Este documento describe diferentes tipos de polisacáridos, incluyendo aquellos derivados de algas, plantas, microbios y animales. Explica la estructura, fuente y propiedades de polisacáridos como la carragenina, el alginato, la pectina y la celulosa. También describe los métodos para medir la graduación de la pectina y las condiciones necesarias para la gelificación de polisacáridos como la pectina de alto y bajo metoxilo.

1. Polisacáridos

2. Gel
• Una red continua, tridimensional de
moléculas conectadas o partículas
atrapando un gran volumen de agua (fase
continúa)

3. FUENTE
• Polisacáridos
• Proteínas
• Plantas
• Algas
• Microbios
• Animales
• Plantas

4. Algae Polysaccharides
Name Source Main residues Properties
Agar-Agar Red seaweed D-Galactose, Forms extremely
3,6-anhydro- strong gels
L-Galactose Thermoreversible
Alginate Brown seaweed D-Mannuronic acid Forms chemically
(Macrocystis pyrifera) L-glucuronic acid set gels with Ca2+
Carrageenan Red seaweed Sulfated D-galactose, Forms chemically
(Chondrus crispus) sulfated 3,6-anhydro- set gels with K+
D-galactose Thermoreversible
Agarose Rhodophyceae L- and D-Galactopi- Gels similar to
ranose gelatin. No
cations are needed

5. Plant Polysaccharides
Name Source Main residues Properties
Pectin Plant Cell Wall Galacturonic HMP: Solids
(~70%)
Citrus, Apple, etc. Acid Low pH (~3.0)
LMP: Solids
(~30%)
Low pH (~2.2)
Starch Seeds, Tubers, Amylose, Thickener and
weak
etc. Amylopectin gels
HMP: High Methoxyl Pectin
LMP: Low Methoxyl Pectin

6. Microbial Polysaccharides
Name Source Main residues Properties
Gellan Pseudomonas elodea Tetrasaccharide Forms chemically
Units set gels with Ca2+
Thermoreversible
Dextran Leuconostoc D-Glucose Viscosity
Mesenteroides Enhancer
Xanthan Xanthomonas D-Glucose, Dispersions
campestris D-mannose, are high
D-glucuronic acid pseudoplastic

7. Animal and Plant Proteins
Name Source Products
Caseine and Cheese Making Cheese Analogs
Caseinate
Derivatives
Actin and Fish meat Seafood Analogs
Myosin
-Lactoglobulin Cheese Making Gels
(Cheese whey)
Leguminin Legumes Gels

8. Estructura de la carragenina
Moléculas de D-galactopiranosil unido con enlaces alternados α-
(1→3) y β-(1→4)
No ramificada
No precipita a bajo pH

11. Carrageninas
• Aplicaciones generales
• Estabilizante secundario en
helados y productos similares
• Preparación de leche
evaporada, formulas
infantiles, crema batida
estable a la congelación
• Mejora la adhesion e
incrementa la capacidad de
retencion de agua de los
productos cárnicos
emulsionados
• Mejora la textura y la calidad
de los productos cárnicos
bajos en grasa
• Fuente: algas rojas
• Clase: Extractos de algas.
Galactanos sulfatados.
• Grupos sustituyentes:
semiéster de sulfato
• Solubilidad en agua: alta
• Características generales:
soluciones claras y estables,
pseudoplásticas o
tixotrópicas

12. Alginatos
ácido glucuronico
ácido manuronico

13. Alginatos
• Aplicaciones generales
• Alginato sódico: forma geles
que no funde (postres,
análogos de frutas, otros
alimentos estructurados).
Análogos de carne
• El ácido algínico forma geles
blandos, tixotrópicos y que
no funden (rellenos de
pastelería tipo gel, cereales
para el desayuno con frutas
• Fuente: algas pardas
• Forma: Lineal
• Clase: Extractos de algas.
Acidos poliurónico
• Solubilidad en agua: alginato
sódico: soluble. Acido
algínico: insoluble
• Características generales:
Aginato sódico: gelifica con
Ca2+
. Soluciones viscosas no
muy pseudoplásticas

14. Pectinas.
• Son polímeros del ácido
galacturónico. Cada
anillo de la cadena posee
un grupo carboxilo (-
COOH). Este grupo
puede estar
esterificado con metanol
produciendo grupos
éster metílicos,
(COOCH3) o
neutralizado por una
base.

15. Pectinas
• Hidrocoloides con propiedades espesantes,
estabilizantes y gelificantes.
• Insolubles en alcoholes y disolventes
orgánicos corrientes y parcialmente solubles
en jarabes ricos en azúcares.

16. Clasificación
• Protopectinas. si todos los carboxilos están esterificados. Estas son
insolubles en agua y se hallan en mayor cantidad en los tejidos de los
frutos no maduros o verdes.
• Ácidos pectínicos. Si solo una parte pero mayoritaria de los carboxilos
está esterificada. Estos compuestos son capaces de formar geles si las
condiciones de sólidos solubles y pH son adecuadas. Las sales de estos
ácidos se llaman pectinatos.
• Pectinas. Son los ácidos pectínicos, solubles en agua caliente, con un
contenido medio de éster metílico. La principal característica es su
capacidad de formar geles en presencia de suficientes sólidos solubles,
ácidos o iones polivalentes.
• Acidos pécticos. Estos compuestos no poseen grupos carboxilicos
esterificados. Las sales de estos se denominan pectatos y reaccionan
fácilmente con los iones calcio de las células para producir compuestos
insolubles en los jugos de frutas, dando un precipitado visible
comúnmente en la separación de fases o abanderamiento en los
néctares.

17. Características
• El grado de esterificación
– Las pectinas de bajo metoxilo
(LMP, low methoxyl pectins)
presentan esterificación
menor del 50% y ayudan en la
gelificación con la sola
presencia de iones calcio.
– Las pectinas de alto metoxilo
(HMP, high methoxyl pectins)
poseen grupos carboxilo
esterificados en mas del
50%.
• A temperatura ambiente y
a pH 2,8-3,2 las pectinas
son tanto mas solubles en
agua cuanto mayor es su
grado de esterificación

18. Características
• La longitud de las cadenas moleculares:
– Está en relación directa con el peso molecular.
Influirá en la solidez del gel producido: poder
gelificante de la pectina.
– Poder gelificante: Grados SAG.
• Número de gramos de sacarosa que en una solución acuosa
de 65 º Brix y un valor de pH 3,2 aproximadamente, son
gelificados por un gramo de pectina, obteniéndose un gel
de una consistencia determinada.

19. Dispersabilidad-solubilidad: Etapas
• Dispersión. Para la dispersión del polvo es necesaria
una fuerte agitación a fin de separar bien los gránulos
de pectina e impedir la formación de grumos que
serían posteriormente insolubles.
• Hinchamiento. Una vez dispersada, la pectina necesita
tiempo mas o menos largo (función de la temperatura,
de la concentración, de la dureza del agua, etc.) para
hidratarse: es la etapa de hinchado. Por ejemplo para
una pectina HM 150 ºSAG, se dispersa en una solución
al 4% en agua fría o tibia.
• Disolución. Cuando las moléculas han fijado una
cantidad suficiente de agua, entre 15 y 25 veces su
propio peso según las condiciones de trabajo, se
obtiene una solución homogénea.

20. Gelificación HMP.
• Proceso de gelificación requiere presencia de:
– PECTINA - AGUA AZUCAR - ACIDO
• Pectina en solución acuosa: grupos carboxilo se disocian parcialmente
para formar iones carboxilo con carga negativa (R-COO -) provocando
así el aumento de la carga negativa de las moléculas y la recíproca
repulsión entre ellas. Todo esto favorece la disociación de la pectina.
• Adición de azúcar y de ácido:
– El azúcar desarrolla una acción deshidratante sobre la pectina y la lleva al
limite de la solubilidad
– el ácido, libera iones hidrogeno positivos, neutraliza la acción de los iones
carboxilos negativos, reduce al mínimo el aumento de la carga eléctrica y la
disociación de la pectina, y favorece las uniones físicas de sus moléculas.
• La acción mutua entre el azúcar y del ácido sobre la pectina en solución,
a temperatura suficiente para facilitar la solubilización y las uniones
físicas de los componentes: típica estructura reticular que al enfriar se
solidifica en forma de gel.

21. Tipos de pectinas HMP
• Pectinas de gelificación a velocidad media y rápida
– Elaboración de mermeladas destinadas a ser empacadas en
recipientes pequeños (máximo 1 Kg.): la rapidez de
gelificación evita que la fruta en trozos flote durante la fase
de enfriamiento.
– En productos que requieren un valor relativamente alto de pH
(pH=3,0-3,5 para 65% de sólidos solubles).
• Pectina de gelificación lenta
– Mermeladas y geles en general, y productos que deben ser
empacados en recipientes de grandes dimensiones (en este
caso es indispensable enfriar la masa a 70-75 °C antes del
llenado).

22. Pectinas HMP
Gelificación de la
pectina
Porcentaje
esterificación
Lenta 60 - 67
Mediana 68 - 70
Rápida 71 - 76

23. Dosificación HMP
• Depende:
– Concentración de azúcar:
• Está en relación inversa a la concentración de azúcar de la
masa a gelificar.
– Graduación de la pectina (°SAG)
• Está en relación inversa a los °SAG
– Tamaño del recipiente
• Los frascos de grandes dimensiones requieren una mayor
consistencia del producto que los recipientes pequeños
– Recipientes de 1 kg. necesitarían aumentar en un 2% la
cantidad de pectina prevista
– Recipientes de 10 kg. se aumentará en un 20%.

24. Gelificación
• Formación de una estructura reticular durante
la fase de enfriamiento que sigue a la cocción
de la mezcla de los varios ingredientes,
empieza cuando se alcanza la temperatura
critica de gelificación de la pectina empleada.
• En la práctica los valores teóricos de esta
temperatura son superados por unos pocos
grados por presencia de sales naturales de las
frutas.

25. Gelificación
• Factores que afectan temperatura de
inicio de gelificación:
– Acidez
– °Brix
– Cantidad de pectina
– Tipo de pectina: HMP, LMP.

26. Gelificacion
• Cocción prolongada provoca:
– Exceso de inversión y caramelización de la
sacarosa
– Degradación de la pectina, hidrólisis.
• Se evita:
– Reduciendo al mínimo el tiempo de cocción
– Acelerando el enfriamiento del producto
terminado

27. Intervalos de temperatura y pH a los que gelifican pectinas de alto
metoxilo.

28. Condiciones de gelificación de las pectinas de
alto metoxilo

29. Equilibrio de los ingredientes para lograr la
gelificación

30. Pectinas LMP
• Forman gel cuyo soporte esta constituido por una
estructura reticular de PECTINATOS DE CALCIO,
mientras su contenido de sólidos solubles puede bajar
hasta 2%, y el valor de pH acercarse a la neutralidad.
Para la gelificación, por esto, la sola presencia de la
pectina y de las sales de calcio es necesaria y
suficiente.

31. Gelificación
• Factores que afectan la gelificación:
– El grado de esterificación de la pectina
– El peso molecular de la pectina,
– Los °Bx del producto,
– El valor del pH del producto,
– La cantidad de sales de calcio presente en
los componentes.

32. Gelificación
• Pectinas comerciales varían en su grado de
esterificación y en algunos casos ya llevan
incorporadas cantidades de sales de calcio para ser
utilizadas con valores de pH pH=2,5a 6,5 y sólidos
solubles precisos Bx=0-80%,
• Dosis de pectina se determina por pruebas con
pequeñas cantidades de materias primas disponibles,
(0,3 y 2% del peso final del producto).
• Modalidad de empleo práctico similares a las
empleadas con pectinas de alto metoxilo (tener un
máximo cuidado en su perfecta disolución para la
completa utilización del poder gelificante).
• Temperaturas para la gelificación oscila entre 38 y
100 ºC

33. EMPLEO DE LA PECTINA
• Industria alimentaria
• Industria farmacéutica y cosmética

34. Métodos para la medición de la graduación de la
pectina
• La graduación de una pectina:
– Medida por la consistencia o
fuerza del gel obtenido al
emplear una formulación
determinada.
• Grados SAG recomendado por el
Comité de Expertos IFT
(International Food
Technologist) para la
normalización de pectinas desde
1.959.
• El método emplea un rigelímetro
el cual dispone de un tornillo que
permite medir la deflexión de un
gel normalizado. Este gel ha sido
preparado con la pectina a la
cual se le desea medir sus
grados SAG.

35. Métodos para la medición de la graduación de la
pectina
• Otros instrumentos:
• Gelómetro de Tarr-Baker:
– Mide la presión necesaria para provocar la rotura de la superficie libre
de del gel con un pistón de forma y dimensiones preestablecidas. Las
medidas hechas con este aparato son poco prácticas y de uso
complicado, no son siempre reproducibles y dan una aproximación del 5%
mas o menos.
• Rigidometro de Owens & Macllay:
– Mide el ángulo de rotación de una paleta mecánica, sumergida en el gel,
sobrepuesta a una determinada pareja de torsión. Las medidas hechas
con este equipo, de uso algo complicado, dan una aproximación también
del mas o menos 5%.
• Rigidómetro "Exchance" de Cox & Higby:
– Mide el hundimiento de la forma de un gel dejado en reposo. Por la
medida del hundimiento reportado sobre un diagrama suministrado con
cada equipo, se obtiene la real graduación de la pectina examinada. La
aproximación obtenida con este equipo es de 2% mas o menos. Su uso
rápido y seguro y la reproducibilidad de las medidas han merecido su
utilización mas generalizada.

36. Celulosa

37. Derivados de la celulosa

38. Carboximetilcelulosa
• Derivado: celulosa
• Clase: Celulosa modificada
• Forma general: lineal
• Unidades: →4)β-D-Glcp
• Grupos sustituyentes: éter
carboximetilico (DS 0.4-0.8)
• Solubilidad en agua: alta
• Características generales:
soluciones claras y estables,
pseudoplásticas o
tixotrópicas
• Aplicacionesgenerales
– Inhibidor del crecimiento
de cristales de hielo en
postres congelados
– Espesante, coadyuvante
de suspensiones, coliode
protector y mejorador de
la textura, cuerpo y
palatibilidad de salsas y
alimentos para untar
– Lubricante, formador de
peliculas y coadyuvante en
productos de extrusion
– Espesante y humectante
de la masa en productos
de pasteleria
– Espesante de jarabes

39. Metilcelulosas (MC) e
hidroxipropilmetilcelulosas (HPMC)
• Derivado: celulosa
• Clase: Celulosa modificada
• Forma general: lineal
• Unidades: →4)β-D-Glcp
• Grupos sustituyentes: éter
hidroxipropilicos (DS 0.02-
0.3), metilicos (DS 1.1-1.2)
• Solubilidad en agua: fria,
insolubles en agua caliente
• Características generales:
soluciones claras que
gelifican por acción del
calor
• Aplicaciones generales
– MC: características similares
a las de las grasas.
– Reduce absorción de grasa en
frituras
– Imparte cremosidad para la
formación de películas y
viscosidad
– Humectante
– HPMC: recubrimiento de
batidos no lácteos en los que
estabiliza la espuma, mejora el
batido, retarda separación de
fases y proporciona
estabilidad en congelación

40. Xantanos
• Origen microbiano: Exopolisacaridos
• GRAS
• Alta viscosidad y altamente pseudoplastico
• Poco cambio de viscosidad en el rango de 0-
100°C
• Usada en un amplio rango de pH
• Aplicaciones generales:
– Estabilizacion de dispersiones, suspensiones y
emulsiones.
– Espesante general

41. Goma Arábica
• Fuente: acacia
• Clase: exudado de plantas
• Forma general: ramificación
multiple; alta ramificación
• Unidades: estructura
compleja y variable. Contiene
polipéptidos
• Solubilidad en agua: muy alta
• Características generales:
emulsificante y estabilizador
de emulsiones. Compatible
con altas concentraciones de
azucar. Viscosidad muy baja a
altas concentraciones
• Aplicaciones generales
– Previene la cristalización de
la sacarosa en confitería
– Emulsifica y distribuye los
componentes grasos en
confitería
– Preparación de emulsiones de
aromas aceite/agua
– Componente del
revestimiento de dulces
– Preparación de aromas en
polvo

42. • Fuente: semillas de guar
• Clase: galactomanano de
semillas
• Forma general: Lineal
(manosa) con
ramificaciones de una
unidad simple (galactosa).
Se comporta como un
polimero lineal
• Solubilidad en agua: alta
• Características generales:
Soluciones estables,
opacas, muy viscosas,
moderadamente
pseudoplasticas.
• Espesante economico
• Aplicaciones generales
– Ligante de agua, previene
el crecimiento de los
cristales de hielo, mejora
la palatibilidad, ablanda la
textura producida por
carragenano + goma
garrofín y reduce la
velocidad de fusión de los
helados
– Productos lácteos,
alimentos precocinados,
productos de panadería,
salsas, alimentos para
animales
Guarano, guar gum

43. • Fuente: semillas de algarrobo
• Clase: galactomanano de
semillas
• Forma general: Lineal (manosa)
con ramificaciones de una
unidad simple (galactosa). Mas
ramificaciones que el guarano
e irregular. Se comporta como
un polímero lineal
• Solubilidad en agua: solo en
agua caliente, requiere 90°C
para su solubilización completa
• Características generales:
Interacciones con xantanos y
carrageninas para formar
geles rígidos; raramente
utilizada sola.
• Aplicaciones generales
– Proporciona resistencia
excelente al choque
térmico
– En los helados y postres
helados aporta textura
blanda, fusión cremosa y
masticabilidad
Goma de algarrobo, goma garrofín,
LBG

44. Fibra dietética
• La Comisión de expertos de la FAO/WHO
• Principales componentes se derivan de las
paredes celulares de vegetales presentes en
la dieta y comprenden celulosa, hemicelulosa y
pectina (los polisacáridos no-almidón).
• La lignina, un componente no-hidrato de
carbono de la pared celular, también se
incluye a menudo como tal.
• Se ha sugerido que oligosacáridos no
digeribles también se deberían incluir en el
término (FAO, 1998).

45. Fibra dietética
• Ha y colaboradores (2000)
• Cualquier componente de la dieta que llega al
colon sin haber sido absorbido en el intestino
humano sano.
• FD se divide en microbiológicamente
degradable o no degradable por la flora
colónica y éstas a su vez se subdividen en
material de las paredes vegetales, material no
proveniente de las paredes vegetales y
material físicamente atrapado en los
anteriores.

46. Fibra dietética
• El Consejo de Alimentos y Nutrición del instituto
de medicina de los Estados Unidos de
Norteamérica:
• Hidratos de carbono y lignina no digeribles en el
intestino delgado humano procedente de plantas
comestibles en los cuales la matriz vegetal está
mayoritariamente intacta.
• Adicionalmente se define la fibra añadida o funcional
como hidratos de carbono no digeribles compuestos
de al menos tres moléculas de monosacáridos aislados,
añadidos, modificados o fabricados sintéticamente
que tienen efectos beneficiosos en los seres humanos.
La fibra total sería la suma de las dos anteriores.

47. Fibra dietética
• La Asociación de Químicos de Cereales de
los Estados Unidos de Norteamérica :
• Parte comestible de la planta e hidratos de
carbono que son resistentes a la digestión y a
la absorción en el intestino delgado humano
con la fermentación completa o parcial en el
intestino grueso.
• Incluye los polisacáridos, oligosacáridos,
lignina, y sustancias asociadas de la planta.

48. Fibra dietética
• Promueven efectos fisiológicos beneficiosos
incluyendo la función laxante, disminución del
colesterol en la sangre, y la disminución de la
glucosa en la sangre.
• Esta asociación esta en total desacuerdo con
la definición del Institute of Medicine, en
cuanto a la separación entre la fibra dietética
y funcional y así lo han manifestado
públicamente (AACC, 2001 mencionado por
Laurentin, et al., 2002).

49. Componentes de la Fibra Dietética
Polisacáridos no almidón
Celulosa
ß-glucanos
Hemicelulosas: galactomananos, arabinixilanos, etc.
Pectinas y análogos
Gomas: algarrobo, arábiga guar, karaya, tragacanto,etc.
Mucílagos: ispaguéla, carragenina, etc.
Oligosacáridos resistentes
Fructooligosacáridos (FOS) e inulina
Galactooligosacáridos (GOS)
Xilooligosacáridos (XOS)
Isomaltooligosacáridos (IMOS)
Ligninas
Guayacil-ligninas
siringil-ligninas
lignina cereal

50. Sustancias asociadas a poliscáridos no almidón
Suberina, Cutina, Ceras
Almidones resistentes
AR1 o atrapado
AR2 o cristalizado
AR3 o retrógrado
AR4 o modificado
Hidratos de carbono sintéticos
Polidextrosa
Metilcelulosa (MC), carboximetilcelulosa (CMC), hidroximetilpropilcelulosa (HMPC)
Curdlan y escleroglucano
Oligosacáridos: gentiooligosacáridos (GeOS), glucooligosacáridos (a-GOS), celooligosacáridos
(COS), lactitololigosacáridos (LTOS), mananooligosacáridos, transgalactooligosacáridos
(TOS).
Sustancias de origen animal
Quitosan y Quitina
Colágeno
Condroitina
Otros
Polioles no absorbibles: manitol, sorbitol, etc
Disacáridos y análogos no digeribles: lactulosa, lactitol, etc.
Sustancias vegetales: taninos, fitatos, saponinas, etc.Fuente: Mateu

51. Cambios químicos en carbohidratos
producidos por procesamiento
térmico

52. Azucares
• Reacciones de Maillard
– En el pan, el azucar mayoritario es la sacarosa (no
reductor), la cual se invierte por la accion de
invertasas de la levadura a glucosa y fructosa
(azucar reductores)
– En cakes, no hay levadura, asi que el azucar
reductor proviene de otras fuentes azucares
reductores como la lactosa de la leche o huevos
• Caramelizacion
– Es la formacion de compuestos de color sin la
presencia de grupos amino libres
– Las reacciones de caramelizacion ocurren a pH
moderado
– Reaccion usada en la manufactura de caramelos y
cubiertas de repostetia