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Tecnología de Alimentos 2
Ing. MSc. Victoria Ancasi Concha
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El almidón es la sustancia con la que las plantas almacenan su alimento en raíces
(yuca), tubérculos (patata), frutas y semillas (cereales). El almidón se diferencia de los
demás hidratos de carbono presentes en la naturaleza en que se presenta como un
conjunto de gránulos o partículas. Estos gránulos son relativamente densos e insolubles
en agua fría, aunque pueden dar lugar a suspensiones cuando se dispersan en el agua.
Suspensiones que pueden variar en sus propiedades en función de su origen.
El almidón es muy utilizado en la industria alimentaria como aditivo para algunos
alimentos. Tiene múltiples funciones entre las que cabe destacar: adhesivo, ligante,
enturbiante, formador de películas, estabilizante de espumas, conservante para el pan,
gelificante, aglutinante, etc.
Los objetivos a alcanzar son:
Ampliar conocimientos sobre la gelatinización y dextrinización del almidón.
Conocer el proceso físico-químico dado en la gelatinización y dextrinización
del almidón.
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ALMIDONES MODIFICADOS
GELATINIZACION Y DEXTRINIZACION DE ALMIDONES
GELATINIZACION DE ALMIDON
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 de agua. Desaparece la
estructura cristalina de la amilopectina.
El intervalo de temperatura en el que se produce el hinchamiento de los gránulos
se denomina temperatura de gelificación y dependerá del alimento.
Durante el hinchamiento, la amilosa, se solubiliza en el agua y produce el hinchamiento
de los gránulos, dando lugar a la formación de una pasta (pasta de almidón) que tiene una
elevada viscosidad.
Si se sigue calentando, llega un punto en el que los gránulos se fragmentan
disminuyendo la viscosidad
drásticamente. Agitar la mezcla
contribuye a que se fragmente los
gránulos.
En tercer lugar tiene lugar la
formación del gel o gelificación. Se
forma un gel por formación de
puentes de hidrogeno entre las
moléculas de amilosa y amilopectinas
desenrolladas dejando espacios en
donde queda agua atrapada.
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Determinación del punto de gelatinización
Cuando una suspensión de almidón es calentada en exceso de agua, los gránulos se
hinchan a partir de una temperatura (superior a 50° C) variable según su origen botánico,
produciendo una perdida de la estructura cristalina, denominada gelatinización. La
temperatura de pasta (depende de la concentración de la suspensión y de la sensibilidad
del viscoamilógrafo) pero, con frecuencia en este punto se determina la temperatura de
gelatinización. (Mestres y Mouquet, 1996)
Microscopia del proceso de Gelatinización
El proceso de gelatinización se puede seguir microscópicamente y determinar la
temperatura de gelatinización al calentar una suspensión de almidón en agua. La
observación de este proceso por medio de la microscopia representa una herramienta
valiosa para explicar el comportamiento durante la cocción de los almidones con
diferentes cantidades de amilosa. Los almidones de amilopectina forman una pasta
viscosa a medida que el granulo gelatinizado absorbe agua y permanece en suspensión
(Flint, 1996)
Figura N°1. Comportamiento del almidón en el viscoamilograma Fuente: Rosales Papa (2009)
Etapa de calentamiento Etapa cte Etapa de enfriamiento
Punto de gelatinización
25°C 25°C
93°C
Veloc.=1.5°C/min 15min
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(a) Etapa de calentamiento: con el aumento de temperatura los gránulos de almidón
absorben agua y se hincha mas, los gránulos son transparentes y aumenta la
viscosidad. A esto se le denomina punto de gelatinización. Al intervalo de
temperatura en la que ocurre la gelatinización se le denomina temperatura de
gelatinización y al tiempo de inicio tiempo inicial de gelatinización.
(b) Etapa a temperatura constante: durante el calentamiento en el viscoamilografo, la
velocidad de calentamiento es de 1.5 °C por minuto desde la temperatura ambiente
hasta 93°C.
A 93°C la temperatura se mantiene por 15 minutos en este periodo la viscosidad sigue
disminuyendo o se mantiene constante.
(c) Etapa a temperatura de e3nfriamiento: en le viscoamilografo las moléculas de
amilo pectina y amilosa dispersos en el medio acuoso, se agitan mientras se
enfrían, la viscosidad suele aumentar por la formación del gel; estos se debe a que
la amilosa tiene tendencia a establece enlaces intermoleculares y se re asocian
entre sí, a este proceso se llama retrogradación. La retrogradación disminuye la
acción hidrolítica delas enzimas.
ALMIDÓN PREGELATINIZADO
Conocido como almidón instantáneo (Pregeles)
Son generalmente utilizados como espesantes en los
alimentos que reciben un calentamiento mínimo.
Los gránulos están por lo general en fragmentos o en
una forma física disociada.
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TÉCNICAS DE PREGELATINIZACIÓN
SECADO DE TAMBOR
Método más común de producir pregeles.
Los preparados en secador de doble tambor tienden a tener
una viscosidad un poco más alta que los de un solo tambor.
El perfil de viscosidad de un pregel muestra "inmediata“
viscosidad , los gránulos actúan como una esponja, de forma
inmediata absorben agua y producen viscosidad.
Los cambios más significativos que ocurren en el almidón
pregelatinizado se encuentran en dispersión y la textura.
Estas propiedades son por lo general una función de el tamaño de las
partículas.
SPRAY COOKING
Se realiza generalmente mediante la cocción de una suspensión de
almidón con alta presión, inyección de vapor y luego su bombeo a través
de un secador por aspersión.
El almidón producido por este método esta cocido uniformemente o
gelatinizados con una mínima cantidad de cortes y daño por calor.
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PROCESAMIENTO A BASE DE SOLVENTES
Consiste en calentar un 20% de almidón
en un alcohol como el etanol con el 20-
30% de agua a aproximadamente 160-
175 ° C entre 2-5 min.
El producto resultante se conoce
generalmente como un almidón granular CWS.
La integridad granular se mantiene, pero su birrefringencia se pierde.
EXTRUSIÓN
En términos muy básicos, la extrusora puede ser considerada como un
reactor de alta temperatura.
Los gránulos de almidón con diferentes niveles de humedad se comprimen
en una fundición densa y compacta.
Este es después secado y molido.
Los gránulos son desestructuradas por la
alta presión, calor y corte mecánico de la extrusora.
Debido a su alto rendimiento y el
relativamente bajo consumo de energía, la cocción por
extrusión es un proceso relativamente de bajo costo
para la producción de pre geles.
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Partes de un extrusor
APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
Se usa mucho en alimentos de preparación
rápida, flanes, rellenos y salsas.
En adhesivos se utiliza para laminar papel
aluminio a papel o cartón, pero su secado es
lento dado su bajo contenido de sólidos.
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DEXTRINIZACIÓN DEL ALMIDÓN
Las dextrinas (pirodextrinas) son productos de degradación parcial del almidón
obtenidas por calentamiento, con o sin catalizadores, en un mecanismo de conversión que
involucra procesos de ruptura hidrolítica, reorganización de moléculas y repolimerización.
Una de las características es que el calor rompe parte de las uniones 1-4 del almidón e
incrementa las uniones 1-6, con lo que se disminuye la longitud de las cadenas
moleculares, al tiempo que se incrementa la ramificación. Debido a esto se presentan las
siguientes propiedades:
Buena solubilidad en agua fría.
Menor tendencia a la
retrogradación.
Mayor resistencia a las enzimas.
MANUFACTURA DE DEXTRINAS
Método seco
El almidón es calentado solo o en presencia de pequeñas cantidades de un catalizador.
Dextrinas blancas
Se preparan calentando almidón con una cantidad relativamente grande de
catalizador ácido, a pH bajo, baja temperatura entre 80-120 ºC y tiempos de tostación
relativamente cortos de 3-8 horas.
Características:
• Color blanco similar al almidón
• Solubilidad en agua limitada
• Retrograda en grados variables
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Dextrinas amarillas o canarias
Se obtienen por tratamiento del almidón con trazas de ácido, a pH bajo y alta
temperatura entre 150-220 ºC, por largo tiempo de tostación de 6-18horas.
Características:
• Color amarillo
• Alta solubilidad en agua
Gomas británicas
Se forman cuando el almidón solo se
calienta a temperatura de 180-220 ºC, a
alto pH y por un tiempo largo de proceso
de 10-20 horas.
Características:
• Color marrón oscuro
• Variación en solubilidad
• Poder viscosante
• Aroma de caramelo
Método húmedo
El almidón se dispersa en agua y es calentado en presencia de un catalizador o
tratado con enzimas. Cuando se usa un catalizador ácido las dextrinas son producidas por
simple calentamiento de suspensiones acuosas de almidón con ácido.
La conversión con enzimas se lleva a cabo por tratamiento de una pasta de almidón,
con enzimas hidrolíticas. Según el tipo de enzima pueden ser:
Maltodextrinas
Se obtienen por tratamiento del almidón con α-amilasa. El jarabe resultante es
filtrado y refinado con carbón activado antes del secado por aspersión. Su equivalente de
dextrosa (DE) varía entre 3-20.
Usos:
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• Encapsulantes de sabor, aromas y color
• Espesantes y estabilizantes de emulsiones y espumas
• Formulaciones de alimentos infantiles y dietéticos.
Ciclodextrinas
También llamadas dextrinas de Schardinger. Se producen por tratamiento del almidón
con la amilasa de Bacillus macerans; esta enzima tiene la propiedad de transformar las
cadenas lineales del almidón en moléculas cíclicas. Su acción es compleja y parece
catalizar al menos tres reacciones que implican los fenómenos de ciclización, de
acoplamiento y de hidrólisis.
Usos:
• Estabilización de sustancias volátiles, emulsiones y compuestos aromáticos
• La formación de complejos de inclusión mejorando la estabilidad de la molécula en
diferentes ambientes y aumentando su solubilidad(industria farmacológica)
• Eliminación del colesterol de la materia grasa de la leche
• Como transportador de aromas y sabores
• Agentes encapasulantes, para el tratamiento de aguas residuales
• Aumento de la germinación de semillas de cereales.
APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
Recubrimiento de alimentos.
Confitería, glaseados, pastas de pescados, etc.
Encapsulamiento (aromas y aceites
esenciales).
Como adhesivo en bolsas de papel,
etiquetas, etc.
Algunas dextrinas de alta viscosidad se
pueden utilizar como sustitutos de grasa en
productos de panadería y lácteos.
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Otras aplicaciones
Como adhesivo para la elaboración de tubos en espiral
Formado de sacos multipliego y bolsas de papel
Cierre de cajas de cartón
Pegado de etiquetas sobre vidrio
como aglutinantes, diluyentes para colorantes y aromas.
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La gelatinización del almidón es una modificación física consistente en la absorción
de agua de gránulos de almidón con una fuente de calor.
En la dextrinización se produce degradación parcial del almidón obtenida por
calentamiento, con o sin catalizadores involucrando procesos de ruptura
hidrolítica, reorganización de moléculas y repolimerización.
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Flint, O.(1996)Microscopia de los alimentos. Manual de métodos prácticos utilizando
microscopia óptica. Editorial Acribia. Zaragoza.
Mestres C.,Mouquet C.,(2002) principios fisicoquímicos de la viscosidad dela suspensión
de almidones. Conferencia internacional. Quito. Ecuador.
Rosales Papa, H.(2009) “Química de alimentos “Universidad Nacional Del Centro Del Perú.
Facultad De Ingeniería En Industrias Alimentarias. Huancayo. Perú
Toraya Avilés, R. (2010)“Almidones Modificados “Universidad autónoma de
Yucatán. Posgrado institucional en ciencias químicas y bioquímicas. México.