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Estabilizadores en los Alimentos

1 de octubre de 2009
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La funcionalidad del estabilizador en los helados es mucho más complicada por el hecho de que es un alimento complejo que contiene grasa, proteínas y sales, cuyo comportamiento químico y físico se ve afectado por la cantidad y la presencia física de agua/hielo. Además, algunos de los componentes se combinan con ingredientes estabilizadores para proporcionar mayor dominio en la movilidad del agua.



Por: Dr. Bruce Tharp y Dr. Steven Yound, Editores Contribuyentes

Los estabilizadores modifican la movilidad de agua y, por lo tanto, afecta la propiedad de la textura (por ejemplo, la reología, uniformidad de la apariencia y características de palatabilidad); funcionalidad física (por ejemplo, la compatibilidad con las maquinas), y/o la estabilidad física de alimentos y bebidas durante la producción, distribución y consumo final. Los estabilizadores manejan grandes cantidades de agua en relación a su propio peso. Por lo tanto, se utilizan a niveles ultra bajos que no afectan significativamente a las propiedades nutricionales de los alimentos a los que se agregan.


Terminologia y Funciones Generales

Los estabilizadores son también conocidos como gomas hidrocoloides, porque forman dispersiones coloidales en el agua. Sus efectos sobre la movilidad de agua se derivan de un alto peso molecular, y compleja estructura muy ramificada. Las moléculas individuales o partículas de un estabilizador dado interactúan con el agua y cambian el comportamiento de la misma.

Las influencias secundarias que más afectan a la aceptabilidad de cualquier alimento o bebida, incluye la cristalización de otros componentes de los alimentos (por ejemplo, azúcares), la liberación del sabor (bueno o malo), la viscosidad/grosor y la conservación de las características organolépticas (textura) a través de la vida de anaquel del alimento o bebida.


Estabilizadores en Postres Congelados

Considerando la funcionalidad del estabilizador en helados y postres congelados similares, tales como sorbetes, este brinda una visión que puede ser fácilmente transferida a otros alimentos y bebidas.

A diferencia de otros alimentos, el helado está diseñado para ser elaborado, distribuido y consumido congelado. Como resultado, el manejo del número y tamaño de los cristales de hielo es un elemento fundamental de la percepción tanto en el aspecto liso (un atributo clave de la calidad de los helados) como el frío que es parte de la apariencia refrescante. En la consistencia del helado también se incluye la percepción del cuerpo (morder, masticar), en la que la organización de los cristales de hielo puede desempeñar un papel importante. Además de la textura, la cantidad y la estructura del hielo y el número y tamaño de los cristales de hielo en los helados, también influyen directamente en la apariencia, aroma (modificación de la química y física de los componentes aromáticos) y el sabor (dulce, salado, amargo, umami, etc.). En última instancia, todos afectan el sabor del alimento terminado.

La funcionalidad del estabilizador en los helados es mucho más complicada por el hecho de que es un alimento complejo que contiene grasa, proteínas y sales, cuyo comportamiento químico y físico se ve afectado por la cantidad y la presencia física de agua/hielo.

Así, el manejo del agua y su comportamiento adquiere una dimensión adicional en los helados. Al igual que en otros alimentos, la influencia de los estabilizadores en la reología juega un importante papel con la percepción de la cremosidad y riqueza relacionada con la calidad del producto. Más allá de mantener la suavidad y obtener el tamaño de cristales de hielo muy por debajo del umbral al reducir la movilidad del agua; los estabilizadores minimizan los efectos de la recristalización y el fenómeno de maduración que inexorablemente causa el crecimiento de los cristales de hielo. La funcionalidad es una clave elemental para obtener un helado suave.

Dado el bajo nivel de uso de los estabilizadores, ellos juegan sólo un rol menor en que afectan las propiedades de mezclas líquidas antes de la congelación. La influencia  primordial es añadir un pequeño grado de viscosidad, con poca distinción entre los efectos de diversos estabilizadores empleados. Sin embargo, cuando el agua se congela, la concentración efectiva del estabilizador aumenta, debido a la influencia de concentración por congelación. Cuando se congela el agua, deja de ser un disolvente. Como resultado, los solutos originales (azúcares, sales, proteínas, etc.) y materiales en suspensión (proteínas, grasas, estabilizadores, etc.) se concentran en el agua descongelada. A temperaturas de almacenamiento muy bajas, 85% o más el agua se congela, produciendo aproximadamente como cinco veces o más de aumento de la concentración del estabilizador en el agua durante la fase de descongelación. En estos niveles, los estabilizadores son altamente eficaces en la transición  de hielo-agua-hielo, y la movilidad del agua, por lo tanto impartiendo la funcionalidad de la goma individual a la reología de la fase de descongelación y, por tanto, la calidad alimenticia del producto.


Los Estabilizadores mas Conocidos

A continuación describimos algunos de los estabilizadores más utilizados para postres congelados:

• La goma guar y la goma garrofín (también conocida como goma de algarrobo) se denominan galactomananos, su configuración molecular consiste en una columna vertebral central de manosa con estructuras ramificadas compuestas por unidades galactosas. La capacidad de cryo-gelificación de la goma garrofín le ayuda a ser la más eficaz de las gomas estabilizadoras en el control del tamaño de los cristales de hielo. Además, muestra grados útiles de sinergismo con otros estabilizadores, tales como la carragenina y la goma xantana. La goma guar, aunque menos eficaz que la goma garrofín, se utiliza extensamente debido a su costo relativamente bajo. La variabilidad en el rendimiento entre la goma garrofín y la goma guar es el resultado de diferencias en la proporción entre galactosa- manosa en su estructura molecular-1: 2 en guar y 1: 4 en la goma garrofín.

• La goma Tara es otro galactomanano que recientemente han encontrado aplicaciones en helados, como una alternativa de bajo costo para la goma extraída de algarrobo. Su relación de galactosa a manosa es de 1: 3, lo cuál la coloca en un termino intermedio en su funcionalidad entre la goma garrofín y la goma de guar.

• Las gomas celulosas representan diversas modificaciones de la celulosa. La configuración molecular de la celulosa involucra cadenas muy largas de unidades sin ramificaciones de glucosa. No tiene efectos intrínsicos de inmovilización del agua, pero pueden ser modificadas químicamente en una forma ramificada que atrae al agua de una manera similar a la de las gomas naturales. Las ramificaciones se forman mediante la interacción de varios seres orgánicos con elementos de la cadena de dextrosa. Así, la suma de los grupos carboximetil forma la celulosa carboximetil, la goma celulosa más comúnmente usada en helados, a menudo denominado “CMC”, o por el nombre usual “goma de celulosa” aceptada para el etiquetado de ingredientes. Se prefiere a menudo CMC debido a su textura masticable asociada con su apariencia. Una amplia gama de propiedades funcionales de CMC es posible para controlar el grado de sustitución y de la longitud de la producción de la celulosa.

• Las otras gomas celulosas se han especializado en aplicaciones de postres congelados. Por ejemplo, la celulosa Hidroxipropil metil (HPMC) facilita la labor de batido y tiene las propiedades para retener la forma del helado y los sorbetes de agua que se utilizan para  producir formas de extrusión de estos productos. La celulosa Hidroxipropil (HPC) también facilita el batido y control de movilidad del agua que es ideal para una funcionalidad útil en helados.

• La celulosa Microcristalina (gel de celulosa, MCC) es un derivado de celulosa formado por la interacción física de celulosa cristalina con coloides, en particular, CMC, para formar diminutas partículas que forman un gel en el agua bajo la influencia de la acción de movimiento constante. El control de la movilidad del agua asociada con el MCC se basa en que la capacidad de formación de gel, en lugar de una interacción íntima con el agua a nivel molecular. Los geles de MCC son excelentes en el helado, no sólo por proporcionan el control del agua, sino por su capacidad de estabilización de la espuma. Esto los hace indispensables para mantener la integridad de las células de aire pequeñas que proporcionan una percepción de deseada cremosidad y, un efecto de reducción de grasa.

• Los carragenatos se extraen de las algas marinas y están disponibles en varias formas, que varían en sus efectos reológicos, principalmente con respecto a la presencia o ausencia de la capacidad de creación de gel. En las aplicaciones de productos lácteos, algunos carragenatos funcionan a través de una interacción entre la proteína de la leche que produce viscosidad muy alta o la gelificación a niveles bajos de carragenina. En los helados, está interacción también tiene el efecto esperado de proteger el sistema de la proteína contra influencias desestabilizadoras al cual está expuesto.

• La goma xantana es un polisacárido microbiano estable que proporciona las propiedades reológicas para una variedad de formulaciones y condiciones de proceso. Se ha convertido en un estabilizador útil en una amplia gama de productos alimenticios, pero no se utiliza con frecuencia en los helados, debido principalmente a la disponibilidad de opciones más rentables.

• Los alginatos son sales de ácido algínico extraído de algas marinas en las que las propiedades de la variable son asociadas con proporciones variables de D-ácidos manurónico y L-gulurónico. Sus efectos reológicos incluyen la formación de geles en la presencia de calcio. El uso de alginato de sodio en los helados ha disminuido en los Estados Unidos, pero aún es popular en otras partes del mundo.

  • Las sustancias pécticas se encuentran en la mayoría de las frutas y hortalizas. Ellos varían en la cantidad y ubicación de los grupos metoxi en ácido poligalacturónico. Altas y bajas pectinas metoxilo están disponibles que difieren en su capacidad de atraer, inmovilizar y, eventualmente gelificarse durante la presencia de ácido, azúcar y/o cationes multivalentes. Normalmente, las pectinas se encuentran en postres congelados muy azucarados, de bajo pH como sorbetes, helados de agua y sorbetes.


Mezclas de Almidones y Estabilizadores

Los productos de almidón son ampliamente utilizados para el control del agua en alimentos. Los almidones nativos de diversas fuentes se hallaban entre los antiguos ingredientes de control de agua utilizados en helados. Desde entonces las propiedades funcionales de los almidones se han desarrollado considerablemente por modificaciones químicas y físicas y el desarrollo de nuevas variedades de granos originarios.

Las mezclas de los estabilizadores se puede considerar cuando las propiedades individuales de cualquier otro tipo, no son esperadas, cuando las propiedades únicas simbióticas o sinérgica de cualquier mezcla determinada puede ser necesaria y / o cuando el costo, disponibilidad o ambas deben ser consideradas. 


En Conclusion

Los estabilizadores funcionan en los helados de muchas formas. Estas funciones se trasladan adecuadamente a otros alimentos y bebidas. Considere lo siguiente:

• Manejo de la viscosidad.

• Prevención de la separación líquido/sólido.

• Efectos sobre el comportamiento del proceso.

• Influencia en la calidad de los alimentos - Palatabilidad e intensificación del sabor.

• Protección contra la desestabilización de la proteína y sinéresis posteriores.

• Administrar la capacidad de tomar y retener el aire.

• La participación secundaria en la aglomeración de grasa (la desestabilización).

• Control del tamaño de los cristales de hielo.

• Control de la cristalización de los componentes no acuosos (lactosa, dextrosa).

• Control de comportamiento de derretimiento/descongelación (retención del molde, sinéresis y apariencia).

• Proporcionar características de sabor agradables a los alimentos sometidos a modificación de grasa y otros productos saludables.

Ya que los efectos varían mucho con la cantidad, tipo y composición de los sistemas de estabilización, siempre es mejor tener un sistema estabilizador específico diseñado para responder a la necesidad funcional específica en un determinado alimento. IA

Este artículo fue publicado en Prepared Foods, revista hermana de Industria Alimenticia, y traducido para su publicación.

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