UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA
GELATINIZACION Y GELIFICACION DE ALMIDONESGELATINIZACION Y GELIFICACION DE ALMIDONES
GELATINIZACION Y GELIFICACION DE ALMIDONES
GELATINIZACION Y GELIFICACION DE ALMIDONES
CURSO: Laboratorio De Química de Alimentos
GRUPO: 92 G-(B)
PROFESOR: Ing. Bernardino Ramírez Durand
INTEGRANTES:
Contreras Estrada Miguel
Martinez Gutierrez George
Zavaleta Rojas Marcos Manuel
Maccha Cabello Verónica
2015-B
GELATINIZACION Y GELIFICACION DE ALMIDONES
INTRODUCCIÓN
Los almidones tienen valor como aditivos alimentarios dada su contribución a la textura en los sistemas alimentarios, siendo su utilización como agente espesante, su aplicación alimentaría más importante. Han sido parte fundamental de la dieta del hombre desde los tiempos prehistóricos y se encuentra en los cereales, los tubérculos y en algunas frutas como polisacárido de reserva energética y su concentración varia con el grado de madurez.
Deben comprenderse diversos fenómenos básicos del comportamiento del almidón para así entender el papel del mismo como espesante: la composición química respecto a sus polisacáridos lineales y ramificados y el papel de estos compuestos en la gelatinización y en la gelificación del almidón.
OBJETIVOS
Entender y explicar la diferencia entre gelatinización y gelificación del almidón
Calcular la temperatura optima de gelatinización.
Comparar los distintos geles en las marchas con azúcar, agua y ácido cítrico.
FUNDAMENTO TEORICO
Gelatinización
Los gránulos de almidón son en agua fría, pero pueden contener agua al aumentar la temperatura, es decir los gránulos de almidón sufren el proceso denominado gelatinización o gelificación. Durante la gelatinización se produce la lixiviación de la amilosa, la gelatinización total se produce normalmente dentro de un intervalo más o menos amplio de temperatura, siendo los gránulos más grandes los que primero gelatinizan.
Los diversos estados de gelatinización pueden ser determinados. Estos estados son: la temperatura de iniciación (primera observación de la pérdida de birrefringencia), la temperatura media, la temperatura final de la pérdida de birrefringencia (TFPB, es la temperatura a la cual el último gránulo en el campo de observación pierde su birrefringencia), y el intervalo de temperatura de gelatinización.
Al final de este fenómeno se genera una pasta en la que existen cadenas de amilosa de bajo peso molecular altamente hidratadas que rodean a los agregados, también hidratados, de los restos de los gránulos.
Factores que influyen en la formación de geles:
Origen de almidón: hay distintos tipos de granos como hemos visto. Cuanto más larga sea las zonas de unión de los puentes de hidrogeno, el gel será más fuerte, más resistente
Concentración de la disolución de almidón de partida: cuanto mayor es la concentración de almidón mayor es la viscosidad que se consiguen
Presencia de solutos en la disolución de almidón como es el caso de la sacarosa. La viscosidad disminuye con la presencia de sacarosa. La sacarosa ejerce un efecto plastificante disminuyendo la fuerza del gel. Esto se produce porque la sacarosa interfiere en las interacciones con el agua ya que tiene afinidad por esta y la absorbe. La estructura del almidón queda más integra al no interaccionar con el agua por lo que deberemos aplicar más temperatura para producir la rotura de la pasta de almidón
Presencia de grasas: las grasas ejercen también una acción plastificante debido a que forman complejos que hacen que el gel sea menos resistente. Menos fuerte, provocan la ruptura de la amilosa por lo que las zonas de unión que quedan son más chicas por lo que reducen la fuerza del gel
Gelificacion
La gelatinización son las modificaciones que ocurren cuando los gránulos de almidón se tratan con calor y en medio acuoso. Cuando aplicamos calor a una disolución de almidón, se hinchan los gránulos de almidón por absorción del agua. Desaparece la estructura cristalina de la amilo pectina. El intervalo de temperatura en el que se produce el hinchamiento de los gránulos se denomina temperatura de gelificacion y dependerá del alimento: Durante el hinchamiento, la amilosa, que es soluble, se solubiliza en el agua y al final tenemos los gránulos muy hinchados dando lugar a la formación de una pasta (pasta de almidón) que tiene una elevada viscosidad.
En la segunda fase, si se sigue calentando, llega un punto en el que los gránulos se fragmentan disminuyendo la viscosidad drásticamente. Si agitamos la mezcla ayudamos a que se fragmenten los gránulos. En la tercera fase, tiene lugar la formación del gel o gelificacion. se enfría la pasta y se forma un gel por formación de Puentes de hidrógeno entre las moléculas de amilosa y amilo pectinas y dejan espacios en donde queda atrapada el agua. Mediante un viscosímetro podemos seguir variaciones en la viscosidad. Factores que influyen en la formación de geles
Origen de almidón: hay distintos tipos de granos como ya hemos visto Cuanto más larga sea las zonas de unión de los Puentes de hidrógeno, el gel será más fuerte, más resistente.
Azúcar
Reduce la consistencia del gel, ya que la misma compite con el almidón para retener el agua disponible y por lo tanto se limita el grado de hinchazón de los granos de almidón
Acido
Reduce la consistencia del gel, ya que se causa la fragmentación de los granos de almidón, y los granos pequeños no forman un gel tan fácilmente con los granos grandes. Puede suceder también, que tenga lugar un cierto grado de hidrolisis de las moléculas de almidón
PARTE EXPERIMENTAL
MATERIALES
Gradilla con 6 tubos de ensayo
Vaso precipitado de 250mL
Vasos de plástico chicos
Bagueta
Balanza
Ácido cítrico
Termómetro
Almidón(maíz, camote, papa)
Azúcar
PROCEDIMIENTO
Para encontrar la temperatura de gelatinización
Preparar un baño maría con un vaso precipitado, luego calentar la suspensión de almidón en un tubo de ensayo hasta alcanzar los 50 °C.
Mantenerlo así unos pocos minutos y vaciar el tubo en vaso descartable y observar la textura de la suspensión.
Repetir el proceso para diferentes temperaturas 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95°C.
Examinar todos los vasos de plástico y comparar su textura.
Anotar la temperatura en donde la suspensión de almidón se pone más viscosa, es decir, la temperatura de gelatinización.
En nuestro experimento los vasos donde la textura eran más viscosas era de 90-95°C
Producción de un gel de almidón y efecto sobre la solidez del gel de distintas sustancias añadidas.
Después de la gelatinización queda una suspensión muy espesa de almidón. Si esta se mantiene caliente permanecerá liquida(es lo que se llama sol), pero si se deja enfriar, se formara una malla tridimensional de moléculas de almidón, que retendrá todo el líquido presente, formándose entonces una especie de gelatina (es lo que se llama gel).
Muestra 1
Preparar una suspensión con 15 g de almidón + 230 mL de agua.
Diluir lentamente el almidón, luego calentar sobre el mechero agitando constantemente, hasta que la pasta alcance los 95 °C. Retirarla del calor y observar su textura.
Muestra 2
15 g de almidón + 230 mL de agua + 50g de azúcar.
Se repite el proceso de la muestra 1, pero se agrega el azúcar antes de agregar el agua. Y luego agitar hasta la temperatura anterior.
Muestra 3
Repetir el proceso pero con:
15 g de almidón + 230 mL ac. Cítrico 0.5 M.
Preparar la solución de ácido cítrico con 26g de ácido cítrico(s) en 250 mL de agua destilada.
Tener en cuenta que al calentar las muestras, estandarizar todos los pasos en cada una de ellas, es decir las 3 muestras deben estar a las misma temperatura y la agitación debe ser similar en cada caso.
Comparar la consistencia de los 3 geles cuando las muestras estén frías.
Análisis
Discusión de Resultados
Muestra 1
A medida que el calentamiento continua, los gránulos de almidón captan más agua irreversiblemente y se hinchan, este proceso se llama gelatinización.
A medida que el almidón sale de los gránulos hinchados, la mezcla se convierte en un sol. Un sol es un sistema de dos fases constituido por una fase liquida continua y una fase solida dispersa.
Muestra 2
La adición de azúcar tiene un efecto protector del almidón absorbiendo el agua que absorbería el granulo. El azúcar eleva la temperatura requerida para que se produzca la gelatinización.
Muestra 3
La hidrolisis acida durante la cocción de gránulos de almidón da lugar a la formación de dextrinas o polímeros de cadena corta. Como el ácido fragmenta la cadena de almidón, el resultado es una pasta menos espesa y producto menos firme y más claro comparado con la primera.
RECOMENDACIONES
Estar atento al revisar la temperatura del baño de maría para que así calienta adecuadamente el tubo de ensayo con la solución de almidón y no sobrepase las temperaturas requeridas para nuestro experimento
Preparar adecuadamente las soluciones requeridas, siempre en la proporción dadas puede presentar el caso que tengamos deficiencia de reactivos.
CONCLUSIONES
Se corroboró experimentalmente la diferencia entre gelatinización y gelificación del almidón
La temperatura óptima se pudo obtener experimentalmente, mediante intervalos de temperatura,
El efecto de los distintos geles también se comprobó en el procedimiento experimental
BIBLIOGRAFIA
Fennema. Química de los alimentos. Editorial Acribia. 1993. Segunda edición
H.G. Muller; G. Tobin. Nutrición y Ciencia de los alimentos. Editorial Acribia. 1995
http://www.uco.es/master_nutricion/nb/Vaclavik/almidones.pdf
ANEXOS
Estabilidad de los geles de almidón:
Cuando se deja el almidón gelificado en reposo, comienza a exudar agua. Este hecho se denomina retrogradación. Esto ocurre porque las zonas de Unión se hacen más grande y dan lugar a zonas cristalina que precipitan al ser tan grandes. Al precipitar, el agua sale de la red tridimensional (exudado). El polímero responsable de la retrogradación es la amilosa que por su estructura es la única que puede formar esas zonas de unión tan grandes.
Este efecto se puede ver en las cremas de pastelería, salsas o purés. Para solucionar este problema de estabilidad que confiere la retrogradación se puede:
Utilizar variedades céreas (no contienen amilosa) como el maíz.
Utilizar almidones modificados químicamente para conseguir geles con mayor estabilidad (lo veremos más adelante).
Cuando el pan se pone duro es por la desecación pero también por la retrogradación, se forman formas cristalinas que le dan un color más blanco al pan duro. Mediante la adición de grasas (u otros plastificantes), como en el pan de molde, se plastifica los gránulos de almidón minimizando así la retrogradación.
ALMIDONES MODIFICADOS
El almidón se modifica químicamente con diversos fines. Podemos destacar los siguientes métodos de modificación:
Almidón pregelatinizado:
Es el modificado más simple. Se obtienen a partir de un almidón que sólo ha llegado a gelatinizarse. Se calienta hasta que se forma la pasta y luego se deseca hasta conseguir un polvo fino y seco que se utiliza como ingrediente en industrias que no realizan la gelatinización. Es decir, este almidón ha sido gelatinizado pero no gelificado (no ha formado el gel).
Almidón oxidado:
Se consigue mediante reacciones que introducen grupos carboxilos (COOH) en los polímeros de glucosa. Las cadenas lineales se doblan dejando de ser lineales. Esto impide la formación de zonas de Unión grandes, impidiendo así la retrogradación del almidón.
Almidón entrecruzado o reticulado:
Mediante reactivos se forman enlaces covalentes entre las moléculas de almidón modificando su estructura aunque poco, ya que se forman estos enlaces cada muchos restos de azúcar. El resultado es un gel más estable a la temperatura y al medio ácido pero tiene algunos inconvenientes como el ser más caro y menos resistentes a la congelación ni a almacenamientos muy prolongados.
Almidón sustituido:
Se forman en su estructura ésteres al reaccionar con determinados compuestos. Si reacciona con anhídrido acético se formará acetato de almidón. Estos almidones son resistentes a medios ácidos. Todos los almidones modificados se pueden combinar con otros tipos de almidón (formulación) consiguiéndose así un almidón con características apropiadas para el proceso al que se desee destinar. Todos estos almidones son seguros e inocuos por lo que están admitidos ya que se metabolizan como los hidratos de carbono normales.
PRODUCTOS DE LA HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN:
El almidón, preferentemente gelatinizado, se puede hidrolizar tratándolo con ácidos o utilizando enzimas hidrolíticas. De este proceso se obtiene una serie de productos muy comunes en la industria alimentaria que se usan como ingredientes de los alimentos y que se relacionan a continuación:
Glucosa pura cristalizada:
Es un polvo fino que se obtiene cuando el almidón se hidroliza lo máximo posible hasta que la glucosa cristaliza. Este producto se puede utilizar en alimentos que tengan que ser solubilizados rápidamente ya que esta glucosa es muy soluble.
Jarabes de glucosa
A diferencia de la anterior, estos son almidones hidrolizados que no cristalizan. En función de las condiciones de hidrólisis se obtienen distintos productos en función de la proporción en glucosa, que se cuantifican en equivalentes (proporción) de dextrosa (ED). Cuánto más hidrolizado esté el almidón tendremos más proporción de dextrosa. Otros productos de la hidrólisis del almidón menos utilizados son las ciclodextrinas, y los jarabes ricos en fructosa o jarabes isomerizados que se obtienen por el tratamiento mediante enzimas que isomerizan la glucosa a fructosa obteniéndose así un mayor poder endulzante.
