Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Propietats i modificacions dels hidrats de carboni
1. Propietats d’interès bromatològic
Modificacions tecnològiques i alteracions
BromatologiaBromatologia
TEMA 9-SEMINARI 6
PROPIETATS I MODIFICACIONS DELS HIDRATSPROPIETATS I MODIFICACIONS DELS HIDRATS
DE CARBONIDE CARBONI
3. Hidratació
Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
- Poder higroscòpic
- Rang de
gelatinització
- Tipus d’hidrat de
carboni (en midó:
amilosa/amilopectina)
- Temperatura
- Interacció aigua-
hidrat de carboni
- Humectabilitat
- Activitat d’aigua
MESURES
RELACIONADES
FACTORSCONCEPTES
ASSOCIATS
4. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
A més temperatura menys hidratació perquè la temperatura
alta trenca els ponts d’hidrògen.
Temperatura
Polisacàrids: La utilització del midó com component
alimentari es base en les seves propietats d’interacció amb el
aigua, que afavoreix tant l'espessor com la gelificació. El
midó de la patata és el que ofereix les majors capacitats
d’hidratació a la temperatura més baixa.
Sucres: Tenen higroscopicitat i augmenten l’activitat d’aigua
de la superfície:
Fructosa > Glucosa > Sacarosa >>> Lactosa
Tipus d’hidrat de
carboni
5. Solubilitat
Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
- Perfil de solubilitat- Tipus d’hidrat de
carboni
- Temperatura
- Classificació (sucres
solubles,...)
- Interaccions
hidròfobes i iòniques
MESURES
RELACIONADES
FACTORSCONCEPTES
ASSOCIATS
6. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
Per la seva estructura química és més fàcil que augmenti la
solubilitat un monosacàrid, disacàrid o oligosacàrid, ja que
tenen més radicals hidroxil i hidrogen els quals presenten
una polaritat elèctrica i estableixen forces d’atracció elèctrica
amb les molècules d’aigua (que també són polars) dispersant
així les molècules de glúcid.
Dels polisacàrids, alguns fan que augmenti la solubilitat en
aigua tot i que tenen menys grups hidroxil, poden formar
ponts d’hidrogen amb les molècules d’aigua i cada molècula
de polisacàrid queda envoltada d’aigua, queda solventada,
això aporta unes propietats a l’aliment com seríen: la
viscositat, la capacitat espessant i gelificant.
Hi ha alguns polisacàrids que són insolubles, aquests són els
que donen a l’aliment unes propietats de cohesió, textura...
(com la fibra dietètica).
Tipus d’hidrat de
carboni
7. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
La solubilitat augmenta a mesura que va augmentant la
temperatura. A temperatures altes són molt més solubles els
monosacàrids que els polisacàrids, ja que els polisacàrids
tenen una estructura més complexa. No obstant, aquests
tenen un factor crioprotector que impedeix la formació de
cristalls baixant el punt de congelació.
Temperatura
8. Viscositat
Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
- Viscositat aparent- Tipus d’hidrat de
carboni
- Temperatura
- Comportament
pseudoplàstic
(reofluidificació)
MESURES
RELACIONADES
FACTORSCONCEPTES
ASSOCIATS
9. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
La viscositat variarà en funció de la forma i la mida de la
molècula i de la seva conformació en dissolució; a més,
tindran importància els enllaços glicosídics, ja que la seva
flexibilitat influirà en la possibilitat d’adoptar diferents
conformacions. També reben un paper important les
càrregues superficials per les reaccions d’atracció-repulsió, ja
que poden determinar que la molècula adopti una
configuració específica. Si es troben en dissolució variarà
segons si el polisacàrid és:
-Lineal les molècules ocuparan més espai, xocaran més,
provocaran més fricció i per tant, més viscositat. A nivell
tecnològic son més útils per elaborar solucions viscoses o
gels.
-Plegat o ramificat ocupa menys espai, és més difícil
que xoquin i per tant, la viscositat es menor.
L’addició de sucres pot augmentar la viscositat dels
polisacàrids (la sacarosa augmenta la viscositat del midó)
Tipus d’hidrat de
carboni
10. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
La viscositat a temperatures superiors al punt de gelificació
es relativament constant, un cop assolit el punt, el grau de
viscositat augmenta amb el pas del temps.
Temperatura
12. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
Per a la correcta formació dels cristalls cal un escalfament a
temperatura moderada i un refredament. Com més elevada
sigui la temperatura més solut admetrà. Aquest increment
l’aturarem quan la fracció líquida de la solució, l’aigua, arribi
a la seva temperatura d’ebullició. Així aconseguirem
evaporar-la i quedar-nos únicament amb la fracció sòlida la
qual tindrà una elevada quantitat de sucre. Aquest sucre
estarà en una forma pastosa i serà necessari el descens de la
temperatura per tal d’obtenir cristalls; com més baixi la
temperatura més cristal—lització es produirà.
Per a que la solució pugui arribar a donar-nos cristalls serà
necessari que aquesta estigui sobresaturada. Una solució
sobresaturada és aquella que no admet més quantitat de
solut i que, per tant, ja no el pot dissoldre. Com més
concentració tinguem de sucre major facilitat tindrà la solució
per cristal—litzar de manera que incrementarem la
temperatura per tal de que la solució accepti més solut i així
augmentar la concentració de sucre en aquesta.
Temperatura
Concentració hidrats
de carboni
13. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
El procés de batut és necessari per la formació de cristalls, ja
que mitjançant aquest procés, es facilita la correcta formació
d’aquests. La solució amb la que es realitzarà la
cristal—lització estarà sobresaturada de manera que estarà en
una forma inestable. Així doncs el fet de batre aquesta
solució ens facilitarà la cristal—lització i augmentarà la
velocitat (per tant disminuirà el temps) amb la que
obtindrem els cristalls resultats.
Batut
14. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
MEL: Millora la cristal—lització ja que la mel conte molt sucre i
això fa que arribi a la sobresaturació millorant la
cristal—lització dels hidrats de carboni.
LÍPIDS: Un dels ingredients influents els lípids dificultaran
la cristal—lització ja que s’interposaran entre les partícules de
sucre i no permetran que s’ajuntin
ÀCID TARTÀRIC: Aquest element evita la cristal—lització i
permet coure el sucre a un grau de temperatura més elevat
sense engroguir-lo.
Ingredients: àcid
tartàric, mel, lípids
Mel cristal—litzada
15. Gelificació
Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
- Gelificació- pH, àcids
- Tipus d’hidrat de
carboni (gels de midó,
gels de pectina)
- Temperatura
- Sucres
- Interaccions aigua-
hidrat de carboni
- Gelatinització
MESURES
RELACIONADES
FACTORSCONCEPTES
ASSOCIATS
16. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
El descens en el pH, o sigui l'increment en l’acidesa, causa
fragmentació o disgregació dels grànuls i la hidròlisi parcial
de algunes molècules d’amilosa alliberades sobre la
superfície granular. Les conseqüències d’una mala hidròlisi
són les sinèresis i la retrodegradació. Els rangs normals del
pH per cocció de midons són entre 5.0 - 7.0 . Per sota de pH
5.0 augmenta la hidròlisi àcida del midó i decreixen per tant
la viscositat de la pasta i la fermesa del gel .
El midó actua molt bé com a espessidor en condicions
normals, però té tendència a perdre líquid quan l’aliment es
congela i es descongela. Alguns derivats del midó tenen
millors propietats que aquest, i s’utilitzen també. Els derivats
del midó són nutricionalment semblants a ell, aportant
gairebé les mateixes calories.
La pectina és un polisacàrid natural. És més barat que tots
els altres gelificants, amb l’excepció del midó. Formen gels
en mitjans àcids en presència de quantitats grans de sucre,
situació que es produeix en les melmelades, una de les seves
aplicacions fonamentals.
pH, àcids
Tipus d’hidrat de
carboni (gels de midó,
gels de pectina)
17. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
A més concentració de sucre, més consistència té el gel. En
canvi, a menys concentració és més fàcil que tingui poca
consistència.
La temperatura dependrà del tipus d’hidrat de carboni amb
propietats gelificants que utilitzem:
- Agar-agar: S’obté a partir de diferents tipus d’algues
vermelles, i s’ha de escalfar a una temperatura mínima de
90ºC perquè gelifiqui.
- Midons: S’han d’escalfar a temperatures de 55-70º
depenent del tipus de midó, i després deixar-ho refredar per
obtenir un gel.
- Pectines: A 55º hi ha una gelificació lenta i a 85º ràpida.
Hi ha altres gelificants que tenen altres temperatures
específiques.
Sucres
Temperatura
18. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
Gelatinització del midó
Gelificació
La gelatinització del midó és el procés en el qual els grànuls
de midó, que són insolubles en aigua freda, s’escalfen i
comencen a absorbir aigua. A mesura que augmenta la
temperatura, els grànuls absorbeixen més aigua i es
comencen a inflar i a augmentar de volum fins a arribar a
un volum màxim. Quan els grànuls s’inflen s’allibera amilosa
que queda en dispersió col—loïdal amb els grànuls en
suspensió. Poc a poc, els grànuls s'aniran trencant
parcialment i l’amilosa i l’amilopectina es dispersaran en la
dissolució. Finalment, es formarà el gel on l’amilosa i les
restes dels grànuls del midó estaran hidratats.
19. Propietats dPropietats d’’interinterèès bromatològics bromatològic
Gelificació de midons
Gelificació de pectines
En refredar-se la massa gelatinitzada, es produeix la gelificació. En
aquest procés, les cadenes d’amilosa s’atansen, es formen nous ponts
d’hidrogen i una xarxa tridimensional capaç de captar aigua al seu
interior. A diferència del procés anterior, aquesta composició no és
molt estable.
Les pectines poden gelificar només en presència de cations
polivalents, generalment calci (mínim 15mg Ca2+/g pectina). Les
pectines poden formar gel en un ampli interval de pH de 2,6 a 7,0 i
amb una concentració de sòlids solubles totals variable del 10 al 70%.
20. Tipus de reaccions. Efectes
Reacció de Maillard
Caramelització dels sucres
(Embruniment no enzimàtic)
Modificacions de l’estructura del midó
(midons modificats)
9.2. Modificacions tecnològiques i alteracions9.2. Modificacions tecnològiques i alteracions
21. Modificacions tecnològiques i alteracionsModificacions tecnològiques i alteracions
Caramelització
Què és la caramelització?
La caramel—lització és un procés que té lloc quan els sucres
s’escalfen per sobre del seu punt de fusió, donant lloc a la
formació de reaccions d’enolització, deshidratació i
fragmentació que provoquen la formació de derivats furànics,
els quals per polimerització formen pigments foscos.
Es dóna en els aliments després d’aplicar-los-hi un tractament
de calor que els hi proporciona un color marró suau i un aroma
a caramel. Quan el sucre es comença a desfer i s'atansa al punt
de fusió, les molècules es trenquen donant lloc a compostos
volàtils que donen aquest aroma i color característic.
22. Modificacions tecnològiques i alteracionsModificacions tecnològiques i alteracions
Caramelització
ETAPES
Equilibri de formes anomèriques i anells
Inversió de la sacarosa a fructosa i glucosa
Reaccions de condensació
Enllaçament intramolecular
Isomerització de aldoses a cetoses
Reaccions de deshidratació
Reaccions de fragmentació
Formació de polímers insaturats
Etapes de la caramelització
La caramel—lització és un procés complex i no gaire estudiat que
produeix centenars de compostos químics, i inclou els següents
tipus de reacció:
23. Modificacions tecnològiques i alteracionsModificacions tecnològiques i alteracions
Midons modificats
Diferència entre midons naturals i midons
modificats
Midons naturals: s’obtenen de fonts vegetals com els cereals
(a partir del gra o subproductes) conservant l’estructura
nadiva del midó. Tenen generalment dues estructures,
amilosa i amilopectina, i les seves característiques inherents.
No es comporten de manera correcta en totes les condicions tecnològiques
d’elaboració d’alguns aliments: pH àcid, tractaments tèrmics intensos i
congelació. Aquests no poden ser exposats a condicions mecàniques i
tèrmiques rigoroses sense que perdin gran part de la viscositat i del poder
lligant, ja que quan arriben a l’expansió màxima és trenca el grànul.
- Són apropiats per aliments de consum immediat.
24. Modificacions tecnològiques i alteracionsModificacions tecnològiques i alteracions
Midons modificats: midons naturals modificats químicament,
físicament i enzimàticament. Es classifiquen generalment
d'acord amb la forma de processament i es caracteritzen per
les seves aplicacions.
Han sigut modificats amb la finalitat d’aconseguir algunes propietats
tecnològiques determinades, per tal de poder ser utilitzats en la pràctica de
la indústria alimentaria.
- Són recomanables per aquells aliments que han de ser conservats
durant un cert temps després de patir processos de fred o de
tractaments tèrmics intensos.
25. Modificacions tecnològiques i alteracionsModificacions tecnològiques i alteracions
Tipus de midons modificats
Midó alimentós modificat físicament: obtingut per tractament
físic. (Ex.: midó de tractament de polit mecànic, raigs γ,
tractament de radiació UHF)
Midó alimentós modificat químicament: obtingut mitjançant
un o varis tractaments específics per via química, amb diversos
reactius químics. Hi ha dues categories: una és disminuir el pes
molecular (com ara hidròlisi àcida del midó, midó oxidat) i una
altra és la d'augmentar el pes molecular del midó (com ara midó
reticulat, midó esterificat).
26. Modificacions tecnològiques i alteracionsModificacions tecnològiques i alteracions
Segons tractaments químics:
Midons reticulats: S’obtenen per reaccionar el midó natural amb algun
compost que conté grups funcionals capaços de reaccionar amb els grups
OH, formant ponts intermoleculars que duen a terme una reestructuració
de les cadenes moleculars i reforcen l’estructura del grànul.
- Presenten major estabilitat enfront la congelació i són molt útils com
espessidors per aquells productes que han de preparar-se amb medis de
pH àcid o que sofreixen processos d’esterilització: salses, sopes, plats
cuinats,etc.
Midons estabilitzats: Són aquells en què els seus grups OH en posició
1 i 6, principals responsables de la retrogradació, són bloquejats
mitjançant la introducció de grups èters o èsters. Presenten gran
resistència enfront la possibilitat de gelificar quan es troben en
concentracions elevades. Són adequats per elaborar aliments que
requereixen una gran quantitat del midó per espessir i particularment es
destinen a productes que han de ser ultracongelats.
27. Modificacions tecnològiques i alteracionsModificacions tecnològiques i alteracions
Midó alimentós modificat per via enzimàtica: obtingut
mitjançant tractament amb enzims de qualitat alimentosa, amb un
contingut de dextrosa equivalent.
Midons pregelatinitzats: es preparen amb tractaments físics de
cocció o d’extrusió, o els dos processos units, que provoquen una
transformació física del grànul permetent l’expansió amb aigua
freda. Són productes que es dispersen malament ja que
ràpidament augmenten la viscositat del medi. Per facilitar el seu
ús es barregen amb sucres, glucosa o sal evitant que es formin
grumolls i redueixen el poder espessidor del midó.
(Ex: en cereals de gra, sopes, begudes instantànies)
