Biopolímeros
Plantas
Animales
Microorganismos
Polisacáridos
Proteínas
PHA’s
Xantano •
Xanthomonas campestris
Dextrano • •
Leuconostoc mesenteroides Streptobacterium Streptobacteri um dextranicum Streptococus mutans •
Gelano •
Sphingomonass pancimobilis Sphingomona
Pululano • •
Aureobasidium pullulans Tremella mesentérica Cyttaria harioti •
Antecedentes Antecedente s • El
primer polisacárido descubierto fue el dextrano en 1940, siendo el primero en comercializarse, el segundo fue la goma xantana, obtenido en el Northen Regional Research Laboratory (NRRL) del departamento de agricultura de USA.
• El
xantano fue el primer biopolímero microbiano en ser aprobado en 1969 para su aplicación en la industria. Luego fue la goma gelano aceptado aceptado por la FDA como aditivo alimentario
E-415 (Espesante sintético y gelificante)
Nombre químico: Sal trisódica del ácido 2-hidroxipropan-1,2,3tricarboxílico. La estructura molecular de la goma xantana determina sus características especiales. Formada por residuos de D-glucosa, D-manosa y ácido Dglucurónico en una relación molar de 2.8:3.2; también contiene aproximadamente 4.7% de grupos acetilo y 3.5% de ácido pirúvico. Peso molecular: 3,000,000.
Datos Físico-Químicos Polvo fluido, blanco o blancoamarillento. Soluble en agua e insoluble en disolventes orgánicos. • Punto de fusión: carboniza a 270 ºC. •
Reológicamente pseudoplástica. • Forma geles no transparentes, de color blanquecino y traslúcidos, de consistencia media, mayor o menor según la concentración. • La gelificación es instantánea y el aspecto del gel mejora al cabo de 24 horas. Los geles que forma son muy refrescantes y no adhesivos. •
Toxicidad
No tóxico y no inhibe el crecimiento. No provoca sensibilización ni irritación ocular o de la piel.
Interacción con otras gomas
Reactividad con galactomana nos como la goma de guar y la goma de algarrobo.
Dosificación
Al 0,1 – 1 %.
Nivel de uso máximo de la goma xantana en varios alimentos
Microorganismo: Xanthomonas campestris Goma producida normalmente por fermentación y purificación de un carbohidrato en cultivo puro de Xanthomonas campestris y posterior purificación, que es la sal sódica, potásica, o cálcica de un polisacárido de alto peso molecular que contiene Dglucosa, D-manosa, ácido D-glucurónico, y ácido pirúvico.
Preparación del inóculo Medio de cultivo LBG
Medio que contiene triptona (1 % m/v), extracto de levadura (0,5 % m/v), NaCl (0,5 % m/v) y glucosa (1 % m/v)
Montaje del bioreactor
Sedimentación
Centrifugación
Filtración
Secado
Molienda
Producción industrial de goma Xantana
Alta viscosidad y solubilidad en agua.
Reología pseudoplástica
Mantiene la viscosidad y performance bajo temperatura de -18 a 120 °C y pH de 2-12. La viscosidad de la solución acuosa de la goma xantana es casi independiented e la temperatura en un amplio rango.
La goma xantana es compatible con varios materiales.
La goma xantana es resistente a la degradación enzimática
Estabiliza la proteína durante los tratamientos térmicos. Disminuye la sedimentación y aumenta la homogeneidad de los ingredientes.
Aumenta la viscosidad o fuerza de gel. Modifica la textura: firmeza, brillo, cremosidad. Reduce el contenido de sólidos brindando las mismas características.
Industria alimentaria
Función
Aplicación
Adhesivo
Glaseados y recubrimientos
Aglutinante
Alimentos para mascotas
Recubrimiento
Confitería
Emulsificante
Aderezos para ensaladas
Encapsulante
Saborizantes en polvo
Formación de película Estabilizante de espuma
Recubrimientos protectores, envoltura de salchichas Cerveza
Sustituto de gluten y procesamiento de masa
Panadería, pastas
Estabilizante
Helados, aderezos, jugos, margarina
Agente de hinchamiento
Productos procesados de carne
Mejorador de estabilidad en la congelación y descongelación Espesante
Queso, alimentos congelados
Mejorador de bombeo y llenado
Dulces, salsas, jarabes y rellenos de pasteles Productos enlatados
También es utilizado en otras industrias como la cosmética o la farmacéutica (para mantener en suspensión a los antibióticos u otros fármacos), la industria agrícola (mejora la presencia de fungicidas, herbicidas e insecticidas) y también es utilizado en la industria petrolífera química, papelera y textil.
En 1861, Pasteur demostró el origen microbiano de la transformación de la sacarosa en polímeros extracelulares y Van Tieghen en 1878 aisló uno de estos microorganismos, al cual dio el nombre de Leuconostoc mesenteroides. En 1906 Scheiber separó estos polímeros a los cuales denominó “dextranas”. Un gran número de bacterias sintetizan dextranas extracelulares, encontrándose agrupadas dentro de los géneros Leuconostoc y Streptococcus.
A partir de sacarosa……..polímeros extracelulares
La cepa de mayor interés industrial, l. mesenteroides NRRL B512F, tiene la característica de producir dextranas de muy elevado peso molecular. Las soluciones de dextranas tienen comportamiento reológico no Newtoniano, de tipo pseudoplástico.
Proceso convencional
Se requiere de sacarosa en el medio de cultivo. En este caso, ocurren tres procesos fermentación: -Crecimiento del microorganismo. -Síntesis y excreción de la enzima dextransacarosa. -Síntesis de la dextrana por acción de la enzima.
Estabilizantes y viscosantes en al industria alimentaria. En capas protectoras para semillas. Floculantes. Para la estabilización de agregados de suelos. Recuperación secundaria de petróleo. Procesos metalúrgicos.
CONCEPTO
Nombre Químico y Estructura
Es una goma vegetal en forma de polisacárido soluble en agua que se obtiene de la fermentación aeróbica de la glucosa mediante la bacteria sphingomonas elodea. Antes denominado Pseudomona elodea, purificada y recuperada con alcohol isopropílico, secado y molido. La Goma Gelana también se puede encontrar comercialmente o en el etiquetado como goma gelana 418, goma 418, INS418; La estructura molecular de esta goma es en forma de molécula lineal compuesta por uniones de monómeros como la glucosa, ácido glucurónico y la ramnosa (proporción 2:1:1). suele comercializarse con las denominaciones AppliedGel, Phytagel o Gelrite
Características Fisicoquímicas Soluble en agua e insoluble en etanol Posee una apariencia transparente en dispersión y es un excelente agente de suspensión de sólidos gruesos o pesados.
Es estable en condiciones ácidas y temperaturas altas
Apariencia en seco es la de un polvo blanco
Cuando se añaden cationes tales como potasio, calcio, magnesio y/o sales de sodio, la dispersión de la goma forma geles reversibles
FUNCIONES Agente de volumen • Este ingrediente
favorece un incremento significativo del volumen en un producto sin que su adición repercuta en gran medida en el valor calórico del alimento
Emulsificante • Este ingrediente
ayuda a mantener de manera homogénea una mezcla de dos o más fases inmiscibles entre sí, por ejemplo agua y aceite presentes en un producto alimenticio
Estabilizante • La
Goma Gelana mantiene cierto estado fisicoquímico ideal en el alimento. Dentro de esta categoría existen ingredientes que permiten mantener homogéneo el alimento y otros que ayudan a preservar o intensificar algún color
Espesante • Este
aditivo como espesante permite el incremento de la viscosidad del alimento.
Gelificante • Agente
gelificante, favorece el atrapar el agua en una red coloidal sólida.
Bebidas de arroz Mermel adas y jaleas
Frutos secos y semillas
Postres gelifica dos Aplicaciones
Bebidas de fruta y de sabores
Pastillas, gomas de mascar y gomitas
Rellenos para panificació n Preparados de fruta, toppin gs y salsas dulces
Leche saborizad a y otros producto s lácteos
Recomendaciones de Uso La hidratación de la Goma Gelana LA se ve afectada por la concentración y tipo de cationes presentes, en cambio la Goma Gelana HA se puede hidratar únicamente aumentando la temperatura a unos 85-95º C. En el primer caso, cuando existe presencia de cationes sodio o calcio es necesario adicionar un agente secuestrante para facilitar la hidratación de la Goma LA. Al estar manejando este hidrocoloide en una formulación, es la temperatura de formación del gel. Empleando Gelana LA, la temperatura de incio de gelificación se mueve en un intervalo de 25 – 60 ºC, en cambio la correspondiente para la Gelana HA, es de 70 – 80 ºC. Además los geles formados por la LA no se funden a temperatura ambiente, a menos que tengan una fuerza iónica baja o se encuentren en un medio lácteo. Por otro lado, los geles formados por Gelana HA sí funden y son más opacos que los anteriores. Para este ingrediente no se ha especificado una Ingestión Diaria Aceptable (IDA) por el Comité de Expertos en Aditivos Alimentarios de la FAO/OMS (JECFA). El Comité sugiere poner atención al utilizar esta Goma ya que puede ocasionar efectos laxantes en altas concentraciones.
LEGISLACION
Este ingrediente se encuentra aprobado por las siguientes entidades nacionales e internacionales: Legislación Mexicana • COFEPRIS:
Acuerdo por el que se determinan los aditivos y coadyuvantes en alimentos, bebidas y suplementos alimenticios, su uso y disposiciones sanitarias
Legislación de los Estados Unidos de Norteamérica: • FDA
Code of Federal Regulations, Title 21, Part 172: Food additives permitted for direct addition to food for human consumption, Sec. 172.665 Gellan gum. • Codificación asignada por la Sociedad Americana de Química: CAS 71010-521 www.cas.org www.commonchemistry.org
Legislación de la Comunidad Europea • Regulation
(EC) No 1333/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on food additives amended by Commission Regulation (EU) No 238/2010 of 22 March 2010 and following. • Codificación en el etiquetado de la Comunidad Europea: E418. • Codificación
por parte del Codex Alimentarius (FAO)
-Polímero extracelular producido
por Aureobasidium pullulans. -Unidad básica: maltotriosas
unidas por enlaces α 1→6. -Peso molecular de entre
10000 y 1000000 en función de la fuente y de las condiciones de fermentación.
HONGO: Aureobasidium pullulans Caracterizado por:
PRODUCTO INDUSTRIAL: PULULANA
Hongo dimorfo que presenta micelio pigmentado con hifas.
En cultivo con amplia variedad de formas y colores a 25 °C ( blancas, cremosas, rosas o parduscas). Posteriormente se van ennegreciendo hasta ser completamente negras.
Aureobasidium pullulans on RB agar
• Con
colonias que permaneces amarillas, rosas o parduscas durante 2 o más semanas.
Aureobasidium pullulans variedad
pullulans
• Colonias
que adquieren muy pronto un color negro o gris oscuro.
Aureobasidium pullulans variedad
melanogenum
Aureobasidium pullulans on EM agar.
Principal: partes aéreas de las plantas (hojas).
En capas superficiales de muchos tipos de suelos, donde posteriormente a su crecimiento se provoca una fertilización nitrogenada.
Aislada de sedimentos acuosos, rizosfera de la hierba, semillas, panales, nidos, cuero, pinturas, plásticos, lentes ópticas.
Sensibles al calor, no obstante se han aislado cepas adapatadas a crecer a bajas y altas temperaturas.
Este polisacárido de sintetiza bajo condiciones de aerobiosis.
Aureobasidium pullulans emplea substratos azucarados como fuente principal de carbono para el crecimiento celular y biosíntesis del pululano.
El pululano es producido principalmente durante los últimos estadios cuando el nitrógeno se encuentra como factor limitante.
S Adhesivo, viscosificante, E No contaminantes estabilizante y agente protector de N (comestibles, no tóxicos en superficie en frutas y semillas. O el sistema digestivo) I C A C I Elaboración de L materiales plásticos P biodegradables A
INDUSTRIA FARMACÉUTICA •Revestimiento
de fármacos y suplementos alimenticios, evitando el paso de oxígeno, y aumenta el tiempo de vida de anaquel de los productos. •Medio de embalaje de medicamentos y como repartidor intracelular de drogas y genes. •Protege la superficie e impide la interacción con materiales biológicos.
INDUSTRIA ALIMENTARIA •Polvo:
promueve una mayor adherencia y brillo cuando se utiliza como recubrimiento en alimentos como chocolate y goma de mascar, sin aumento de calorías. •Tiene la habilidad de retener la salsa en la superficie de la comida sin un aumento en la viscosidad.
INDUSTRIA EN GENERAL •Puede
sustituir al poliestireno en transparencia, dureza, rugosidad y brillo. •Los colores son atrapados en la capa y son estabilizados. •La forma de la pululana se mantiene durante la impresión.
UTILIZACIÓN DE GOMA XANTANA EN PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES
SURIMI O PASTA DE PESCADO
Surimi o Pasta de Pescado Recepción Lavado y Desvicerado Obtención de la Pulpa Lavado de Pulpa •
Con Agua Helada – Tres veces.
Extracción del Agua de Lavado Agregado de Crioprotectores. •
-adición de la Goma Xantana (0.2% - 0.5%)
Formación de Bloques y Congelado.
Surimi ó Pasta de Pescado Se trabajó 3 muestras (testigo, xantana 0.2% y xantana 0.5%), obteniendo cambios en la consistencia del producto descongelado.
Cremogenado de Granadilla
Diagrama de Frlujo para la Elaboración de Cremogenado de Granadilla
Cremogenado de Granadilla Se elaboró con la formulación base del tratamiento 4 (óptimo) del artículo «Efecto de la concentración de albedo y sacarosa en las características fisicoquímicas, reológicas y aceptabilidad general en cremogenado de granadilla (Passiflora ligularis) medido por diseño central compuesto rotacional (DCCR)» siendo las concentraciones de sacarosa y albedo 12.82% y 23.55% respectivamente. Se trabajó 3 muestras (testigo, xantana 0.1% y jugo +xantana 0.2%). Se obtuvo los siguientes resultados:
