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Existen dos motivos tecnológicos principales por los que interesa conocer las características Teológicas de los hidrocoloides:

• Para conocer las condiciones de aplicación: la mayoría de hidrocoloides se

adicionan en disoluciones o dispersiones, por lo que las propiedades de fluidez, viscosidad, etc. del flujo definirán las condiciones de manipulación previa, de incorporación y comportamiento durante todo el proceso de elaboración del mismo.

• Para conocer las características que conferirá al producto acabado: Cuando

encontramos un hidrocoloide como ingrediente de un alimento, la textura final de éste vendrá condicionada por las características estruc - turales que el hidrocoloide aporte.

La viscosidad se define como la resistencia interna que presentan los líquidos a fluir cuando se les aplica un esfuerzo cortante o fuerza de cizalla. Representa la fricción entre las diversas capas que impide que fluyan libre - mente.

Dependiendo cómo evolucione la viscosidad de un fluido al aplicarle una fuerza se les clasifica como:

• Fluidos newtonianos: la fuerza de cizalla (T) es proporcional a la veloci -

dad de cizalla (D). La viscosidad (p) es independiente de la velocidad (agua, leche, etc.).

Hidrocoloides 117

• Fluidos no-newtonianos: la viscosidad depende de la fuerza de cizalla - miento.

La relación no es lineal como en el caso anterior. Dentro de este grupo encontramos:

- Dilatantes: se caracteriza porque la viscosidad aparente aumenta con la tasa de corte debido a un incremento en el volumen del material (algunas mieles, soluciones de almidón y dispersiones con alto conte -

nido en sólidos). - P s e u d o

plásticos: la viscosidad aparente disminuye al aumentar la tasa de corte, es

el caso de algunas soluciones de

hidrocoloides (proteínas y gomas).

En estos dos casos la variación de viscosidad debida al incremento de la fuerza de cizalla finaliza al dejar de ejercer dicha fuerza, volviendo al estado inicial. Pero si con los mismos condicionantes necesitan de un cierto tiempo para volver al estado inicial se habla de:

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Reopécticos: aumento de la viscosidad aparente, no sólo como fun ción del esfuerzo cortante, sino también como función del tiempo (soluciones concentradas de almidones y de otros sólidos, como en el c aso de algunas sopas).

N (newtoniano)

D

Tixotrópicos: disminución de la viscosidad aparente, no sólo como función del esfuerzo cortante, sino también como funció n del tiempo (soluciones concentradas de gomas, cremas y emulsiones con alto contenido de sólidos).

N (newtoniano)

En resumen, los fluidos pueden ser:

R (reopéctico) Bucle de histéresis R (reopéctico) (newtoniano) D T (tixotrópico) {Reopécticos Tixotrópicos

* Newtonianos * Sin histéresis i Dilatantes „ Con histéresis No newtonianos k * Sin histéresis Pseudoplásticos » Con histéresis k Fluidos J Reopécticos [Tixotrópicos

120 Aditivos alimentarios

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vado, pero que por tener tendencia a enrollarse sobre sí mismas, ocupan un volumen muy pequeño en la disolución. Por esta razón, apenas intervienen en la modificación de las características Teológicas y provocan un aumento de la viscosidad muy pequeño.

Si la concentración del hidrocoloide es suficientemente alta, pueden for - mar un gel, gracias a las buenas propiedades de adhesión al entrar en colisión. Como las moléculas no encajan suficientemente bien, no tienden a formar aglomerados que tiendan a la precipitación, como les pasa a las moléculas lineales.

MACROMOLÉCULAS DE ESTRUCTURA LINEAL SUBSTITUIDA

Moléculas formadas por una cadena lineal principal, de la que se desprenden ramificaciones cortas y de manera alterna. De esta manera, la molécula reúne zonas lisas y zonas ramificadas, que le confieren características de comportamiento de ambas estructuras.

Forma disoluciones muy viscosas, como lo hacen los polímeros lineales; pero sus disoluciones son estables y no forman precipitados. Tienen la capacidad, de una manera general, de formar geles fuertes y flexibles.

GELIFICACION

Se define como gel a la formación de masas semisólidas que engloban agua dentro de una red o malla tridimensional formada por el establecimiento de puentes de unión entre moléculas en las zonas denominadas de cristalini- dad. El número de uniones que se establezcan y su rigidez son los factores responsables de la dureza del gel y de su posible reversibilidad.

Las zonas de unión se dan por acoplamientos de diferente s moléculas y se ven favorecidas por una configuración espacial similar.

Se puede considerar que la gelificación se produce en dos tiempos: un primer tiempo de solubilización de las moléculas, generalmente en caliente, y un segundo tiempo donde se establecen las uniones entre las moléculas ya

V> <U'> ,

*>

— -7^2

Situación molecular de soluciones en reposo Situación molecular de soluciones en movimiento

122 Aditivos alimentarios

solubi- lizadas. Este segundo proceso de formación de enlaces intermoleculares suele

122 Aditivos alimentarios

dad, superficie específica, presencia de impurezas u otras sustancias más o menos solubles como modificadores de esta propiedad.

Las condiciones que dificultan la solubilidad son aquellas que favorecen la unión de las macromoléculas. Es el caso de las sust ancias de configuración lineal, con gran cantidad de zonas regulares, sin ramificaciones, sin sustituyen- tes ionizados... ya que tienen tendencia a amontonarse formando zonas pseu- docristalinas que se estabilizan con puentes de hidrógeno e impiden la entrada de las moléculas de agua.

La necesidad de solubilizar las moléculas del hidrocoloide obliga a que la dispersión asegure que cada partícula se encuentre separada en la disolución para evitar la formación de grumos que luego no se dispersarán.

Para conseguir esta individualización se puede recurrir a:

• Mezclar el hidrocoloide añadiéndolo de forma lenta y con fuerte agita - ción.

• Haciendo una premezcla con otros ingredientes pulverulentos solubles.

• Dispersando el hidrocoloide previamente en una disolución con agua poco disponible y, por tanto, con poca capacidad de hidratación. Por ejemplo un jarabe de azúcar.

• Utilizando una granulometría alta, partículas de 100 a 500 mieras.

Una vez se ha conseguido esta perfecta dispersión las moléculas se han de hidratar, lo cual se realizará a partir de las zonas del hidrocoloide menos organizadas. Estas zonas hidratadas disminuyen la fuerza de las restantes uniones inter- moleculares y facilitan su posterior hidratación. En esta secuencia se obtiene un estado transitorio de gel, formado por las partículas más o menos hinchadas, según las fuerzas de cohesión que se ejerzan entre las macromoléculas.

Llegado este punto, si las uniones intermoleculares son relativamente débiles. una elevación de temperatura o una agitación mecánica conseguirá que las moléculas del hidrocoloide se dispersen totalmente en la solución. Si las fuerzas de cohesión son muy elevadas, caso del alginato o pectinato cálcico, únicamente se conseguirá una dispersión de partículas h inchadas.

AGENTES TEXTURIZANTES EN LA INDUSTRIA