Clase 091113 Estabilizantes y Emulsificantes en La Industria de Alimentos[1]

ESTABILIZANTES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIAIng. Irma Lilian Merino

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Introduccin

El objetivo de esta presentacin es dar a conocer lo que es un estabilizante y el alcance de sus aplicaciones en la industria alimentaria

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ESTABILIZANTES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

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Temas de discusinInters en los Estabilizantes Definicin de Estabilizante Definicin de Goma Definicin de Emulsivo Marco legal de los estabilizantes La vida real: Ejemplos de inters de algunas aplicaciones de los estabilizantes Conclusin13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 3

Inters en los EstabilizantesEl consumidor actualmente requiere:Alimentos seguros Condiciones de almacenamiento relativamente sencillas Una vida de anaquel largaLo anterior involucra tanto la microbiologa como el mantenimiento o mejora de las propiedades sensoriales del alimento13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 4


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Conservacin de AlimentosTecnologa de BarrerasTratamientos trmicos pH Potencial xido reduccin Refrigeracin Conservadores Pulso elctrico Alimentos radiados13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 5

Efectos de los tratamientos para la conservacin de alimentosCambios bioqumicos y fsico-qumicos indeseables en molculas funcionalesEjemplos de stos son:Desnaturalizacin trmica de protenas lcteas Cambios en la composicin de la membrana del glbulo de grasa en la leche Prdida de capacidad de retencin de agua, etc.

Lo que se traduce en una prdida de las propiedades sensoriales13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 6


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Qu significa esto?Tenemos que hacer que la vida til del producto, en trminos de seguridad microbiolgica, sea compatible con la vida sensorial del alimentoPara ello es que hacemos uso de los denominados Sistemas Estabilizantes13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 7

EstabilizanteDe acuerdo al CODEX ALIMENTARIUS es Una mezcla de gomas, emulsivos y sales; destinada a evitar todo cambio bioqumico o fsico-qumico indeseable y que permita por tanto, el mantenimiento de la calidad del producto

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Fundamento del empleo de EstabilizantesEl empleo de los estabilizantes se halla en que las molculas componentes de la mezcla presentan propiedades funcionales Por propiedad funcional se entiende, toda aquella facultad de una molcula que contribuya al mantenimiento de la calidad del producto13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 9

Clasificacin de las Propiedades FuncionalesHidratacin Estructural Superficie Efectos sensoriales Otras Solubilidad, dispersin, espesante, viscosidad Formacin de fibras, geles, elasticidad, cohesin Emulsin, agente espumante, formacin de complejos lpido protecos Color, turbidez, textura bucal, etc Compatibilidad con otras molculas (aditivos y/u otros constituyentes del alimento)CYTEC, S.A./ILMJ 10

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Marco Legal de los EstabilizantesLa FAO y la OMS desde 1976 han permitido el uso de sistemas estabilizantes en alimentos, en cantidad mxima del 1% en base al peso frmula, solos o en mezclas Importante La excepcin de lo anterior son los almidones (naturales o modificados) que pueden tener recomendaciones de uso mucho mayores, siempre y cuando no sean GMOS En general todas las gomas son consideradas como GRAS mientras que en el caso de los emulsivos algunos se consideran como GRAS y otros tendrn restricciones en cuanto a su lmite mximo de uso13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 11

Marco Legal EstabilizantesEn nuestro pas La Ley General de Salud en su ttulo IX Aditivos para alimentos artculo 679 define a estas sustancias como: La sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir en los alimentos cambios fsico-qumicos y pueden ser emulsivos o espesantes A continuacin enlista a todos los compuestos permitidos La restriccin del empleo de las gomas solas con un mximo de 1% es para preservar las GMPs13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 12


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Definicin de GomaPor goma se entiende a los polisacridos de alto peso molecular que presentan una o varias propiedades funcionales. Debido a su capacidad de retencin de agua es que en el pasado se les denomin como Hidrocoloides El trmino coloide hace referencia al tamao de partcula: Desde 1 hasta 100 nmEstas partculas son visibles en el microscopio13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 13

Clasificacin de las GomasNaturales Exudados Semillas Extractos de algas Agar AlginatoCarragenina Furcelarn

Otros Pectina Gelatina Almidn

Algarrobo Arbiga Tragacanto Guar Karaya Gath Alerce

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Clasificacin de las GomasSemisintticas Derivados de la celulosa Mircrobianas

Derivados Otros de almidn Almidones PBM Modificados PAMLBG carboximetlico

Xantana CMC Metilcelulosa Dextranas Celulosa Gelanamicrocristalina

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Criterios para seleccin de GomasCosto frmula Precio mximo de venta Calidad final del producto Funcionalidad requerida Propiedades especiales Compatibilidad con el sistema alimenticio: pH, fuerza ionica, etc Interaccin con otros ingredientes

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Definicin de EmulsivoSon molculas que tienen tanto afinidad por la fase grasa como por la fase acuosa Por lo que pueden permitir la mezcla de 2 fases inmiscibles por sus diferencias de polaridad, rindiendo una emulsin

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Clasificacin de emulsivosA) NaturalesInicos: Sales biliares, fosfolpidos, protenas, las gomas No inicos: Colesterol, Saponinas, Gomas

B) SintticosInicos: Sales de cidos grasos, SSL No inicos: Esteres del glicerol, steres del poliglicerol, steres del propiln glicol, steres de sacarosa, steres de cidos grasos con sorbitana y steres polioxietlicos de sorbitana

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Marco Legal EmulsivosEEUUReconoce slo 2 categoras:GRAS Pueden utilizarse en cualquier tipo de alimento con excepcin de los alimentos declarados como naturales o bien alimentos naturales procesados como el caso de la leche pasteurizada Aqu se incluyen todos los nmeros 21 CFR No. 184...

ADITIVOS La legislacin controla no slo el nivel de uso sino tambin la aplicacin Se incluyen todos los nmeros 21 CFR No. 172...13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 19

Marco Legal EmulsivosCEE Para el caso de los emulsivos distingue 4 anexos El 1o. Equivalente a la clasificacin GRAS de EEUU El 2o y 3o. Equivalente a los ADITIVOS legislando nivel de uso y aplicacin El 4o. Sustancias muy controladas cuyo uso slo se autoriza en aplicaciones muy especficas13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 20


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Mecanismos de accin de emulsivosReduccin de la tensin superficial Doble capa elctrica Formacin de interfases tipo cristal lquido Sinergismo entre emulsivos e hidrocoloides espesantesEste halla su fundamento en la ley de Stockes V= g D2 ( d1 d2)

18 y en el fortalecimiento del grosor lamelar13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 21

Mecanismos de accin de emulsivosOtros mecanismos de accinA) Panificacin:Interaccin con el almidn Interaccin con las protenas del gluten

B) Agente Espumante C) Acitividad AntiespumanteEstos ltimos 2 basados en la seleccin del emulsivo de acuerdo a su balance hidrfilo-lipfilo HLB13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 22


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Criterio de seleccin de emulsivosBalance Hidrfilo-Lipfilo o HLBEs una medida de la solubilidad en agua o en el aceite de las molculas anfiflicas La escala de valores va desde 2 hasta 21 y se calcula con la siguiente frmulaHLB = 20* (1- S/I)13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 23

Aplicacin de emulsivos en funcin a su HLBHLB 3-6 7-9 8-13 13-15 15-1813/11/2009

APLICACION Estabilizacin de emulsiones agua en aceite Agente humectante Estabilizacin de emulsiones aceite en agua Detergentes SolubilizantesCYTEC, S.A./ILMJ 24


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La vida real: Casos prcticosEjemplos de algunas aplicaciones

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Funcionalidad de Estabilizadores Emulsivos en el HeladoBeneficios buscados por el consumidorAportar una viscosidad adecuada al producto Proveer de uniformidad a la mezcla y al helado producto final Rendir cuerpo y textura tersa Contribuir al rendimiento del producto Incrementar la resistencia a la fusin debida al choque trmico Retardar o reducir el crecimiento de los cristales de agua durante el almacenamiento13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 26


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Los anlogos de quesoInters Razones Nutrimentales Deficiencia proteca en pases en vas de desarrollo Poblacin de adulta intolerante a la lactosa Poblacin adulta que debe controlar el colesterol Aporte de triglicridos de cadena media* Razones econmicas Poder adquisitivo promedio de la poblacin Razones financieras Inversin inicial menor en comparacin a la requerida para el arranque de otras industrias alimentarias Razones de explotacin Produccin lctea deficitaria Produccin lctea slo en determinadas zonas geogrficas El reto: Extender la produccin del producto a todo el ao13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 27

Materias primas implicadasProductos lcteos derivadosCasena/caseinatos Leche en polvo (descremada o entera) Butter oil, mantequilla Queso modificado enzimticamente Queso

Productos no lcteosGrasa Vegetal Protena de soya Sabor y color Estabilizantes (gomas, emulsivos, acidos, fosfatos, citrato, etc)13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 28


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Tecnologa de los anlogos de quesoTecnologa relativamente sencilla, muy similar a la de los quesos fundidosRequerimientosCocedor capaz de elevar la temperatura del producto a 80-90C Provisto de sistema de agitacin (aspas capaces de alcanzar 1500-2000 rpm) Sistema de vaco (alternativo)

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Funciones de los estabilizantes en los anlogos de quesoLos emulsivos contenidos facilitan la obtencin de una emulsin O/W estable Los fosfatos contribuyen a la solubilizacin de la casena y del paracaseinato de calcio Los sistemas tampon contribuyen al control del pH del queso que es el punto crtico de la fabricacin Los hidrocoloides contribuyen a la retencin del agua y la no sinresis La combinacin tipo de grasa, tipo de emulsivo, goma y tipo de fosfato que se seleccione tiene efectos en la plasticidad del queso, lo que rinde Productos untable Productos que se puedan rallar y fundir

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El yoghurtOtra forma de subsanar el dficit proteco y la intolerancia a la lactosa de la poblacin es el yoghurt Cuando en l se emplea grasa vegetal y cidos grasos de cadena media se controla el colesterol y los problemas de mala absorcin Adicionalmente el yoghurt presenta otros beneficios a la salud como el fortalecimiento del sistema inmune*13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 31

Papel de los estabilizantes en el yoghurtRetencin de agua evitando la sinresis Interaccin con las protenas lcteas fortaleciendo as el gel del yoghurt Liberacin de sabores ms limpios y ntidos Aporte de brillo al producto Mejora de la textura bucal y de la sensacin de cuerpo en la boca Vida de anaquel sensorial larga (30-35 das)13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 32


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Papel de los estabilizantes en el yoghurtLos emulsivos permiten el empleo de otras fuentes de grasa como el butter oil, la mantequilla, la grasa vegetal y los aceites Los estabilizantes permiten formular yoghurt con alto contenido de protenas del suero las cuales tambin presentan beneficios a la salud como el fortalecimiento del sistema inmunolgicoAqu los sistemas estabilizantes a travs de los emulsivos empleados contribuyen a la opacidad del producto Mientras que los hidrocoloides contribuyen al cuerpo del producto y control de la sinresis13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 33

Conclusin de empleo de estabilizantes en alimentosHacen acorde la vida microbiolgica til del producto con su vida sensorial El mantenimiento de las propiedades sensoriales a los ojos del consumidor se relaciona con la calidad Permiten el desarrollo de nuevos productos alimenticios que satisfacen los requerimientos:Nutricionales Salud Precio Gustos locales

De los consumidores Permiten el desarrollo de nuevas tecnologas13/11/2009 CYTEC, S.A./ILMJ 34


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Conclusin de empleo de estabilizantes en alimentosLos hidrocoloides utilizados en los estabilizantes tambin presentan beneficios a la salud Por todo lo anterior es que la industria de estabilizantes para alimentos continua creciendo a un ritmo del 2-3% anual mundial

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