CAPITULO 3: ADITIVOS
DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 9: Hidrocoloides
3.9.1. Carragenina
3.9.1.1. Introducción
La utilización de hidrocoloides de algas
marinas data de cientos de años atrás. Las aplicaciones
iniciales consistieron en el uso del alga cruda, en su totalidad,
usualmente cocinándola en agua o leche y combinándola
con otros ingredientes, tales como carne o azúcar cruda,
para producir probablemente uno de los primeros alimentos fabricados.
Debido a que esos primeros sistemas alimenticios
basados en agua o leche, fueron simples en su propósito de
entregar un alimento en diferente forma, hubo pocas restricciones
o normas a seguir, ya que el control de calidad era esencialmente
inexistente. Los alimentos eran consumidos, buenos o malos, porque
no había marcas compitiendo en el mercado.
Con el advenimiento y desarrollo de la moderna
tecnología de alimentos, se produjeron alimentos más
sofisticados. Estos sistemas requerían algunas veces, una
construcción compleja de ingredientes, para lograr un balance
nutricional y organoléptico. Una simple mezcla de ingredientes,
a menudo tenía una estabilidad muy corta, presentando separación
de fases, tales como aceite y agua, o sedimentación, tal
como cocoa en chocolate con leche, o las especias en aderezos para
ensaladas. La necesidad de utilizar estabilizantes de carragenina
aumentó, a medida que los sistemas alimenticios se han ido
haciendo cada vez más complejos.
3.9.1.2. Tipos de carrageninas
Las carrageninas son extractos de las algas marinas
rojas, que se encuentran en varias partes del mundo. La mas comercialmente
importantes materias primas y sus localizaciones se encuentran detalladas
en la Tabla 7.
| Tabla 7.
primas, fuentes y tipos de carragenina.
| Alga marina |
Localización |
Carragenina |
Chondrus crispus
|
-
Canadá (marítima)
-
U.S.(New england)
-
Francia
-
Corea
|
Kappa/Lambda |
Euchema cottonnii Filipinas
|
Filipinas
Indonesia |
Kappa |
Euchema spinosum
|
Filipinas
Indonesia |
Iota |
Gigartina acicularia
|
Marruecos |
Lambda |
Gigartina radula
|
Chile |
Kappa |
|
Los extractos de estas algas son en su forma primaria,
polisacáridos sulfatados con un contenido variable de esteres,
que dan a los tres tipos básicos de carrageninas (kappa,
iota, lambda) sus únicas e interesantes propiedades.
3.9.1.3. Estructura
Las carrageninas tienen características
estructurales comunes:
la de unidades repetidas de azúcar basada
en galactosa, glicosidicamente enlazadas a lo largo de posiciones
alternas ? 1,3 y ? 1,4. Este enlace da a las carrageninas gelantes
(kappa, iota), un efecto helicoidal, el cual, a su vez, permite
que dos moléculas de idéntica carragenina formen una
doble hélice tipo “DNA”.
Las unidades repetidas del disácarido básico, para
los tres tipos de carragenina, se dan en la Tabla 8.
| Tabla 8.
Unidades repetidas en las carrageninas.
| Carragenina |
Unidades repetidas. |
| Kappa |
D-galactosa-4-sulfato 3,6 anhidra-D-galactosa |
| Iota |
D-galactosa-4-sulfato 3,6 anhidra D-galactosa-2-sulfato |
| Lambda |
D-galactosa-2-sulfato D-galactosa-2,6-disulfato |
|
Los pesos moléculares se encuentran generalmente en el rango
de 100.000 a 500.000 Daltons. El contenido de esteres de sulfatos
para los tres tipos son:
| Tabla 9.
Unidades repetidas en las carrageninas.
| Carragenina |
% Ester sulfato |
| Kappa |
18 - 25 |
| Iota |
25 - 34 |
| Lambda |
30 - 40 |
|
Las carrageninas kappa e iota forman gel, mientras
que la fracción labmbda es básicamente para aplicaciones
como espesante y suspensor.
La carragenina kappa tiene una precursora, llamada
mu, que es de naturaleza no gelificante, debido al 6-sulfato y a
la irregular y aleatoria estructura, asumida por esta fracción.
La carragenina mu, es lentamente convertida a la forma kappa, por
acción de la enzima “dekinkasa”, durante el ciclo
de vida de esta planta. La conversión comercial de mu a kappa,
se hace mediante alcali y temperatura (aproximadamente 95ºC)
para catalíticamente romper el 6-sulfato y cerrar el anillo
3,6 glicosídico (3,4-5,6). Esta modificación en la
estructura de la fracción mu, forma las mucho más
familiares carrageninas kappa. El anillo cerrado denkinkasa, de
alguna vez estructura aleatoria para formar el 1,4-1,3 enlaza la
estructura helicoidal para la carragenina kappa.
El tipo iota, también tiene un precursor llamado nu, el cual
es de naturaleza no gelificante, debido a su estructura aleatoria,
similar a la encontrada en la fracción mu, para comparación
con la kappa. La conversión del tipo nu a carragenina iota,
sigue los mismos principios previamente discutidos, para la conversión
de mu a kappa.
Lambda, es un tipo de carragenina no gelificante,
altamente viscoso, usado primariamente por sus propiedades suspensoras
y espesantes. Estructuralmente, tiene un 6-sulfato, similar a los
mu y a los nu. Sin embargo, carece de 4-sulfato. El 2-sulfato encontrado
en la repetida molécula disacárida lambda, es irregular.
La sustitución aleatoria del 2-sulfato, ocurre un 30% de
las veces, como un grupo hidroxilo. La división del grupo
6-sulfato, bien sea enzimática o catalítica, que forma
carragenina theta, causa una pérdida en viscosidad y no hay
gelificación. Esto es debido a la poca probabilidad de que
dos hélices de carragenina theta, de grupos 2-sulfato y 2-hidroxilo,
igualmente secuenciados, se combinen para formar el mecanismo gelificante
de doble hélice, asociado con las carrageninas kappa e iota.
La modificación completa de la carragenina lambda anula el
principal motivo para usar lambda, que es espesante (viscosidad)
y la subsecuente suspensión de materia en partículas.
Con base en la posterior aplicación, se
puede realizar cualquier tipo intermedio de extracto de carragenina,
a través de un estricto control del álcali, de la
temperatura y del tiempo de tratamiento para un alga específica.
Seleccionando parámetros específicos para estos factores,
un fabricante puede virtualmente producir cualquier tipo de carragenina
en particular, con propiedades creadas para una aplicación
en especial. La Tabla ____ presenta los límites a las propiedades
teóricas de las carrageninas, en un medio seleccionado y
en varias condiciones. La selección de las materias primas
y el control en los procesos, llevan a un rango menos amplio de
propiedades disponibles para los científicos especializados
en alimentos, para el desarrollo de productos.
Es de notar particularmente las concentraciones
usadas para producir geles en agua, en comparación con las
usadas para formar geles en leche. Una reducción a la decima
parte en la carragenina usada en geles en sistemas lácteos,
genera aún suficiente estructura tridimensional para formar
geles que son comparables con los sistemas acuosos. Esto se debe
primordialmente, a la fuerte interacción de las carrageninas
gelificantes completamente modificadas con, básicamente,
caseína kappa.
| Tabla 10.
Temperaturas de fusión de algunas grasas animales.
| No modificada |
Modificada |
| I. Viscosidad (cps) |
1-1/2% ; 75ºC |
| Alta |
Baja |
| Mu 500-1000 |
Kappa 10-30 |
| Nu 1000-2000 |
Iota 20-40 |
| Lambda 2000-4000 |
Theta 100-200 |
| II. FUERZA DE RUPTURA, GEL en agua (g/cm2) |
2.0% ; 20ºC |
| Baja |
Alta |
| Mu 0 |
Kappa 2000 (0.2)* |
| Nu 0 |
Iota 300 (2.5)** |
| Lambda* 0 |
Theta* 0 |
| III. REACTIVIDAD, GEL en leche (g/cm2) |
0.2% ; 10ºC |
| Baja |
Alta |
| Mu 10 |
Kappa 500 |
| Nu 10 |
Iota 250 |
| Lambda* 0 |
Theta* 0 |
* Espesa
** Penetración en centímetros (cm).
|
Tabla ___. Propiedades de solubilidad y gelificación
para las carrageninas.
* 180ºF (82ºC)
Nota: la carragenina kappa tiene acción sinérgica
con la goma de algarrobo.
pueden verse afectadas adversamente por otros
ingredientes, por el proceso, la estabilidad y las condiciones de
almacenamiento.
7.9.1.5. Mecanismo de gelificación.
La Figura ___ presenta el mecanismo de conversión
de una solución a gel, para carrageninas kappa e iota. La
carragenina se vende en forma de polvo fino, el cual, en presencia
de cationes, requiere calor para una solubilización completa.
Para compensar la solubilidad lenta característica del material,
se recomienda generalmente, dispersar la carragenina, con buena
agitación, en el medio (agua, leche). En agitación
continua, calentar el sistema hasta aproximadamente 82-85ºC,
con lo cual se asegura la solubilización completa del polisacárido.
INCLUIR FIGURA MECANISMO DE GELIFICACION DE LA
CARRAGENINA.
Físicamente, la solución presentará
un aumento de viscosidad, debido al desenrrollamiento de las moléculas
de la carragenina, con la subsecuente ligadura del hidrógeno,
a las moléculas de agua en el medio. La ligazón al
agua disminuye la cinética del sistema, lo que resulta en
un aparente aumento en viscosidad. Un calentamiento posterior de
la solución agregará suficiente energía térmica
al sistema, causando el rompimiento de la ligazón del hidrógeno,
liberando de esta forma las moléculas de agua de nuevo en
solución. Esto se demuestra por una pérdida aparente
de viscosidad y normalmente asegura, la solubilización completa
de la carragenina. Una vez que la carragenina gelificante esta aproximadamente
solubilizada, el sistema puede ser enfriado hasta aproximadamente
10ºC sobre su temperatura de gelificación y vertido
en los envases deseados. En los sistemas listos para servir, el
llenado debe hacerse pro encima de 74ºC, a menos que se mantengan
condiciones asépticas. En el llenado en frío (aséptico),
las aplicaciones de carragenina están limitadas a la iota,
debido a su propiedad de recuperación tixotropica. La carragenina
kappa, debe ser vertida a temperatura superior a la de gelificación,
porque su estructura de gel roto, permanece fluida.
Los mecanismos de gelificación de las carrageninas
kappa e iota, son bastante similares. El tipo kappa, durante la
etapa del proceso de enfriamiento, alinea dos rollos helicoidales
similares, de tal manera, que enfoca su 4-sulfato, hacia cada uno.
Normalmente, la fuerte negatividad de los grupos sulfato, causa
repelencia a cargas similares. Esto es neutralizado, en el caso
del tipo kappa, por iones de potasio. Una vez que la neutralización
ocurre, una fuerte ligazón de hidrogeno permite la formación
de la doble hélice. Esta formación helicoidal puede
ser tridimensional, dando por esto, estructura al medio y sus otros
ingredientes. Un enfriamiento posterior del sistema, permite una
ligazón adicional del hidrógeno de las dobles hélices
de la kappa, las cuales, a su vez, causan una “textura de
gel” aumentada y sinéresis. Esta, es la exudación
de agua, de un sistema sólido. Este “endurecimiento”
del gel, puede ser agravado posteriormente, por la adición
de concentraciones pequeñas de iones bivalentes (caso de
Ca++, Mg++), los cuales también causan aumento de sinéresis.
La carragenina kappa es sinergica con la galactomana
de la goma de algarrobo, en su estado semi-refinado o clarificado.
Este sinergismo se demuestra en un gel con sinéresis y fragilidad
reducidas. El sinergismo de la gelatina ocurre debido a la ligazón
de hidrógeno entre la doble hélice dela carragenina
kappa y la base de polimanosa de la galactomana. La sustitución
irregular de las cadenas laterales de galactosa, actúa solamente
para bloquear la estrecha asociación entre la carragenina
y kla base de manosa. Sin embargo, hay suficientes secciones suaves
de goma de algarrobo, para asegurar la asociación. Esta reacción
depende del peso molecular de las dos gomas, la relación
de la mezcla y la fuerza potencial de gelificación de la
carragenina kappa.
La carragenina iota va a través de un ciclo
solubilidad a gelificación similar al de la kappa, excepto
que no hay ligazón posterior del hidrógeno, asociada
con una estrecha proximidad de la doble hélice. Esto es debido
a la pérdida del 2-sulfato adicional de la kappa, pero enfocado
hacia fuera, de la doble hélice de la iota. Estos grupos
2-sulfato actúan como puentes iónicos entre las hélices,
por la asociación de un catión bivalente, más
comunmente de calcio. Esta estructura de gel, permite una mayor
flexibilidad en la textura del producto final, que se muestra elástica.
La flexibilidad de la estructura tiene una buena capacidad de retención
de agua y la carragenina iota se usa en muchos sistemas de congelación-descongelación,
donde retarda la asociación de la molécula de agua,
la cual forma cristales de hielo de estructura fragmentada.
Los geles de carrageninas kappa e iota son térmicamente
reversibles, permitiendo por esto, una mayor flexibilidad en el
proceso. Sus temperaturas de gelificación y derretimiento,
pueden ser controladas mediante un ajuste cationico, dentro del
sistema alimenticio.
7.9.1.6. Interacción de carragenina –
proteína.
La propiedad más importante de la carragenina,
es su capacidad de hacer que complejos proteínicos, formen
estructuras alimenticias modificadas. Este aspecto es probablemente
el menos entendido de todas las características de la carragenina
y el más interpretado. En términos generales se ha
encontrado que la interacción entre carragenina y proteína,
tiene dos mecanismos:
-Atracción electrostática.
Las proteínas de la leche se forman en submicelas,
las cuales, a su vez, se forman en micelas. Se ha encontrado que
la carragenina kappa posee una poderosa red de carga positiva, en
la primera parte de su molécula. Los aminoácidos ordenados
tienen una red de carga positiva, lo cual se he encontrado en la
superficie de la micela de caseina. Esta carga permite la atracción
de los fuertemente negativos grupos sulfato, adjuntos a la cadena
de la carragenina. Si se presentan daños en la micela, se
presentan cambios en las texturas mostradas por las interacciones
carragenina - proteína. Por lo tanto, es importante que las
proteínas de la leche sean desnaturalizadas lo menos posible,
para maximizar la reactividad de la carragenina con la proteína.
De todas estas fracciones de proteína en la leche, la caseina
kappa es la más reactiva, a lo largo de un proceso alimenticio
normal.
-Formación de Puentes bivalentes.
Las interacciones carragenina – proteína
pueden también ocurrir, debido a una formación de
puentes bivalentes entre el grupo ester sulfato de la carragenina
y un grupo carboxilo contenido en el complejo aminoácido,
que constituye la macromolécula proteínica.
De todas maneras, la interacción carragenina-
proteína, es una combinación de los dos mecanismos
y debe ser perfectamente entendida, por quienes trabajan en desarrollo
de sistemas alimenticios con base proteínica.
7.9.1.7. Factores claves para la utilización
de carragenina: económicos/disponibilidad.
Con el advenimiento del cultivo de algas marinas,
hay un suministro constante de materia prima uniforme, lo cual,
a su vez, conduce a uniformidad en la producción de carragenina,
porque algunos pueden tener propiedades innecesarias para un sistema
alimenticio, en particular.
-Tipo de aplicación.
Con respecto al tipo de aplicación, en términos
generales puede decirse que para procesos en donde se requiere gelificación,
se necesitan carrageninas kappa y/o iota. Si se requiere viscosidad
o suspensión, se aplica carrageninas lambda. Con frecuencia,
una combinación de dos o tres carrageninas, producirá
la textura deseada para un sistema alimenticio.
-Proceso.
Este es el factor más importante para el
uso apropiado de carrageninas. El proceso puede ser dividido en
varias areas, incluyendo agitación, dispersión, pH,
temperatura y tiempo.
Las carrageninas generalmente requieren un dispersante,
un agente humectante, o medios mecánicos para su apropiada
adición dentro del sistema. Esta es el área más
crítica para las carrageninas, ya que simplemente vertirla
en el recipiente, producirá “ojos de pescado”.
Estos son bolas de polvo, selladas por goma parcialmente hidratada
y son difíciles de dispersar, una vez que se forman. Debe
mantenerse agitación constante durante el proceso para asegurar
la mezcla apropiada de los ingredientes.
Altos niveles de azúcar (por ejemplo, aproximadamente
50% o más), retardan la completa solubilidad de la carragenina,
debido a la solubilización/aglutinación del azúcar
con el agua. Altos niveles de sal, por ejemplo, 2-3%, no retardarán
la dispersión, pero a menudo, previenen la solubilización
a las temperaturas normales del proceso. Se recomienda que la carragenina
sea incorporada al medio, con anterioridad a la adición de
altos porcentajes de azúcar o sal, para permitir una apropiada
solubilización del polisácarido. En la práctica
real, la carragenina se usa en sistemas con azúcar reducida
y en sistemas que no contengan más del 2% de sal.
Altas temperaturas y corte durante períodos
prolongados de tiempo, reducen la funcionalidad de la carragenina.
Esta falla en el comportamiento de los ingredientes, no se limita
a la carragenina, sino que también, con frecuencia, las proteínas,
las grasas y otros ingredientes, se degradan. La temperatura y tiempo
del proceso deben ser mantenidos al mínimo, para reducir
al mínimo, las posibilidades de cambios en todos los componentes
del alimento. El mejor rango de ph para el comportamiento de la
carragenina, esta entre 4 y 10, siendo el nivel, para la mayoría
de los sistemas alimenticios, por debajo de pH 7. Las fallas en
el comportamiento son aceleradas, a medida que se reduce el pH,
pero hay varios métodos aplicables, para minimizar este efecto
del pH. Con técnicas HTST (alta temperatura, tiempo corto),
UHT (ultra alta temperatura) y sistema de llenado aséptico,
se logra minimizar estas fallas.
7.9.1.8. Aprobaciones de la carragenina.
La carragenina “chodrus extract”, se
reconoce como segura de acuerdo con las reglamentaciones para drogas
y alimentos de la FDA y está aprobada como aditivo para alimentos
bajo la norma 21 CFR-172.620.
Con respecto a las aprobaciones europeas, se debe
consultar la norma E-407.
7.9.2. Goma xantica.
La goma xántica es un carbohidrato, o más
específicamente un polisacárido natural de alto peso
molecular. El término goma xántica define biopolisacárido
exocelular que se produce en un proceso de fermentación de
cultivos puros por medio del microorganismo Xanthomonas campestris.
Durante la fermentación, se cultiva Xanthomonas
campestris en un medio bien aireado que contiene glucosa comercial,
una fuente apropiada de nitrógeno, fosfato ácido de
dipotasio y elementos en trazas apropiados. Para suministrar semillas
para la fermentación final, se cultiva el Xanthomonas campestris
en varias etapas con las pruebas de identificación asociadas
antes de introducirlo en el medio de fermentación final.
Al final del proceso de fermentación, la
goma xántica se recupera por medio de precipitación
en alcohol isopropílico, luego se seca y se muele.
7.9.2.1. Estructura de la goma xántica.
La estructura de unidad repetida de la goma xántica,
basada en la evidencia experimental más reciente, se detalla
en la Figura ____. El peso molecular del polímero es probablemente
de uno s2 millones pero se ha reportado que es hasta de 13-50 millones.
Estas diferencias probablemente se deban a fenómenos de asociación
entre cadenas de polímeros.
Existen tres monosacáridos diferentes en
la goma xántica: manosa, glucosa, y ácido glucourónico
(como una sal mixta de sodio, potasio, y calcio).
Según la Figura citada, cada bloque repetido
contiene cinco unidades de azúcar, consistentes de dos unidades
de glucosa, dos unidades de manosa y una unidad de ácido
glucourónico. La cadena principal de la goma xántica
está formada de unidades de ?-D-glucosa unidas en las posiciones
1- y 4- , es decir, la estructura química de la cadena principal
de la goma xántica es idéntica a la estructura química
de la célulosa. La cadena lateral consiste en dos unidades
de manosa y la unidad de ácido glucourónico. La unidad
terminal de ?-D-manosa se encuentra unida glicosídicamente
a la posición 4- del ácido ?-D-glucourónico,
el cual, a su vez, se encuentra unido glicosídicamente a
la posición 2- de la ?-D-manosa. Esta cadena lateral de tres
azúcares se encuentra unida a la posición 3- de los
residuos de glucosa alternada en la cadena principal. Se desconoce
la distribución de las cadenas laterales. Además,
aproximadamente la mitad de los residuos terminales de D-manosa
llevan un residuo de ácido pirúvico unida cetálicamente
a las posiciones 4- y 6-. Se desconoce la distribución de
estros grupos de piruvato. La unidad no terminal de D-manosa en
la cadena lateral contiene un grupo acetilo en la posición
6.
El hecho de que las cadenas laterales rodean la
cadena principal de la goma xántica podría ser la
causa principal de la extraordinaria resistencia enzimática
de la goma. La estructura química invariable y la uniformidad
de las propiedades físicas y químicas son también
singulares.
La rigidez estructural del polímero, la
cual es causada por la presencia de uniones ?-(1-4) y por la naturaleza
específica de la ramificación produce varias de las
propiedades poco comunes de la goma xántica. A diferencia
del comportamiento esperado de un polisacárido aniónico
típico, la adición de sales a la solución de
goma xántica libre de sales provoca un incremento en la viscosidad
(con una concentración de goma arriba del 0.15%).
La mayor parte de soluciones de polisacáridos
muestran, cuando se calientan, una disminución de la viscosidad,
mientras que las soluciones de goma xántica en agua desionizada
aumentan su viscosidad después de la disminución inicial
de la viscosidad. Este comportamiento de la goma xántica
sugiere que se está llevando a cabo un cambio en la conformación.
Se puede utilizar la técnica de la rotación óptica
para investigar los cambios en la conformación, y la medida
de la rotación óptica de la solución de goma
xántica libre de sales ha mostrado que un incremento en la
viscosidad corresponde exactamente a una disminución en la
rotación óptica. Esto es consistente con el desenrollamiento
de una conformación ordenada tal como una hélice para
transformarse en una espiral al azar con un aumento consecuente
del volumen hidrodinámico efectivo y, por lo tanto, en la
viscosidad.
Sin embargo, en presencia de pequeñas cantidades
de sal, un aumento moderado de la temperatura de la solución
tiene un efecto muy pequeño en la viscosidad de la solución
de goma xántica. (Figura ___).
7.9.2.2. Reología de las soluciones de goma
xántica.
Una de las propiedades funcionales más importantes
de la goam xántica es su habilidad de controlar la reología
de fluidos acuosos. Las soluciones acuosas de goma xántica,
son extremadamente pseudoplásticas; cuando se aplica un esfuerzo
tangencial. La viscosidad disminuye en proporción directa
a tal esfuerzo una vez que se ha excedido el límite de fluencia.
Después de que se haya dejado de aplicar el esfuerzo tangencial,
la recuperación de la viscosidad total es casi instantánea.
Este comportamiento de las soluciones de goma xántica puede
explicarse tomando como base la estructura helicoidal que se ha
sugerido recientemente.
El límite de fluencia aparente de una solución
de goma xántica puede considerarse cono la cantidad de fuerza
requerida para disociar algunas de las “zonas de superunión”,
y la disminución de la viscosidad resulta de la disociación
ulterior de las zonas de unión por la aplicación continua
del esfuerzo tangencial. Sin embargo cuando dicho esfuerzo se deja
de aplicar, las zonas de unión vuelven a formarse, aumentando
así la viscosidad.
La Figura ____ ilustra la relación entre
la viscosidad y los gradientes de velocidad de deformación
para la goma xántica sobre un rango de gradientes entre 0.1
y 40000 segundos recíprocos. Debido a esta relación
uniforme y debido a que se conoce el límite de fluencia,
la capacidad de suspensión es predecible y uniforme en un
amplio rango de condiciones. A bajos gradientes de deformación,
las partículas suspendidas permanecen estacionarias debido
a la alta viscosidad aparente de las soluciones de goma xántica
debajo del límite de fluencia. Los gradientes de deformación
que se encuentran al verter o cubrir son comúnmente suficientes,
para reducir materialmente la viscosidad aparente. Bajo ciertas
condiciones de elevado gradiente de deformación tales como
el bombeo, la goma xántica imparte muy poca viscosidad aparente.
Comparadas con otros espesantes, las soluciones de goma xántica
son excepcionalmente resistentes a esfuerzos tangenciales prolongados.
Una solución de goma xántica al 1% sometida a un esfuerzo
de 46000 segundos recíprocos durante una hora no mostró
pérdida de viscosidad. Este esfuerzo es comparable al aplicado
en un homogenizador o molino coloidal.
Reología de las emulsiones con goma xántica.
Una emulsión es una mezcla íntima
de dos líquidos inmiscibles (como el aceite y el agua) en
la cual uno de los líquidos se encuentra disperso en el otro
en forma de gotas finas; esta mezcla se obtiene usualmente con la
ayuda de un emulsificante y de algún dispositivo mecánico
tal como un molino coloidal. El emulsificante es un agente de superficie
activa que reduce la tensión interfacial de manera que puedan
formarse las gotas extremadamente pequeñas del líquido
emulsificado.
Para la formación inicial de una emulsión,
se requiere de agitación. Al terminar la agitación,
la emulsión se separará, a menos que se encuentre
presente algún emulsificante. Debido a esto, si se requiere
una emulsión con un cierto grado de permanencia, se hace
necesaria la presencia de un estabilizante de emulsiones.
Las características y calidad de una emulsión
se ven afectadas por el emulsificante y por el estabilizante de
emulsiones. La selección del emulsificante y del estabilizante
se verá también afectada por la formulación
total, por los requerimientos del uso final, y por el equipo disponible.
La goma xántica es única entre los estabilizantes
debido a las muchas características deseables que imparte
a la emulsión final.
Ya que una emulsión es básicamente
una suspensión, se necesita, para la permanencia, un límite
de fluencia real o aparente. La goma xántica es casi ideal
como estabilizante de emulsiones, ya que no sólo cuenta con
un límite de fluencia sino que también tiene una viscosidad
independiente de la temperatura y del pH. La goma xántica
es también químicamente inerte con respecto a la mayoría
de los ingredientes que pudieran encontrarse en el sistema.
Los límites de fluencia pueden ser dependientes
o independientes de la viscosidad del medio de dispersión.
En cuanto a las partículas líquidas sin fuerzas de
atracción, la estabilidad provista por la goma xántica
depende de la reología y del límite de fluencia de
la solución de la goma.
La pseudoplasticidad de las soluciones de goma
xántica (en conjunción con el límite de fluencia)
resulta en una viscosidad inmediata en respuesta a la deformación.
Las emulsiones que se estabilizan con goma xántica presentan
una viscosidad muy alta durante el reposo y son extraordinariamente
estables bajo condiciones de deformación baja que a menudo
se tienen durante el envío y el almacenamiento prolongado.
Las condiciones de defromación baja como el vaciado son suficientes
para hacer fluida la emulsión.
7.9.2.3. Reglamentación de la goma xántica.
El uso general de la goma xántica en alimentos
ha sido aprobado por la United States Food and Drug Administration
en los casos donde los reglamentos de las Normas Federales de Identidad
no impidan su uso como tal. Se encuentra en el Apéndice II
de la lista de Emulsificantes/estabilizantes de la Unión
Europea y el “Joint Exspert Committee of Health Organización
(WHO).
En resumen la lista de aditivos es grande. Algunos
son útiles algunos no. Se recomienda su uso en donde realmente
sean efectivos. La Tabla ___ presenta una lista de ingredientes
permitidos por el Animal and Plant Health Inspection Service del
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (siglas en inglés,
U.S.D.A.-A.P.H.I.S.) para su uso en carnes procesadas.
Tabla ____. Ingredientes no cárnicos aprobados
por USDA-APHIS para su uso en carnes procesadas.
| Clase de sustancia |
Sustancia |
Propósito |
Productos |
Cantidad |
| Anticoagulantes |
Acido cítrico Citrato de sodio |
Prevenir la coagulación |
Sangre fresca del ganado |
0.2% con o sin agua. Cuando se use agua para
realizar la solución de ácido cítrico o de citrato de sodio
para adicionar a la sangre del ganado, no se deben usar más
de 2 partes de agua por 1 parte de ácido cítrico. |
| Agentes antiespumantes |
Metil polisilicona |
Retardar la espuma |
Curados por inyección |
50 ppm |
| Antioxidantes e interceptores de oxígeno |
BHA |
Retardar rancidez |
Embutidos secos |
0.003 % con base en el peso total (0.006% en
combinación). |
| |
BHT |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Propilgalato |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
BHA |
Igual |
Embutidos frescos de cerdo, torticas de res
pre-asadas, y embutidos frescos de bovino o mezcla de bovino
y cerdo |
0.01% con base en el contenido de grasa. (0.02%
en combinación con base en el contenido de grasa. |
| |
BHT |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Propil galato |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
BHA |
Igual |
Carnes secas |
0.01% con base en el peso total (0.01% en combinación) |
| |
BHT |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Propil galato |
Igual |
Igual |
Igual |
| Ligantes |
Metil celulosa |
Para extender y estabilizar el producto, también
se usa como portador. |
Torticas de carne y vegetales |
0.15% |
| |
Aislado proteíco de soya |
Para ligar y extender el producto |
Embutidos. |
2% |
| |
|
|
Embutidos de imitación; estofados no específicos;
sopas, guisos |
Suficiente para el propósito |
| |
Caseinato de sodio |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Suero, deshidratado |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Goma xanthan |
Para mantener viscosidad uniforme; suspensión
de materiales en partículas; estabilidad de la emulsión; estabilidad
congelación-desconge-lación |
Salsas de carne, ensaladas con carne enlatadas
o congeladas y /o refrigeradas, guisos cárnicos enlatados
o congelados |
Suficiente para el propósito |
| Agentes colorantes (naturales) |
Alkanet Annatto Carotenos Cochineal Clorofila
verde Azafran Tumeric |
Para colorear tripas o grasas |
Tripas de embutidos |
Suficiente para el propósito (pueden ser mezclados
con tintes artificiales aprobados o materiales inertes no
peligrosos tales como sal o azúcar comunes) |
| Agentes colorantes (artificiales) |
Tintes de alquitrán de carbón, aprobado por
FDA. |
Igual |
Igual |
Suficiente para el propósito (puede estar mezclado
con materiales colorantes naturales aprobados o con materiales
inertes no peligrosos tales como el azúcar o la sal comunes) |
| |
Dióxido de titanium |
Igual |
Ensalada untable enlatada para jamón cocido
y productos enlatados tipo crema |
0.5% |
| Aceleradores de la curación; deben usarse sólo
en combinación con agentes de curado |
Acido ascórbico |
Para acelerar la fijación del color o mantener
el color durante el almacenamiento |
Cortes curados de bovino y de cerdo, productos
alimenticios con base en carne molida curada |
75 onzas para 100 galones de salmuera, inyección
al 10%; ¾ onza para 100 lbs americanas de carne o producto
cárnico; solución al 10% para superficies de cortes curados
antes del empaque. (el uso de dichas soluciones no debe producir
adiciones significativas de humedad al producto). |
| |
Acido eritorbico |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Glucona delta lactona |
Para acelerar la fijación del color |
Productos cárnicos picados o cárnicos enteros |
8 onzas por cada 100 libras americanas de carne
o producto cárnico |
| |
Pirofosfato ácido de sodio |
Para acelerar la fijación del color |
Frankfurters, vienas, boloñas, y productos
similares |
Sin exceder, sólo o en combinación con otros
aceleradores de la curación, los siguientes: 8 onzas por 100
libras americanas de carne o de la carne y derivados cárnicos
que contenga la fórmula; ni exceder 0.5% en el producto términado. |
| |
Ascorbato de sodio |
Para acelerar la fijación del color o conservar
el color durante el almacenamiento |
Cortes curados de res y de cerdo, productos
cárnicos curados molidos |
87.5 onzas por 100 galones para inyectar a
un nivel del 10%; 7/8 onza por 100 libras americanas de carne
o derivados cárnicos; solución al 10% para superficies de
cortes curados antes de su empaque. (El uso de dicha solución
no debe resultar en la adición de cantidades significativas
de humedad al producto) |
| |
Eritorbato de sodio |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Acido cítrico o citrato de sodio |
Igual |
Igual |
Puede usarse en productos curados o en solución
al 10% usado por aspersión de las superficies de los cortes
curados antes de su empaque para reemplazar 50% o más del
ácido ascórbico, ácido eritórbico, ascorbato de sodio o del
eritorbato de sodio. |
| Agentes curantes |
Nitrato de sodio o potasio |
Fuente de nitrito |
Productos curados |
7 libras americanas por 100 galones de salmuera;
3 ½ onzas por 100 libras americanas de carne (curado en seco);
2 ¾ onzas por 100 libras americanas de carne en trozos. |
| |
Nitrito de sodio o potasio |
Para fijar color |
Igual |
2 libras americanas por 100 galones de salmuera
para inyectar al 10%; 1 onza para 100 libras de carne (curado
en seco); ¼ onza para 100 libras americanas de carne en trozos
y/o derivados cárnicos. El uso de nitritos, nitratos, o combinación
no debe resultar en más de 200 ppm de nitrito, calculado como
nitrito de sodio en el producto final. |
| Agentes saborizantes; protectores y desarrolladores
de sabor |
Programa aprobado de saborización y odorización
con humo artificial |
Para dar sabor y olor al producto |
Varias referencias comerciales específicas |
Suficiente para el propósito |
| |
Extracto de levadura |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Cultivos iniciadores de bacterias no tóxicas
del tipo acidophilus, iniciadores ácido lácticos o cultivos
de Pediococcus cerevisiae |
Para desarrollar sabor y olor |
Embutidos secos, thuringer, boloña de libano,
cervelat, y salami |
0.5% |
| |
Acido cítrico |
Sabor y olor |
Chili con carne |
Suficiente para el propósito |
| |
Solidos de jarabe de maíz, jarabe de maíz,
jarabe de glucosa |
Para sabor y olor |
Chili con carne, embutidos, hamburguesas, estofado
de carne, carne de diablo, jamón prensado |
2.0% individualmente o colectivamente, calculado
en base seca |
| |
Dextrosa |
Para saborizar el producto |
Embutidos, jamón cocido y productos curados |
Suficiente para el propósito |
| |
Guanilato disodico |
Igual |
Varios |
Igual |
| |
Inosinato disodico |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Proteína vegetal hidrolizada |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Jarabe de malta |
Para dar sabor y olor al producto |
Productos curados |
2.5% |
| |
Hidrolizado de proteína láctea |
Igual |
Varios |
Suficiente para el propósito |
| |
Glutamato monosodico |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Sulfoacetato de sodio derivado de mono y digliceridos |
Igual |
Igual |
0.5% |
| |
Tripolifosfato de sodio |
Para ayudar a proteger sabor y olor |
Bovino fresco, bovino para posterior cocción,
bovino cocido, y productos similares que son congelados y
luego procesados |
Igual |
| |
Mezclas de tripolifosfato de sodio y hexametafosfato
de sodio |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Sorbitol |
Para dar sabor y olor, para facilitar la remoción
de la tripa del producto y reducir la caramelización y el
chamuzcado |
Embutidos cocidos etiquetados como frankfurter,
frank, wiener, knackwurst |
No más de 2% del peso de la fórmula, excluyendo
del peso de la fórmula el agua o el hielo; no permitido en
combinación con jarabe de maíz, y/o solidos de jarabe de maíz. |
| |
Azucares (sucrosa y dextrosa) |
Para dar sabor y olor |
Varios |
Suficiente para el propósito |
| Miscelaneos |
Sorbato de potasio |
Para retardar el crecimiento de los hongos |
Embutidos secos |
2.5% en solución acuosa puede ser aplicado
a las tripas después del embutido o las tripas pueden ser
sumergidas en solución antes del embutido |
| |
Propilparabenon (propil-p-hidroxy benzoato) |
Para retardar el crecimiento de hongos |
Embutidos secos |
3.5% en solución acuosa puede ser aplicado
a las tripas después del embutido o las tripas pueden ser
sumergidas en solución antes del embutido |
| |
Hidroxido de sodio |
Para disminuir la cantidad de salida de jugos
en la cocción |
Jamones curados, brazuelos y lomos de cerdo,
jamones enlatados y brazuelos de cerdo, y productos como el
jamón con trozos de carne y la tocineta |
Puede ser usado solamente en combinación con
fosfatos en relación de 4 partes de fosfato a 1 parte de hidroxido
de sodio; la combinación no debe exceder 5% en la salmuera
con nivel de inyección del 10%; 0.5% en el producto. |
| Fosfatos |
Fosfato disodico |
Igual |
Igual |
5% de fosfato en la salmuera a 10% de nivel
de inyección; 0.5% de fosfato en el producto |
| |
Fosfato monosodico |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Hexametafosfato de sodio |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Tripolifosfato de sodio |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Pirofosfato de sodio |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Pirofosfato acido de sodio |
Igual |
Igual |
Igual |
| Enzimas proteoliticas |
Aspergillus oryzae |
Para suavizar los tejidos |
Cortes bovinos |
Soluciones compuestas de agua, sal, glutamato
monosodico, y enzimas proteoliticas aprobadas aplicadas o
inyectadas en los cortes de bovinos deben no producir una
ganancia de más del 3% por encima del peso del producto no
tratado. |
| |
Aspergillus flavus grupo oryzae |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Bromelina |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Ficina |
Igual |
Igual |
Igual |
| |
Papaina |
Igual |
Igual |
Igual |
| Endulzantes artificiales |
Sacarina |
Para endulzar el producto |
Tocineta |
0.01% |
| Sinergistas (usados en combinación con antioxidantes) |
Acido citrico |
Para incrementar la efectividad de los antioxidantes |
Embutidos secos |
0.003% en embutidos secos en combinación con
antioxidantes |
| |
|
|
Embutidos frescos de cerdo |
0.01% con base en el contenido de grasa en
combinación con antioxidantes |
| |
|
|
Carnes deshidratadas |
0.01% con base en el peso total en combinación
con antioxidantes |
| |
Monoisopropil citrato |
Igual |
Tocino, recortes grasos, embutidos frescos
de cerdo, carnes deshidratadas |
0.02% |
| |
Monogliceridil citrato |
Igual |
Tocino, embutidos frescos de cerdo, carnes
deshidratadas |
0.02 % |
|