almidones modificados

5/11/2018 Almidones Modificados - slidepdf.com

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Almidones ModificadosRocío Toraya Avilés

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN

POSGRADO INSTITUCIONAL EN CIENCIAS

QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS

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Almidones Modificados Se consideran carbohidratos reactivos,

altamente funcionales, que se han modificadofísica, química o enzimáticamente parasatisfacer necesidades específicas.

Modificaciones:

Químicas.

Físicas.

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Modificaciones Químicas

Pueden agruparse en:

1) Reacciones de Depolimerización.

2) Reacciones de Entrecruzamiento.

3) Modificaciones por Estabilización.

4) Modificaciones Específicas.

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Reacciones dedepolimerizaciónHidrólisis ácida

Hidrólisis enzimática

Dextrinización

Oxidación

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Reacciones deDepolimerización

Se obtienen productos con:

Bajo peso molecular.

Baja viscosidad, elasticidad yrigidez de los geles.

Se minimiza la retrogradación.

Aumenta su solubilidad en aguacaliente.

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Hidrólisis ácida Consiste en la hidrólisis catalizada por ácido

de los enlaces glucosídicos α-(1, 4) y α-(1, 6).

Se produce preferentemente en las regionesamorfas de la gránulos, dejando a los gránuloscon una estructura más cristalina.

Los ácidos clorhídrico y sulfúrico son los máscomúnmente utilizados en el proceso deconversión.

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Características de susproductos

Baja viscosidad a altastemperaturas.

Alta resistencia de los geles a

niveles elevados de sólidos.

Muy útiles en procesos dondela gelificación es necesaria.

Los dulces donde se empleansuelen tener una texturasuave y gelatinosa que tiende

a firme. 7



Aplicaciones

Dulces Gomosos.

Formulación de alimentos líquidos.

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Oxidación y Blanqueado Los almidones puede ser modificados con

agentes oxidantes bajo condicionescontroladas.

Agentes de Blanqueado : Peróxido dehidrógeno, persulfato de amonio, sodio ohipoclorito de calcio, permanganato depotasio, y clorito de sodio.

Agentes de Oxidación: Sólo cloro e hipocloritode sodio están permitidos.

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Blanqueado:

Su objetivo principal es mejorar la blancuradel polvo de almidón mediante la oxidaciónde las impurezas, tales comocarotenos, xantofilas y pigmentos relacionados.

A pesar de que el nivel tratamiento es bajo, seproduce algo de oxidación de los gruposhidroxilo.

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Oxidación con hipoclorito Su química es relativamente

compleja.

Implica los carbonos 2, 3 y 6de un D-glucopiranosil.

El 25% del RO: División

enlaces carbono-carbono.

El 75% del RO: Oxida losgrupos hidroxilo.

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Productos derivados delAlmidón Oxidado Baja viscosidad.

Excelente claridad.

Estabilidad a baja temperatura.

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Aplicaciones Se utiliza mucho en batidos

y empanizadores para el recubrimiento de unagran variedad de alimentos.

Estos proporcionan una buena adherencia delos batidos de la comida y una texturacrujiente después de la fritura.

También se usan en confitería y productoslácteos.

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Piroconversión(Dextrinización)

Se da generalmente por un calentamiento enseco de almidón acidificado.

Dependiendo de las condiciones, puedeocurrir hidrólisis, transglucosidacióny repolimerization.

Productos= dextrinas o pirodextrinas.

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En general, se crean nuevos enlacesglucosídicos, además de los ya existentes.

Disminuye la longitud de las cadena moleculares.

Aumentan las ramificaciones.

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Características Generales de losProductosMejor solubilidad en agua fría.

Suelen tener baja viscosidad.

Buena capacidad de formación de película.

Menor tendencia a la retrogradación.

Mayor resistencia a las enzimas.

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Características productos de

Piroconversión

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AplicacionesRecubrimiento de alimentos.

Confitería, glaseados, pastas de pescados,etc.

Encapsulamiento (aromas y aceitesesenciales).

Como adhesivo en bolsas de papel,etiquetas, etc.

Algunas dextrinas de alta viscosidad seueden utilizar como sustitutos de rasa en 18



Hidrólisis enzimática La modificaciones enzimáticas más

utilizadas del almidón es laconversión en maltodextrinas, jarabes y azúcares (dextrosa).

α-Amilasa: Maltodextrinas y jarabescon bajos ED.

β-amilasa, glucoamilasa, enzímasdesramificantes (además de la α-Amilasa): Azúcares y jarabes con

elevados ED 19



Productos

Hay una amplia gama de estos productos, quevarían en función del tamaño de las moléculasen la mezcla final de la reacción.

Cuanto más pequeña es la molécula, es másdulce y sus ED son mayores.

Productos ED

Almidón 0

Maltodextrinas Menos de 20

Jarbe de maíz 20 o mayor

Dextrosa 100

20



Características Enzimas

α-amilasa Endoenzíma

Se puede extraer a partir de muchas fuentes.

Solo hidroliza enlaces glucosídicos α-1, 4(excepto los próximos a ramificaciones)

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β-amilasa Exoenzima

Elimina una unidad de maltosa a la vez en elextremo no reductor de una molécula dealmidón hidrolizando de enlaces α-1, 4.

La actividad se detiene al llegar a enlaces α-1,6 o antes si hay un número insuficiente deunidades de glucosa (dextrinas β- límite).

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Glucoamilasa

Exoenzima.

Elimina unidades de glucosa desde el extremono reductor.

Hidroliza tanto α-1, 4 y α-1, 6.

Si su actividad dura lo suficiente, la moléculade almidón es completamente convertida englucosa.

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Enzimas desramificantes Específicamente hidrolizan enlaces glucosídicos

α-1, 6 .

Dos enzimas se utilizan comúnmente: Isoamilasay Pululanasa,

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Aplicaciones Ampliamente empleados en los alimentos.

Como endulzantes.

Elaboración de bebidas fermentadas.

Formulación de alimentos líquidos.

Dulces Gomosos.

Las Maltodextrinas se utilizan en alimentos comoencapsulantes de sabor, aromas y color, espesantesy estabilizantes de emulsiones y espumas y enformulaciones de alimentos infantiles y dietéticos.

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Reacciones deEntrecruzamiento

Involucran la formación de unared macromolecular rígida dentrodel gránulo.

Formación de enlaces químicosentre las cadenas de lasfracciones de almidón.

Reacción de un agentepolifuncional con los gruposhidroxilos de los monómeros de

glucosa. 27



Se obtienen enlaces covalentes inter eintramoleculares entre los polímeros delalmidón.

Estos actúan como puntos de soldadura para

fortalecer la estructura granular. 28



Fabricación

Reacción de una mezcla alcalina dealmidón granular con un reactivode entrecruzamiento.

Temperatura de la reacción= 25 a 50 °C

Tiempo: 30 min a 24 horas.

Agentes: Oxicloruro de fósforo,trimetafosfato de sodio, ymezclas de anhídrido adípico yanhídrido acético.

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P i d d Al id



Propiedades AlmidonesEntrecruzados Estabilización, Espesamiento y

texturización.

Tolerancia a altas temperaturas,alto cizallamiento, y condiciones deacidez.

Mejora la textura de las pastascocidas (más viscosas, mayorcuerpo y más resistentes).

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Oxicloruro de fósforo. Producción de ésteres de almidón entrecruzado. La reacción normalmente se ejecuta con un pH

alto con o sin sales.

Dependiendo del grado de entrecruzamiento, eldifosfato de almidón que se genera tendrá mejor

viscosidad, estabilidad y tolerancia del proceso. 31



Aplicaciones

Rellenos para pay.

Sopas

Alimentos refrigerados y congelados.

Panificación (para dar estructura y disminuir laactividad de agua de la masa).

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Reacciones de Estabili ación



Reacciones de Estabilización(Sustitución) Es una modificación química que resulta de la

adición de un grupo químico de bloqueo entrelos polímeros de almidón.

Involucra una derivatización con unreactivo monofuncional a través de la formación de

un éster o éter. 33



Objetivos Principales

Estabilizar a la molécula de amilosafrente a fenómenos de retrogradación.

Minimizar la reasociaciónintermolecular de la fracción deamilopectina.

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Propiedades

Se forman dispersiones homogéneas queno retrogradan a altas concentraciones.

Se obtienen geles firmes y elásticos.

Disminuye la temperatura degelatinización.

Aumenta la viscosidad y el hinchamientodel gránulo.

Se incrementa su estabilidad a bajas

temperaturas. 35



Ej. Almidones Fosfato

Son derivados de ésteres de fosfato. Se producen mediante el uso de reactivos

monofuncionales como el ortofosfato de sodioy tripolifosfato de sodio.

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Propiedades

Aumenta la solubilidad de los gránulos dealmidón.

Incrementa viscosidad.

Sus pastas por lo general mejoran: claridad,estabilidad baja temperatura, y propiedadesemulsionantes.

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Aplicaciones almidones Éster Dulces.

Emulsiones.

Productos gelatinizados a bajastemperaturas.

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É



Almidones de Éter

Almidones Hidroxipropilados Son preparados por reacción de una suspensiónde almidón con óxido de propileno encondiciones altamente alcalinas.

Mejores características funcionales en

comparación con otros tipos de40



Propiedades

Las pastas de estos almidones tienen:

Mayor claridad y viscosidad.

Reducción de la sinéresis,.

Estabilidad durante los procesos de

congelación-descongelación.

Formación de geles estables y sólidos (rígidos).

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É



Aplicaciones Almidones Éter Se usa por su capacidad estabilizante y espesante,

en la industría textil, del papél y cartón.

Especialmente útil para su uso en alimentosrefrigerados o congelados.

Edulcorantes artificiales con bajos valores calórico.

Se suelen utilizar en una amplia gama de alimentos,

incluyendo: aderezos, dips, salsas, rellenos defrutas para pasteles y budines.

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Modificaciones Específicas

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Se realizan por reacciones muyespecíficas que introducengrupos químicos y generanpropiedades funcionales biendefinidas que no se clasificanentre las modificaciones porestabilización, ya que producenderivados mucho más estables.

Entre estas se mencionan por



Entre estas se mencionan porejemplo:

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Cationización Metilación Etilación

Carboximetilación Cianoetilación

Oxidación conácido peryódico

Formación dederivados alilos

y bezilos

Obtención dexanatos dealmidón.



Modificaciones físicas

+ Pregelatinización

+ Almidones tratados concalor

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Almidón pregelatinizado. Conocido como almidón instantáneo

(Pregeles)

Son generalmente utilizados como espesantes

en los alimentos que reciben un calentamientomínimo.

Los gránulos están por lo general en

fragmentos o en una forma física disociada.

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Técnicas de Pregelatinización

Secado de Tambor Spray cooking

Procesamiento abase de solvente Extrusión

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T b d d



Tambor de secado Método más común de producir pregeles.

Los preparados en secador de dobletambor tienden a tener una viscosidad un poco másalta que los de un solo tambor.

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El perfil de viscosidad de un pregel

muestra "inmediata“ viscosidad , los

gránulos actúan como una esponja, de formainmediata absorben agua y producen viscosidad.

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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.

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Spray Cooking

Se realiza generalmente mediante la cocción deuna suspensión de almidón con alta presión,inyección de vapor y luego su bombeo a travésde un secador por aspersión.

El almidón producido por este método estacocidouniformemente o gelatinizados con una mínimacantidad de cortes y daño por calor.

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Debido a que los gránulos pregelatinizados

permanecen esencialmente intactos, con larehidratación tienen la textura suave yviscosidad de un almidón cocinado.

Estos tipos de pregeles se consideran de alto

desempeño.

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P i t b d



Procesamiento a base desolventes

Consiste en calentar un 20% dealmidón en un alcohol como eletanol con el 20-30% de agua aaproximadamente 160-175 ° Centre 2-5 min.

El producto resultante se conocegeneralmente como un almidóngranular CWS.

La integridad granular semantiene, pero su birrefringenciase pierde.

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Extrusión En términos muy básicos, la

extrusora puede ser consideradacomo un reactor de altatemperatura.

Los gránulos de almidón condiferentes niveles de humedad secomprimen en una fundición densa

ycompacta.

Este es después secado y molido . 54



Los gránulos son desestructuradas por la altapresión, calor y corte mecánico de la extrusora.

Debido a su alto rendimiento y el relativamentebajo consumo de energía, la cocción por extrusiónes un proceso relativamente de bajo costo para laproducción de pregeles.

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Aplicaciones

Se usa mucho en alimentos de preparaciónrápida, flanes, rellenos y salsas.

En adhesivos se utiliza para laminar papelaluminio a papel o cartón, pero su secado eslento dado su bajo contenido de sólidos.

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Almidones tratados con calor

Consiste en un tratamiento térmico del almidón bajocondiciones controladas, donde el almidóngranular puede ser tratado con calor y ser recuperadoen su forma granular.

Muestra una mejor viscosidad y estabilidad cuandoposteriormente es gelatinizado y en la formación depastas.

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D ti d d



Dos tipos de procesos detratamiento térmico:

Calor-humedad: Consiste en calentar el almidón auna temperatura por encima de su punto degelatinización, pero con insuficiente humedadpara causar gelatinización.

Se mejora la consistencia y estabilidad de laviscosidad en alimentos con un H inferior a 4 5 58

Recocido



Recocido:

Consiste en calentar una suspensión de almidón

granular a una temperatura por debajo de su puntode gelatinización por períodos prolongados detiempo.

El almidón resultante también muestra un perfil deviscosidad mejorado.

Recientemente se ha informado que cuando el

almidón se calienta bajo condiciones dehumedad muy bajas o nulas, el productoresultante proporciona funcionalidad similaral almidón modificado químicamente.

almidones modificados

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