de destilación fraccionadaGuia resuelta de destilación fraccionada
Guia resuelta de destilación fraccionada
 
Guia resuelta de destilación
Guia resuelta de destilaciónGuia resuelta de destilación
Guia resuelta de destilación
 
Aspergillus oryze proyecto de investigación
Aspergillus oryze proyecto de investigaciónAspergillus oryze proyecto de investigación
Aspergillus oryze proyecto de investigación
 
Memoria 7 conductores y subestación electrica
Memoria 7 conductores y subestación electricaMemoria 7 conductores y subestación electrica
Memoria 7 conductores y subestación electrica
 
Memoria 6 energía electrica y transformador
Memoria 6 energía electrica y transformadorMemoria 6 energía electrica y transformador
Memoria 6 energía electrica y transformador
 

Último (7)

Presentación_las vitaminas para el ser humano.pptx
Presentación_las vitaminas para el ser humano.pptxPresentación_las vitaminas para el ser humano.pptx
Presentación_las vitaminas para el ser humano.pptx
 
Fisiopatología_Renal_Fundamentos_Cuarta_edición_Helmut_Rennke_Bradley (1).pdf
Fisiopatología_Renal_Fundamentos_Cuarta_edición_Helmut_Rennke_Bradley (1).pdfFisiopatología_Renal_Fundamentos_Cuarta_edición_Helmut_Rennke_Bradley (1).pdf
Fisiopatología_Renal_Fundamentos_Cuarta_edición_Helmut_Rennke_Bradley (1).pdf
 
Recetario royal prestige pdf para una mejor cocina desde casa!
Recetario royal prestige pdf para una mejor cocina desde casa!Recetario royal prestige pdf para una mejor cocina desde casa!
Recetario royal prestige pdf para una mejor cocina desde casa!
 
Tipos de eventos en la banqueteria (1).pdf
Tipos de eventos en la banqueteria (1).pdfTipos de eventos en la banqueteria (1).pdf
Tipos de eventos en la banqueteria (1).pdf
 
leyes del señor johan Gregorio Mendel.docx
leyes del señor johan Gregorio Mendel.docxleyes del señor johan Gregorio Mendel.docx
leyes del señor johan Gregorio Mendel.docx
 
deshidratacinehidratacionenpediatria2023-240204000209-ae429ba6.pptx
deshidratacinehidratacionenpediatria2023-240204000209-ae429ba6.pptxdeshidratacinehidratacionenpediatria2023-240204000209-ae429ba6.pptx
deshidratacinehidratacionenpediatria2023-240204000209-ae429ba6.pptx
 
ALIMENTACION basadas en plantaas en deportistas
ALIMENTACION basadas en plantaas en deportistasALIMENTACION basadas en plantaas en deportistas
ALIMENTACION basadas en plantaas en deportistas
 

Generalidades sobre geles

  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN CUARTO SEMESTRE LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO I Profesoras: I.A. Edith Fuentes Romero I.A. Patricia Muñoz Aguilar GELES INFORME SOBRE GENERALIDADES DE GELES. EQUIPO 1 Integrantes:  Cruz Tenhjay Karina  Melo Cruz Stephanie  Pérez Márquez Aline Jazmín  Rincón Vázquez Ariadna Marina Fecha de Entrega: lunes 2 de marzo 2015
  • 2. GELES Los avances tecnológicos han permitido un aumento en el uso de hidrocoloides, debido a las múltiples ventajas que éstos ofrecen. Los hidrocoloides o gomas son grupo diverso de polímeros de cadena larga, se caracterizan por su propiedad de formar dispersiones y geles viscosos cuando se dispersan en agua. Gracias a que tienen un gran número de grupos hidroxilo y esto aumenta su afinidad para que se le unan moléculas de agua por la “prestación” de compuestos hidrófilos. Su principal uso en alimentos es que tienen la capacidad de modificar la reología de los sistemas alimentarios (viscosidad, textura); estos tienen una amplia gama de propiedades funcionales en alimentos incluidos; engrosamiento, emulsionantes, estabilizantes, de recubrimiento y como gelificantes.  Gel  Es un sistema semisólido que consta de una red (red tridimensional de polímeros) de sólidos dentro de la cual un líquido es atrapado. (Jan W.Cooch, 2011).  Gel  Se define a un gel como un sistema difásico constituido por una red macromolecular tridimensional sólida que retiene entre sus mallas una fase liquida (Multon J.L., 1988). La capacidad de los alimentos para formar geles depende de su formación en las zonas de unión entre las moléculas de polímeros que restringe la expansión de la red. Por lo tanto la red continua que esta interconectada al material que abarca todo el volumen, se hincha con una alta proporción liquida. En efecto, las moléculas del polímero se agregan en una inmensa molécula con una tridimensional estructura que '' el líquido 'atrapa'. La versatilidad de construir geles funcionales es amplio en gran medida cuando se mezclan los geles formando diferentes estructuras basadas en sus diferentes fases que forman (Fig. 1) Es esta estructura de la red y la relación que tiene con la fase liquida que da a los geles sus propiedades reológicas y su textura característica. Por otro lado las propiedades un gel pueden ser dramáticamente cambiadas por la adición de un segundo agente gelificante; La red se puede ver afectada por algunos parámetros, como la temperatura, la presencia de iones y la estructura del mismo gel puede afectar zonas de unión dentro de la red. Condiciones para la formación de un gel. La formación de gel es un proceso espontáneo de una simple dispersión de polímero, o la suspensión de partículas, y externamente condiciones controlables de la composición de la temperatura o la solución. La formación de geles puede ser clasificado en términos generales como físicamente inducida (calor, presión) e inducido químicamente (ácido, iónica, enzimática) por reacciones de gelificación. En caso de geles de proteínas, la gelificación de proteínas requiere una fuerza impulsora para desplegar la estructura nativa de la proteína, seguido de un proceso de agregación originando una red tridimensional organizada de agregados o hebras de moléculas de entrecruzamiento unido por enlaces no covalentes o menos frecuentemente por enlaces covalentes. Las condiciones para formar un gel dependen principalmente de varios factores físico-químicos como por ejemplo:
  • 3.  Temperatura  La gelificación inducida por calor es probablemente el más importante y el método más común para obtener geles. La gelificación es un proceso de dos pasos; una disociación de despliegue o de las moléculas debido a la energía de entrada se lleva a cabo en principio para exponer los sitios reactivos. El segundo paso es la asociación y la agregación de moléculas desplegadas para formar complejos de mayor peso molecular. El primer paso puede ser reversible, mientras que la segunda es por lo general un proceso irreversible. Presumiblemente, los puentes disulfuro (-SS-) y las interacciones hidrofóbicas a menudo desempeñan un papel importante. La tasa global de reacción puede ser determinada; ya sea por el despliegue o por la reacción de agregación, dependiendo de la relación de las velocidades de reacción en un rango de temperatura en particular.  Presión  Una alta presión ofrece un grado de libertad adicional en la modificación de las propiedades funcionales moleculares, una alta presión puede aplicarse como un proceso único o en combinación con otros, en particular con el aumento de las temperaturas. La alta presión generalmente favorece algunas reacciones, que conducen a una reducción del volumen general del sistema. La presión hace que el agua se disocie y el pH se vuelve más ácido bajo presión. Las diferencias existen en apariencia y en sus propiedades reológicas de los geles con el simple hecho de aplicar presión y calor  Fuerza iónica  Los cationes monovalentes y divalentes, tales como sodio y calcio pueden aumentar la fuerza iónica del gel. La repulsión electrostática de fuerzas entre las moléculas se reducen o neutralizan y se puede producir la gelificación. La gelificación inducida por iónes ha sido reportado para la pre-desnaturalización de proteínas de suero de leche y en contraste con inducción térmicamente de gelificación, se llama gelificación en frío. Ahora bien la gelificación inducida fuerzas ionicas es de mayor importancia en geles de polisacáridos, por ejemplo, alginato, pectina, o carragenina  pH  Los cambios en el pH debido a la adición de ácidos o fermentación microbiana pueden cambiar la carga neta de la molécula y por lo tanto alterar las fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas así como las interacciones entre las moléculas y el disolvente, es decir, propiedades de hidratación. Además, la solubilidad de las sales por cambios de pH puede contribuir a la formación de gel. El mecanismo de la formación de gel en medio ácido podría explicarse por la teoría de la agregación  Presencia de una enzima La gelificación inducida por enzimas se basa en la introducción de entrecruzamientos covalentes artificiales en las proteínas de los alimentos. Entre otras reacciones catalizadas por trans-glutaminasa (TG), peroxidasa, y polifenol oxidasa son adecuados para la reticulación de proteínas  Calidad Solvente La naturaleza y la presencia de un disolvente influye notablemente en la formación del gel, por ejemplo, una solución concentrada de azúcar es un mal disolvente para la pectina. Los enlaces de hidrógeno en las zonas de unión sólo puede ser formado en solución concentrada de azúcar, y por lo tanto, la gelificación se lleva a cabo sólo en este tipo de disolvente  Concentración del agente gelificante La formación del gel se produce sólo por encima de una concentración mínima crítica, C *, que es específico para cada hidrocoloide. La agarosa se forma geles a concentraciones tan bajas como 0,2%, mientras que para el almidón diluido, se requiere una concentración de ~ 15% antes para que se forme el gel (Aguilera y Rademacher, 2004).  Masa Molar Si la concentración del polímero está muy por encima de la concentración crítica, el efecto de la masa molar es insignificante, pero si la concentración está en el
  • 4. intervalo de los valores de C *, la masa molar es mayor, y más rápido es el proceso de gelificación.  Propiedades gelificantes  El estado gel se puede considerar como intermedio entre el estado líquido, puesto que ciertos geles pueden tener hasta 99.9% de agua, y el estado sólido, su organización permite mantener su forma y resistir a ciertos constreñimientos. Antes de la gelificación, las moléculas del polímero forman una verdadera solución; la formación del gel implica, por consiguiente, la asociación de cadenas entre sí o de segmentos de cadenas entre ellas. Más precisamente, las diversas etapas de transición se pueden distinguir: a) El estado solución, o el polímero en forma de solución; las macromoléculas no están organizadas unas respecto a las otras b) El estado gel, aparece cuando las cadenas están suficientemente asociadas para formar una red o gel, desde luego elástico. c) A medida que las cadenas se organizan entre sí el gel se transforma cada vez más rígido, lo que da lugar, en general al fenómeno de la sinéresis; el gel se contrae y exuda una parte de la fase liquida. El estado del gel no puede ser definido por un equilibrio, puesto que evoluciona con el curso del tiempo. Esta inestabilidad, así como la reversibilidad de la mayoría de los geles, nos permite concluir que las fuerzas capaces de asociar las cadenas entre ellas disponen de suficiente libertad para permitir sus evoluciones, es decir hay un compromiso entre las asociaciones polímero-polímero y entre asociaciones polímero-solvente. Lo que significa que el gelificante debe tener ciertas propiedades físicas químicas comunes a las macromoléculas insolubles (interacciones entre polímeros preponderantes) y a las macromoléculas hidrosolubles (capacidad de solvatación). Estas propiedades dependen de sus estructuras. Características de un gel La formación del gel es básicamente una transformación de sol al estado de gel durante el cual la viscoelasticidad cambia abruptamente con un simultáneo desarrollo en las características sólidas. En otras palabras, hay un intercambio entre las fases continuas y discontinuas durante la formación del gel. Por lo tanto, hay una necesidad en la medición de la viscoelasticidad (propiedad reológica). Por otro lado la medición de la dispersión de Rayleigh se puede emplear para estimar el tamaño de la partícula en la solución. Puede proporcionar información en los diversos procesos de agregación que ocurren durante la gelificación. Además, la dispersión de luz dinámica también se puede utilizar para estudiar la reología de la dispersión de la gelatina mediante la medición del coeficiente de difusión de las partículas en suspensión y la efectiva viscosidad del gel. Agentes gelificantes Son macromoléculas que se disuelven o dispersan fácilmente en el agua para producir un efecto gelificante. Según su origen, se distinguen: Las gomas de origen vegetal, esencialmente de naturaleza glucidica. Las gomas de origen animal de naturaleza proteica como los caseinatos y gelatina (ver tabla 1).
  • 5. Tabla 1.- Agentes Gelificantes en la industria alimentaria. Tipo Composición química Gelificación Aplicaciones AGAR Es un polisacárido obtenido de algas marinas que posee las propiedades funcionales de espesante y gelificante. Agarosa: Contiene grupos sin sulfatos pero que proveen todo el poder gelificante. Está formada básicamente como un polímero lineal de unidades de agarobiosa, así como por monómeros de dextro y levo galactosa, lo que le confiere una fuerte resistencia a la hidrólisis enzimática. La propiedad radica en la habilidad para formar geles reversibles; el gel se funde con calor y vuelve a su estado original con enfriamiento. Este ciclo puede ser repetido un indefinido número de veces, el gel conserva sus propiedades mecánicas extremadamente bien mientras no se use en condiciones ácidas (pH<4) o con agentes oxidantes. El proceso de gelificación de agar depende exclusivamente de la formación de puentes de hidrógeno. * Se usa en concentraciones muy bajas en el producto final. * No es necesaria la presencia de iones para la gelificación. * La histéresis del gel, la diferencia entre las temperaturas de gelificación y de fusión es mucho mayor en el agar que en cualquier otro agente gelificante reversible, permitiendo tener soluciones líquidas a 40 °C antes de gelificar y manteniendo productos estables por arriba de los 80 °C. *El agar muestra sinergia con el azúcar, lo que incrementa la fuerza del gel en productos con altas concentraciones de azúcar. ALGINATOS Son producidos en la pared celular y los espacios intercelulares de algas pardas. Formalmente, son polímeros de alto peso molecular con secciones rígidas y flexibles. Son sales del ácido algínico y sus monómeros son el ácido β-D-manurónico y su epímero unidos por enlaces glucosídicos que forman una estructura lineal. Los más comunes son el alginato de sodio, de potasio, de calcio y de magnesio. Tienen capacidad para formar geles que gelifican a ambiente. Cuando se pone a reaccionar con el Ca2+, este se inserta dentro de las estructuras de ácido gulurónico como un huevo en su caja. Un gel de alginato se considera como una parte sólida y otra una solución; después de la gelificación, las moléculas de agua están físicamente atrapadas por la red de alginato pero son libres de migrar hacia algún otro lado. En todos los productos en los que se usa el alginato, éste se emplea para controlar la forma del alimento. La cantidad de alginato necesaria es usualmente entre 1 y 2% del peso final del producto, algunos ejemplos son: aros de cebolla, tiras de pimiento, fresas para coctelería, trozos de carne para mascota, hamburguesas, entre otros.
  • 6. CARRAGENINA Es un polisacárido proveniente de algas rojas, que producen carrageninas tipo kappa-I, kappa-II, iota y lambda. Es una polisacárido lineal de alto peso molecular conformado por unidades repetitivas de galactosa y 3, 6- anhidrogalactosa, ambas sulfatadas y no sulfatadas, unidas mediante enlaces glucosídicos. Estos polímeros son fuertemente aniónicos debido a la presencia de grupos sulfatos, lo cual facilita su interacción con moléculas catiónicas y anfotéricas, como las proteínas, a su vez, se caracterizan por ser solubles en agua, formando soluciones de alta viscosidad y/o geles, por lo que son ampliamente utilizadas en diversos productos dentro de la industria alimentaria Al tener diversas propiedades, la carragenina es empleada en numerosos productos tales como: imitación de queso, glaseado para pasteles, comida para mascota, relleno para pay, cátsup, bebidas de frutas, entre otros. PECTINA Las pectinas son ácidos pectínicos de elevado peso molecular que se dispersan en agua. Algunos de los grupos carboxilo a lo largo de la cadena de ácido galacturónico están esterificados con metanol. Según el grado de esterificación, las pectinas se clasifican como pectinas de alto metoxilo o de bajo metoxilo. Los dos grupos tienen diferentes propiedades y gelifican bajo condiciones diferentes. Un gel de pectina está constituido principalmente por agua retenida en una red tridimensional de moléculas de pectina. La pectina es hidrofílica debido al gran número de grupos hidroxilos polares y grupos carboxilo cargados en la molécula. Cuando la pectina se dispersa en agua, algunos de los grupos ácidos se ionizan y el agua se une tanto a los grupos cargados como a los polares de las moléculas. La carga negativa de las moléculas de pectina, unido a su atracción por el agua, las mantiene separadas pudiendo así formar un gel estable. Se usan como gelificantes, espesantes y estabilizantes. Es mejor añadir pectina a jaleas y mermeladas para asegurarse de la formación de un gel.
  • 7. Mecanismos de gelificación Lo esencial de los conocimientos actuales reposa sobre los resultados de los estudios fisicoquímicos de estos polímeros en estado sólido y al estado líquido o gelificado. Gelificación por intermedio de dobles hélices  Se limita a la descripción de gelificación de carragenanos, pues la agarosa es menos empleada como gelificante alimentario. La estructura helicoidal secundaria de las cadenas macromoleculares de los k y t-carragenanosestá inscrita en la estructura primaria; a diferencia de las µ y λ carragenanos, los t y k-carragenanos poseen residuos de 3,6 anhidrogalactosa que, por el hecho de una unión trans con los residuos A(β-d galactosa 4-sulfato), constituye el cebo de una formación de hélice. La existencia de la doble hélice propuesta inicialmente por REES no puede ser formalmente demostrada, mas la mayor parte de las medidas son interpretadas satisfactoriamente con esta hipótesis. Tipos de Geles Hidrogeles (acuosos): Son una red de cadenas de polímero hidrófilo, en forma coloidal, en la que el agua es el medio de dispersión. Los hidrogeles son muy absorbentes (que puede contener más de 99,9% de agua), y pueden ser polímeros naturales o sintéticos. Los hidrogeles también tienen un grado de flexibilidad muy similar al tejido natural, debido a su contenido de agua significativa. Organogeles (orgánicos): Son similares a los hidrogeles, pero con un disolvente orgánico como medio dispersante en lugar de agua. Xerogeles (sólidos): Son geles sólidos que han perdido o se les ha extraído el disolvente. Geles hidrófilos o hidrogeles: constituidos por constituidos por agua, glicerina, u otros líquidos hidrofílicos. Geles hidrófobos o Geles hidrófobos o lipogeles (oleogeles): constituidos por parafina líquida adicionada de polietileno o por aceites grasos gelificados Geles monofásicos: el medio líquido lo constituye una sola fase o líquidos miscibles; agua una sola fase o líquidos miscibles; agua -alcohol, solución hidroalcohólica, aceite, etc. Geles bifásicos: constituidos por dos fases líquidas: constituidos por dos fases líquidas inmiscibles, formándose una estructura transparente con propiedades de semisólido. Geles elásticos: Un gel típico elástico es típico elástico es el de gelatina.
  • 8. Geles no elásticos: El gel no elástico más no elástico más conocido es el del ácido silícico o conocido es el del ácido silícico o gel de sílice. Inorgánicos: como el magma de bentonita. Orgánicos: –Naturales: como la goma arábiga y la gelatina como la goma arábiga y la gelatina – Sintéticos: como la como la carboximetílcelulosa sódica e sódica e hidroxipropílcelulosa Gel Físico Presentan una red tridimensional formada por uniones que no son completamente estables, sino que están asociadas a una reacción de enlace no enlace que se puede dar en los dos sentidos. Generalmente, las uniones son del tipo Van der Waals, mucho más débiles que las uniones covalentes. Gel químico Son aquellos en los que la red está formada a través de enlaces covalentes. Este tipo de enlaces es muy fuerte y su ruptura conduce a la degradación del gel. Por este motivo, se dice que los geles químicos no son reversibles con la temperatura, una vez rotos los enlaces no se pueden volver a formar. Este tipo de enlaces da lugar a un proceso de gelificación fuerte. Geles termorreversibles y termo-irreversibles La agregación se produce principalmente por puentes de H, que se rompen fácilmente al calentar, las redes poliméricas son termorreversibles, es decir, los geles se forman por enfriamiento de una disolución y al calentar se vuelven a fundir. El grado de desnaturalización que se requiere para que comience la agregación parece depender de la proteína, puesto que lo que se liberan durante la desnaturalización parcial son sobretodo grupos hidrófobos, predominan las interacciones hidrófobas intermoleculares, de ahí el carácter termoplástico (termoirreversible) de este tipo de geles, en contraposición con los geles termorreversibles por puentes de H. Los geles termoplásticos no se fluidifican por calentamiento, aunque se pueden ablandar o arrugar. Además de las interacciones hidrófobas, los puentes disulfuro formados a partir de los grupos tiol liberados contribuyen también a la red, del mismo modo que los enlaces iónicos intermoleculares entre proteínas con puntos isoeléctricos distintos en sistemas heterogéneos, por ejemplo, clara de huevo. Estabilidad de geles Los factores desencadenantes de la inestabilidad de un gel son: temperatura, cambios de pH, agitación violenta y electrólitos. Los geles con el tiempo pierden su condición de tal y su estructura puede llegar a romperse. La estabilidad de un gel también depende de su correcta formulación. Propiedades Un gel puede perder agua por evaporación o por sinéresis, y ganarla por imbibición La sinéresis se da porque durante la gelificación se producen tensiones en la estructura atómica del gel que finalizan reconfigurando su estructura tridimensional y exudando el agua excedente, lo que implica cambios dimensionales en la geometría de su masa. La imbibición se produce si se guarda la impresión del agua, el gel la absorberá aumentando su volumen. Con el tiempo el agua contenida en la estructura del gel, se evaporara de manera proporcional al tiempo transcurrido y la temperatura ambiente, disminuyendo la masa del gel. La sinéresis se debe a un reacomodo físico de las macromoléculas que adquieren una estructura más estable y provocan un ajuste en la interacción soluto-solvente.
  • 9. En lo que respecta al hinchamiento, la diferencia esencial entre los polímeros entrecruzados y no entrecruzados radica en que, en los primeros la entrada de disolvente no es capaz de separar las cadenas macromoleculares que forman el gel por estar covalentemente unidas, mientras que en los geles físicos el mecanismo de solvatación puede desenredar y separar unas de las otras a medida que progresa la entrada de disolvente en la red macromolecular. Esta entrada alcanza un límite o un grado máximo de hinchamiento ya que la estructura covalente no puede deformarse indefinidamente. La apariencia externa que tiene un gel depende de su proporción liquido-sólido. En el caso de los polímeros entrecruzados, los geles mantienen su aspecto de sólidos elásticos. Pero en el caso de polímeros no entrecruzados, a medida que aumenta la proporción de líquido se va pasando desde dicho aspecto de sólido elástico al de líquido viscoso. Interacciones con las proteínas La existencia de acciones entre las proteínas y ciertos poliosidos gelificantes se puede emplear en provecho de numerosos sectores de la industria alimentaria. Así que se utilizan las interacciones carragenanos- proteínas de leche para preparar postres lácteos con una determinada textura. Se puede estabilizar igualmente algunas suspensiones de proteínas lácteas a pH vecino a 4. Es posible, además, precipitar proteínas en presencia de poliosidos iónicos en ciertas condiciones de pH.Los mecanismos implicados son, en general, de naturaleza electrostática, pero es posible converger en ciertos casos, con reticulaciones por medio de enlaces covalentes. GELES EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA En los alimentos la gelificación de componentes cumple muchas funciones, particularmente en relación con la textura, la estabilidad y afectan en especial medida a las condiciones de procesado. Su importancia es especialmente grande ya que la demanda de productos bajos en grasa ha potenciado el desarrollo de alimentos donde esta se sustituye parcialmente por sistemas gelificados en base acuosa con textura adecuada, actúan como pegamentos alimentarios. Algunos alimentos en los que se encuentran están las mermeladas, jaleas, confituras, rellenos de panificación, patés, pie, flan, natillas, yogures y malvaviscos. Mermeladas: se utiliza como agente gelificante la pectina; es un producto pastoso obtenido por la cocción de una o más frutas adecuadamente preparado con edulcorantes, sustancias gelificantes y acidificantes naturales hasta obtener una consistencia característica. Jaleas: es un gel comestible dulce o salado, obtenido mediante la adición de gelatina o pectina. La jalea es diferente de las conservas y la mermelada porque no contiene trozos de fruta. Se prepara hirviendo fruta en agua y dejando que la pectina se disuelva en esta. Luego, se descarta la fruta y el jugo que queda se hierve con azúcar a altas temperaturas. Cuando el líquido se enfría, se convierte en jalea. Rellenos de panificación: sustancia o mezcla comestible con trozos de fruta usada para llenar una cavidad en otro alimento. Pates: preparación cocida confeccionada con un relleno. A los patés, una vez cocidos, se les vierte gelatina a base de carne para que contenga a la masa una vez que el relleno -por acción de la cocción-haya perdido volumen tras la evaporación de sus jugos. Además ésta gelatina adicionada evacuará el aire de los huecos vacíos previniendo así la oxidación, resecamiento y posible crecimiento microbiano.
  • 10. Pie: postre hecho a base de cremas, leches, en ocasiones rellenos de frutas o queso, y un agente gelificante, como la grenetina. Flan: Postre elaborado con una preparación a base de yemas de huevo, azúcar y leche, a veces aromatizada con vainilla, que se cuece y cuaja al baño; tiene una consistencia blanda y temblorosa. Natilla: crema elaborada con leche, yemas de huevo, azúcar y aromas como la vainilla o el limón. Yogures: es un producto lácteo obtenido mediante la fermentación bacteriana de la leche; la elaboración de yogur requiere la introducción de bacterias ‘benignas’ específicas en la leche bajo una temperatura y condiciones ambientales controladas. Malvaviscos: Los malvaviscos (bombones, nubes o marshmallows) son unas golosinas o dulces esponjosos, hechos a base de azúcar, gelatina, saborizantes y opcionalmente algún colorante, presentados en forma de cilindros, círculos o cuadrados. El malvavisco en una espuma gelificada en la que la fase dispersa corresponde a burbujas de aire y la fase continua es un gel que está conformado por una red de macromoléculas como fase continua y como fase dispersa por una solución formada por agua y azucares. Aunque la fase continua de un alimento aireado puede ser liquido (espuma de cerveza), viscoelastica (malvaviscos) o sólida (merengue) las burbujas se dispersan inicialmente en la mayor parte del liquido de la solución. La incorporación de aire en el bombón no es muy diferente de la del pan, las burbujas de aire son más pequeñas, y son añadidas durante el batido.
  • 11.  Jan W. Gooch., Encyclopedic Dictionary of Polymers. 2011.  Katsuyoshi Nishinari, Etsushiro Doi., Food Hydrocolloids Structures, Properties and Functions. Editorial Universidad de Kyoto, Japón, 1993.  Milani Jafar, Maleki Gisoo., Hydrocolloids in Food Industry. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. Iran (http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/29151.pdf)  Multon J.L., Aditivos y auxiliares de fabricación en las industrias agroalimentarias. Editorial Acribia, España, 1988.  Zuñiga R.N, Aguilera J.M., Aerated food gels fabrication and potential applications. Universidad católica de chiles. Santiago Chile. 2008. (http://fs.unb.br/nutricao/laboratorios/tecdie/wp-content/uploads/2012/10/Aerated-food-gels.pdf)