Los hidrocoloides de origen microbiano como la dextrana, la goma xantana, los alginatos y otros polisacáridos microbianos como el escleroglucano y el curdlan se pueden producir a través de procesos de fermentación controlados, lo que los hace menos susceptibles a variaciones en calidad y más predecibles que los hidrocoloides de origen vegetal. Estos hidrocoloides microbianos tienen múltiples aplicaciones en la industria alimentaria y otras industrias debido a su capacidad para modificar la viscos

1. HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO Tecnología de los productos Agroindustriales 1 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

2. Los consumidores exigen que haya alimentos más variados, fáciles de preparar, seguros, nutritivos, baratos y con buenas características organolépticas (textura adecuada) Nuevas tecnologías de transformación, entre ellas los aditivos: HIDROCOLOIDES (biopolímeros)

3. HIDROCOLOIDES Macromoléculas que son sintetizadas mediante algún proceso biológico que debido a su afinidad por el agua, modifican la textura de los alimentos. Polisacáridos y sus derivados de origen vegetal o microbiano que se pueden dispersar en agua fría o caliente para producir geles, dispersiones o soluciones viscosas a bajas concentraciones. Las aplicaciones de las gomas o hidrocoloides se fundamentan en dos de sus características más importantes: la capacidad de alterar las propiedades del flujo de agua y la posibilidad de formar geles.

4. Aumentando la Viscosidad (bebidas o en jarabes) Estabilidad enlas emulsiones Ayudar a prevenir la separación del agua como es el caso de los alimentos congelados HIDROCOLOIDES (Ingredientes con propiedades beneficiosas) Suspender las partículas, (goma xantana en los aderezos para ensaladas) Forman geles como en la leche o postres a base de agua

5. CLASIFICACIÓN De acuerdo a su fuente de origen

6. HIDROCOLOIDESDE ORIGEN MICROBIANO En primer lugar su producción no depende de condiciones climáticas, contaminación marina o fallas en las cosechas. los productos son menos susceptibles a variabilidad en su calidad y su producción por ser controlada cuidadosamente. Finalmente a nivel microbiano se posee técnicas genéticas muy poderosas que eventualmente permitirán sintetizar gomas que presenten características reológicas “sobre pedido”, lo cual es todavía lejano con las otras especies. 6 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

7. DEXTRANAS En 1861, Pasteur demostró el origen microbiano de la transformación de la sacarosa en polímeros extracelulares y Van Tieghen en 1878 aisló uno de estos microorganismos, al cual dio el nombre de Leuconostocmesenteroides. En 1906 Scheiber separó estos polímeros a los cuales denominó “dextranas”. Un gran número de bacterias sintetizan dextranas extracelulares, encontrándose agrupadas dentro de los géneros Leuconostoc y Streptococcus. A partir de sacarosa……..polímeros extracelulares 7 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

8. La cepa de mayor interés industrial, l. mesenteroides NRRL B-512F, tiene la característica de producir dextranas de muy elevado peso molecular. Las soluciones de dextranas tienen comportamiento reológico no Newtoniano, de tipo pseudoplástico. 8 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

9. PRODUCCION DE DEXTRANAS (L. mesenteroides NRRL B – 512F) Proceso convencional Se requiere de sacarosa en el medio de cultivo. En este caso, ocurren tres procesos fermentación: -Crecimiento del microorganismo. -Síntesis y excreción de la enzima dextransacarosa. -Síntesis de la dextrana por acción de la enzima. 9 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

10. La sacarosa es entonces fuente de carbono y energía para el microorganismo, inductor y sustrato para la enzima. Con una concentración de 100 g/l es posible obtener 25g/l de dextrana. Se emplea igualmente en el medio extracto de levadura (2.5%), sulfato de magnesio (0.2%) y fosfato dipotásico (5%) y oligoelementos. El proceso dura unas 16 horas y la temperatura es entre 26 y 29 °C, ya que aunque el óptimo de crecimiento del microorganismo y la actividad de la enzima son de 30 °C la dextransacarasa no es muy estable a esta temperatura. Terminado el proceso, la dextrana es precipitada con metanol o etanol, previa eliminación de células. 10 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

11. APLICACIONES Estabilizantes y viscosantes en al industria alimentaria. En capas protectoras para semillas. Floculantes. Para la estabilización de agregados de suelos. Recuperación secundaria de petróleo. Procesos metalúrgicos. 11 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

12. XANTANAS GENERALIDADES La goma xantana es el polisacárido microbiano que mas éxito comercial ha logrado en el mercado internacional de Hidrocoloides. La capacidad instalada a nivel mundial es cercana a las 20000 toneladas por año. Los principales productores se encuentran en Estados Unidos, Francia y Austria. 12 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

13. CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS La goma xantana es un heteropolisacárido constituido por unidades monoméricas que contienen glucosa, manosa y acido glucorónico en relaciones molares 2.8:2:2, respectivamente. Este polisacárido ramificado explica en parte las extraordinarias características de capacidad viscosificante y estabilidad que presentan las soluciones de esta goma. 13 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

17. El xantano se agrega a los alimentos para controlar la reologia del producto final.

18. El polímero produce un gran efecto sobre propiedades como la textura, liberación de aroma y apariencia.

19. Su comportamiento como antioxidante es mayor que el de otros polisacáridos debido a su comportamiento viscoso.HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO 16

21. En la industria farmacéutica y cosmética el xantano se usa como agente emulsificante y para dar cuerpo.

22. En las aplicaciones agrícolas el xantano se usa como agente de suspensión o espesante.

23. En la industria petrolera se lo utiliza como aditivo para fluidos de perforación

24. Las soluciones de xantano también se aplican a líquidos de fractura. La fractura hidráulica permite mejorar la productividad del pozo. 17 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

26. La goma xantana se usa como espesante para salsas, para prevenir la formación de cristales de hielo en los helados, y como sustitutos de grasa con pocas calorías.

27. El xantana o goma xantana se añade a los alimentos para controlar la reología del producto final.

28. Se utiliza en emulsiones, como salsas, por ejemplo. También en helados y para estabilizar la espuma de la cerveza.

29. Es muy utilizado para dar consistencia a los productos bajos en calorías empleados en dietética. 18 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

31. Panadería y pastelería.

32. Bebidas, helados y productos lácteos.

33. Preparativos de fruta.

34. Productos en polvo.

35. Emulsiones de aceite en agua.

36. Inhibe la degradación y alarga la vida de almacenamiento de los productos horneados y masas refrigeradas

37. Jaleas: inhibe la sinéresis, evita que el relleno sea absorbido por la pasta19 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

38. Tabla1. Usos prácticos del xantano en la industria de alimentos 20 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

39. ALGINATOS Los alginatos obtenidos por extracción a partir de algas marinas presentan dificultades para su purificación, lo que resulta costoso. El producto es difícil de purificar debido a la presencia en las algas de algún tipo de polisacáridos. Además los bajos rendimientos en la extracción del ácido algínico (10-40% peso seco de alga),las fluctuaciones estacionales en el contenido de alginatos y el alto contenido de impurezas, contribuyen al alto costo del producto. Los problemas anteriores han provocado que esta industria busque alternativas de producción, encontrando en la obtención de alginatos por fermentación microbiana una opción, técnica y económicamente atractiva. HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO 21

40. APLICACIONES Los alginatos son ampliamente usados en una gran diversidad de industrias, debido fundamentalmente a sus propiedades funcionales, entre las que destacan su poder gelificante y viscosificante. Aun cuando muchos hidrocoloides o gomas tienen propiedades viscosicantes, no todos forman geles. Los alginatos poseen como una de sus propiedades más importantes la de formar geles instantáneamente, a través de una reacción con sales de calcio, para el caso de alginatos algales, estos geles y otros productos derivados, son inocuos y pueden emplearse en productos comestibles mientras que los alginatos microbianos, aún no han sido aprobados para consumo humano. 22 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

41. La aplicación industrial de alginatos depende del peso molecular, así como de la composición química del polímero. Dispersiones de alginatos en agua son empleados como agentes aspersantes y estabilizantes. En este renglón, se incluye la estabilización de espumas y emulsiones así como la suspensión de partículas solidas. La capacidad de estabilizante y espesante dependerá de la viscosidad de la muestra. Cuando los alginatos son empleados como agentes espesantes la concentración empleada es superior al 1%. 23 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

42. Propiedades funcionales y uso industriales de alginatos 24 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

43. La capacidad para la formación de geles termoirreversibles que poseen los alginatos, es la característica que ha propiciado un gran número de aplicaciones. Los cationes divalentes (regularmente calcio) ;reaccionan con alginatos, formando geles que modifican la calidad y textura de los productos finales. Los alginatos forman la base para la nueva producción tecnológica de los llamados "alimentos reconstituidos, fabricados y listos para cocinar' . El proceso de gelación puede ser adaptado para la producción de películas, fibras y cualquier otra geometría por caprichosa que sea. 25 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

45. La estructura química consiste en residuos de beta-1,3-D-glucosa con una cadena lateral de beta-1,6-D-glucosa cada tres residuos de la cadena principal.

47. Grado de elasticidad y viscosidad

48. Compatibilidades26 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

50. Lodos de perforación

51. Fluidos espaciadores

52. Emulsiones asfálticas

53. Otras aplicaciones técnicas: Adhesivos Pigmentos acuosos Tintas de impresión Escleroglucano refinado principalmente para cosméticos MARCAS El escleroglucano se vende con la marca ACTIGUM™ CS. 27 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

54. CURDLAN El curdlan es un homopolímero producido por Alcaligenesfaecalisvar. myxogenes, descubierto en 1964 por Harada. Consiste en unidades de glucosa en β1 3, por lo que no es degradado por las enzimas del sistema digestivo. Presenta grados de polimerización de hasta 540 unidades de glucosa y tiene la propiedad de gelificar térmicamente de forma irreversible. Es más elástico y más resistente que el agar. Aún no ha sido autorizado su uso como aditivo alimentario. 28 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

56. Productos acuáticos: Puede hacer el alimento flexible, mejorar gusto, prevenir quemado, substituir pescados y mejorar la producción.

57. Productos de carne: En salchicha, carne del jamón, puede mejorar la retención del agua y la firmeza, mejora el gusto del alimento, hace las salchichas más estables. Uso estándar: 0.1-1%.

58. Alimento cocido, bocados: En hamburguesas, pollo frito, bolsas de masa hervida, mejora la retención del agua, valor nutritivo y el gusto, mejora varios tipos de alimento, quita el gusto de la proteína de la soja.

59. Salsa: Aumenta la viscosidad, anti-sedimentación, mejora calidad.

60. Mejora la retención del agua de las tortas durante congelado, inhibe la adsorción de aceite en la fritura de alimentos. 29 HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO

62. Como adhesivo, viscosificante, estabilizante y agente protector de superficie en frutas y semillas. GLUCANO DE LEVADURA DE PANIFICACIÓN Tiene propiedades organolépticas que una vez en la boca produce la sensación de grasa o aceite y se emplea en dietas de bajo contenido calórico. Es aislado de la pared celular de Saccharomycescerevisiae mediante un proceso mecánico y está compuesto fundamentalmente de glucosa y manosa. HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO 30

63. INTEGRANTES Alva Chávez Carlos Baca Gutiérrez Milagritos Cabeza ZevallosLiseth Castillo OlórteguiJuly De La Cruz Ulco Paola Gil González Pamela HIDROCOLOIDES DE ORIGEN MICROBIANO 31