Gomas y gelatinas, su uso en la industria alimentaria

Al formular un producto, podemos pensar también en la textura que nos gustaría que éste tuviera: más cremoso o como gel más firme abriendo un abanico de posibilidades tanto en textura, como también en cuanto a aspectos nutricionales, alimentos bajos en calorías o reducción de costos. Todo ello es posible gracias a los principales agentes de cuerpo y textura: las gomas y gelatinas, es decir, los hidrocoloides.

Las hidrocoloides son moléculas muy grandes (macromoléculas) que tienen una gran afinidad por el agua, donde se disuelven en mayor o menor medida y modifican su reología, aumentando la viscosidad del líquido y llegando, en ocasiones, incluso a gelificar dando un aspecto sólido a ese líquido.

Los usos de los hidrocoloides son múltiples y los principios que nos guían para escoger un espesante o un gelificante se sitúan a diversos niveles, especialmente:

• A nivel organoléptico
• A nivel de reglamentación

Los hidrocoloides son estructuras bien conocidas, como las proteínas (clara de huevo, gelatina) y los almidones, pero se suele guardar este nombre para aquellas fibras con mucha capacidad para atrapar agua y que han sido clasificadas como aditivos (agar, alginato, goma arábiga, pectina) a los que se identifica generalmente con la letra E y un número de tres cifras.

La goma clasificadas como aditivos son cadenas más o menos largas de diferentes azúcares y sus derivados. Estas cadenas pueden ser lineales o estar ramificadas.

Según las características de las cadenas, su longitud, sus ramificaciones, la forma en que se agrupan las ramificaciones y si tienen cargas eléctricas o no, pueden ser solubles en frío o pueden necesitar un tratamiento térmico previo para poder solubilizarse y ejercer su función.

• Ejemplos de hidrocoloides solubles en frío: Necesitan tratamiento térmico para dar viscosidad o gelificar, son: Alginato, Goma Guar, Goma Arábiga, Goma Xantana y Konjac.
• Ejemplos de hidrocoloides solubles en caliente: Necesitan tratamiento térmico para dar viscosidad o gelificar, y cuyo efecto se aprecia más cuando se enfría la solución, son: Agar, Carrageninas, Goma Garrofín y Pectinas.

Hoy en día los hidrocoloides están destinados a cumplir diversas funciones como: agentes espesantes y gelificantes; modificadores de cristalización del hielo, agentes de suspensión y de estabilización de las emulsiones, de espumas, etc. Estas últimas funciones suelen reunirse frecuentemente bajo la denominación genérica de “estabilizantes”.

La mayoría de los hidrocoloides son de origen vegetal y se trata de fracciones de fibras purificadas en mayor o menor grado mediante procesos fisicoquímicos. Algunas de estas fibras son posteriormente modificadas químicamente para variar y mejorar sus aptitudes tecnológicas.

Otros se obtienen por biotecnología, cultivando en grandes reactores algunas especies de microorganismos que secretan mucílagos o gomas. En el cuadro podemos observar los principales hidrocoloides, su origen y número.

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Solubilidad

Es importante mencionar que para que la goma en cuestión pueda realizar su función, tiene que hidratarse y solubilizarse correctamente. Algunas son solubles en frío y tienden a formar grumos en la dispersión de agua debido a su gran avidez por ella. Para evitar los grumos y lograr solubilizar correctamente se puede optar por:

• Dispersarlos en otros productos en polvo (azúcar, dextrosa) y añadirlos lentamente al agua mientras se dispersa con un agitador rápido.
• Dispersarlos previamente en aceite o en un jarabe muy concentrado y luego añadirlo al agua como en el caso anterior.

Otros hidrocoloides requieren una fase de calentamiento para poder solubilizarse. En este caso no suelen presentar problemas o grumos al dispersarlos en el agua fría, que posteriormente se debe calentar.

Una vez solubilizados suelen aumentar la viscosidad del medio ya sea directamente en el caso de los solubles en frío o tras el calentamiento y enfriamiento. La mayoría de los hidrocoloides van a dar una viscosidad al medio inversamente proporcional a la temperatura de este.

Así, mientras más se calienta una solución, menor viscosidad tiene y, mientras más fría está, mayor es ésta. Algunas celulosas modificadas químicamente (E-461 y E-464) actúan al revés, dando más viscosidad cuanto más caliente está el medio.

Los métodos reológicos van a ser una importante herramienta al permitir, esencialmente, apreciar el poder espesante de los hidrocoloides, ya que se ha establecido que la sensación de consistencia percibida por el consumidor depende enormemente de las propiedades de fluidez del producto. Por otro lado, algunas gomas van a tener la característica de formar geles. Un gel es una estructura tridimensional que atrapa el agua y la retiene, manteniendo la forma del molde donde se ha producido la gelificación.

Muchas de las gomas forman el gel al enfriar, ya que al disminuir la temperatura sus macromoléculas pueden asociarse entre sí y formar la red tridimensional que retendrá el agua y mantendrá la forma. Al volver a calentar el gel, éste funde y se convierte de nuevo en un líquido. Es el comportamiento clásico de la gelatina.

Hidrocoloides que se comportan de este modo son el agar y las carrageninas. Como se mencionó anteriormente, algunas celulosas modificadas actúan de forma inversa, gelificando al calentar. Es el caso de la metilcelulosa.

Algunos hidrocoloides necesitan condiciones especiales del medio para poder gelificar. Es el caso, por ejemplo, del alginato o de la pectina LM que necesitan iones calcio para poder formar el gel o de la pectina HM que necesita acidez y muy alta concentración de azúcares.

Desde el punto de vista reológico, los geles presentan un comportamiento viscoelástico muy marcado y existen métodos para el estudio e interpretación de este comportamiento en función de los fenómenos moleculares en juego. Los dispositivos son muy diversos y se basan frecuentemente en la medida de la resistencia a la ruptura o el hundimiento del gel bajo su propio peso.

Existen también dispositivos instrumentales para medir la textura mediante una curva fuerza-deformación de un gel cilíndrico sometido a una compresión. Cabe destacar, sin embargo, que se necesita una correlación entre estos parámetros y la textura que en realidad percibe el consumidor, siendo de importancia en este punto, las pruebas sensoriales.

Las aplicaciones de los hidrocoloides son muy variadas. Algunas veces son el elemento esencial para elaborar algún producto (por ejemplo, la carragenina en los flanes de vainilla) y otras ayudan a mantener la estabilidad de un producto elaborado con otro ingrediente (por ejemplo, goma xantana en claras montadas).

Las aplicaciones generales son:

• Aportar viscosidad a un producto líquido, por ejemplo, en salsas, cremas pasteleras, aderezos, bebidas, etcétera.
• Gelificar y dar estructura a un producto, por ejemplo, flanes, pudines, mermeladas, postres.
• Estabilizar emulsiones y espumas, como por ejemplo el merengue.
• Gelificar y dar textura compacta, en gomitas y pastas de fruta.

No hay que olvidar que al igual que ocurre con la mayoría de los polímeros, las propiedades funcionales de las gomas, como son la de espesante y gelificante, dependen de varios factores:

• Los intrínsecos propios de la molécula: como el peso molecular, los grados de ionización y de ramificación, etcétera.
• Los extrínsecos, que son los propios del sistema: tales como el pH, la fuerza iónica, la temperatura y la concentración de los otros componentes.

Cada goma va a presentar características físicas y químicas determinadas que no pueden fácilmente ser sustituidas con el uso de otro polisacárido; y la combinación de dos o más de estos compuestos va a generar nuevas propiedades funcionales que en lo individual no tienen.

Negocio objetivo

Otro factor importante al tomar una decisión en cuanto a qué goma es la más adecuada para un producto en específico, va a ser la disponibilidad y precio de la misma. Hablando de disponibilidad, vale la pena mencionar que entre los mayores productores mundiales de gomas están Indonesia, India y China.

En cuanto al nivel de precios, puede variar ampliamente, debido a:

• Su calidad: que va a estar determinada por aspectos microbiológicos, la viscosidad y/o poder de coagulación, el color, la pureza y el olor.
• Factores económicos: basados en la oferta y la demanda, como el tamaño del cultivo, la certeza de abastecimiento desde los países productores comunes, la especulación y los productos sustitutos, como gomas modificadas o sintéticas.
• Método de obtención del hidrocoloide: ya sea desde la forma de cosechar (las cosechas intensivas en mano hacen la goma más costosa); la forma de crecimiento (el algarrobo debe crecer por diez años antes que los primeros granos puedan ser recogidos, lo que lo hace más costoso que por ejemplo la goma guar, que puede ser cosechada anualmente) o algún método físico, químico o biotecnológico específico.