7 de junio de 2010

Gelatinización

¿Qué es la gelatinización?

A continuación paso a "conceptualizar este término muy usado en el ambiente de la transformación de esta materia prima maravillosa:

Cuando los gránulos de almidón, se calientan en agua, se hincha (absorción de agua), tornándose traslúcidos y solubles, es decir, existe mayor movilización del almidón del gránulo al solvente, el gránulo pierde su poder birrefringente y no puede ser obtenido nuevamente bajo su forma original. Esto se conoce con el nombre de gelatinización.

Los gránulos no sufren cambios significativos cuando son suspendidos en agua fría. La estabilidad permanece aun después de un calentamiento leve. Este comportamiento se debe a fuertes uniones intermoleculares en las áreas cristalinas de los gránulos que residen ala disolución en agua. Pero estos puentes o uniones pueden ser destruidos por efectos mecánicos o químicos, o previa gelatinización y posterior secado de los gránulos, de modo que ocurra el hinchamiento en el agua fría. Sin embargo al estado natural el gránulo de almidón suspendido en agua no sufre ningún cambio hasta que la temperatura alcanza de 60 a 70ºC, momento en que los gránulos se hinchan aumentando su tamaño varias veces el inicial. Este cambio repentino ocurre casi instantáneamente para cada gránulo, siendo los de mayor tamaño los que gelatinizan primero.

La temperatura a la cual se inicia la gelatinización depende de una serie de factores:

- Variedad del almidón: Está directamente relacionado a la proporción de amilosa y amilopectina. La cadena amilosa debido a que posee una estructura lineal, forma geles más consistentes, mientras que la amilopectina, con una estructura ramificada no puede.

- Temperatura y tiempo de calentamiento: Maisola (1960), señala que la temperatura final y el tiempo de cocimiento, son factores que condicionan la viscosidad del producto. Ambas cuando mas alta es la temperatura de cocimiento, menor sera la viscosidad del producto, pues la desintegración del gránulo hinchado será más grande a mayor tiempo de cocimiento por acción de la temperatura y agitación.

- Tamaño del gránulo de almidón: Los grandes tienden a hincharse y absorber más agua, antes que los pequeños.

- Contenido de sales: Algunas sales pueden disminuir la temperatura de gelificación a tal punto que, el proceso de hinchamiento del gránulo en agua, puede ser estudiado a temperatura ambiente.

- pH: La velocidad e intensidad del hinchamiento de los gránulos de almidón son afectados por el pH del sistema, ya que generalmente los valores de pH menores a 5 o mayores a 7 tienden a reducir la temperatura de gelificación y acelerar el proceso de cocción. a pH alcalino se reducen considerablemente la temperatura y tiempo requeridos para el hinchamiento de los gránulos, mientras que en condiciones muy ácidas puede favorecer la hidrólisis del enlace glicosídico del almidón con la consecuente pérdida y a la viscosidad de sus suspensiones.

Hinchamiento, gelatinización y retrogradación del almidón

Estudios realizados por Kerr (1950), afirma que el rompimiento de la estructura del gránulo del almidón cuando se somete al calor en solución acuosa, tiene lugar en tres fases diferentes:

- Primera fase: Ocurre en agua fría y está caracterizada por la absorción de 25 a 30% de agua aporoximadamente. Si se observan los gránulos al microscopio se aprecia que no han sufrido carmbio alguno en su estructura (no pierde su birrefringencia). El proceso es reversible ya que el gránulo seco no pierde características físicas-químicas.

- Segunda fase: Ocurre aproximadamente a 65ºC (temperatura exacta en función de la variedad y características del gránulo del almidón). El gránulo se hincha aumentando varias veces su tamaño, absorbiendo gran cantidad de agua y perdiendo su birrefringencia. Una porción de almidón soluble escapa del gránulo al agua circundante, fenómeno comprobado por la coloración azul del agua en presencia de lodo. Esta fase es irreversible.

- Tercera fase: Está determinada por un mayor hinchamiento del gránulo el cual adquiere gran tamaño. Frecuentemente se forma un vacío en el gránulo y una mayor cantidad de almidón es expulsado al medio fluido. Finalmente el gránulo se rompe, aumentando la viscosidad del fluido marcadamente.

Utilizando agentes químicos que favorecen el hinchamiento de los gránulos de almidón (por ejemplo sales metálicas), se ha podido observar que este fenómeno se inicia durante la segunda fase del proceso, con la formación de una burbuja en el interior del gránulo la cual aumenta su tamaño, hinchando el gránulo, y debilitando su estructura hasta que finalmente se rompe.

El fenómeno indica que durante el hinchamiento, el interior del gránulo es una región de presión baja, tanto, que una vacuola se puede formar y expandir a las presiones que tiene el agua en el sistema.

Cuando una pasta de almidón se enfría, las moléculas tienden a ser menos solubles y a congregarse y cristalizar parcialmente. Si la pasta está extremadamente diluída, resulta la precipitación, pero a altas concentraciones encontradas en los alimentos se forma una red tridimensional a partir de las moléculas de polisacáridos.

Porciones de ambas moléculas, amilosa y amilopectina, se envuelven en micelas cristalinas, las cuales están entrecruzadas por filamentos moleculares. El alineamiento y la cristalización de las moléculas de amilosa se inhiben parcialmente por estructuras ramificadas exteriores.

Estas áreas cristalinas, dentro de los gránulos hinchados y más importantes aún, en la solución acuosa entre los gránulos, determinan el alto grado de dureza y rigidez del gel que se forma. Las partes de las macromoléculas que están envueltas en las micelas cristalinas, están depositadas en regiones amorfas entre las micelas; la habilidad del gel de ser sometido a un esfuerzo de corte sin romperse, ha sido atribuida a la capacidad de extenderse de las porciones de las moléculas de estas regiones.

Otros factores que afectan la formación y característica de los geles de almidón, son el tamaño y la estructura morfológica de los gránulos, su antigüedad y tratamiento previo.

La concentración de la pasta, el tiempo y temperatura de cocimiento, la agitación durante el cocimiento, tiempo y temperatura de almacenamiento después de cocidos y los ingredientes añadidos.

Los almidones que contienen amilosa y amilopectina, ordinariamente forman geles de bajas concentraciones. Sin embargo el almidón de papa con mayor contenido de amilosa, tiene poca tendencia a formar geles, debido a la longitud de la cadena lineal (excesivamente larga), o tal vez a su pequeño grado de ramificación que interfieren con el almacenamiento de las moléculas lineales en su estructura micelar.

El cambio en la estructura del gel, como consecuencia del aumento de la cristalización de las moléculas de almidón puede ser considerada como una continuación de los cambios que convierten la pasta viscosa en un gel.

El almidón en solucion almacenado a temperatura ambiente o menos a ésta sufre retrogradación. Una parte del almidón se aglomera progresivamente hasta formar agregados moleculares insolubles (microcristales), que pronto exceden las dimensiones de las partículas coloidales y precipitan. El precipitado es una mezcla de regiones cristalinas y regiones amorfas, resultado de un proceso de cambios tendentes a la cristalización de parte de los polímeros lineales.

La retrogradación es también un fenómeno dependiente de la temperatura a 25ºC, por ejemplo, la velocidad es bastante alta, incrementándose a medida que se disminuye la temperatura.

Sobre los 60 a 70ºC, las soluciones de amilosa permanecen estables. A pesar de que algunos preparados de amilopectina tienen cierta tendencia a retrogradar, la propiedad le corresponde a la amilosa, básicamente.

Una velocidad de enfriamiento constante proporciona cristales uniformes de amilosa, mientras que un enfriado brusco conlleva a la obtención de microcristales heterogéneos en forma y tamaño.

El proceso de retrogradación ocurre también en la fase sólida, y a este fenómeno es debido el envejecimiento del pan. La retrogradación puede ser detenida por los agentes químicos que favorecen el hinchamiento o removiendo la humedad.

Viscosidad y viscoelasticidad

Tanto la viscosidad y la viscoelasticidad, vienen a ser componentes de la cualidad de la textura, fenómenos que mantienen la incorporación del almidón en algunos alimentos. Se tiene así el caso de las pastas cremosas, salsa, pudines, etc. El medio en que la viscosidad aumente, depende de la clase de almidón que se trate, del tratamiento previo a que se ha sometido y la presencia de otras sustancias en medio acuoso.

La viscosidad de la pasta caliente está en función del hinchamiento e hidratación de los gránulos, y el derrumbamiento posterior o expulsión de los gránulos. Algunas pastas son excesivamente duras e inestables en muchos productos alimenticios, sin embargo en otros como los platillos orientales, cierta fuerza o viscoelasticidad es considerada una característica de buena calidad.

8 comentarios:

  1. Anónimo4:44 p. m.

    tema gelacion no esta???

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. El gel pertenece al grupo de los semisólidos. Un gel es un sistema coloidal, en el cual el movimiento del medio de dispersión está restringido por partículas solvatadas entrelazadas o por macromoléculas de la fase dispersada. El estado semisólido es debido al aumento de viscosidad causado por entrelazamiento y por la consecuente alta fricción interna. Las sustancias gelificante absorben agua y se hinchan. La absorción de un líquido por un gel sin un aumento considerable de volumen es conocido como inhibición. La interacción entre las partículas de la fase dispersa puede ser tan fuerte que al permanecer en reposo el medio de dispersión es empujado fuera del gel en forma de gotas. (http://docencia.izt.uam.mx)
      Los polímeros carboxílicos (carboxipolimetilenos) se conocen con el nombre de Carbomer (carbopol); tiene gran aplicación ya que por neutralización forman geles de gran viscosidad que se aplican en la obtención de suspensiones de sustancias medicamentosas. También se utilizan como agentes aglutinantes en comprimidos y pomadas, etc. Durante su neutralización, que generalmente se efectúa en soluciones acuosas suficientemente concentradas, este polímero pasa de sol a gel. La gelificación está condicionada por dos parámetros: la concentración y el pH. La temperatura no influye, de forma que la viscosidad de estas suspensiones es constante frente a las variaciones de temperatura. Este gel es útil para aquellos principios activos solubles en alcohol.

      Eliminar
  2. Anónimo6:03 p. m.

    no le entiendo nada.,,. kiero la definicion de gelatinizacion.,.,., yaaa...!!!!!!! tiene qe estar si o si.,,. ok

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Muchas gracias por vuestros mensajes e interés en nuestros productos

      Con respecto a vuestras respectivas consultas, paso a describir el "proceso de la 'gelatinizaciòn'".

      Otrosí,

      << Aplicación de altas temperaturas a la maca durante segundos, en la primera etapa del proceso, para romper las cadenas de almidón y obtener un polvo que puede ser consumido directamente, sin necesidad de cocción, y con un alto grado de asimilación y digestibilidad por parte del organismo. >>

      En resumen, el más "asimilable" para el "organismo humano" (generalmente, cuando se va a consumir por primera vez; así como por su sabor "menos amargo" - pensando en los niños mayores de 6 años y adultos que no "soportan" gustativamente el sabor "ligeramente agrio" de la maca cruda en polvo)

      Sin más por el momento y esperando haber resuelto vuestra inquietud,

      Jonas Cabezudo Sanchez
      General Manager
      CABDES E.I.R.L.
      Calle Los Diaconos 175 Urb. Sta. Felicia Lima 12
      Tel: (51-1)-3487138
      Mobile Phone: (51-1)-940021232
      http://www.cabdesperu.com/
      info@cabdesperu.com
      ohthefriends@yahoo.com

      Eliminar
  3. Anónimo10:01 a. m.

    ahhhh?? birrefrigente????

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Gracias por tu consulta.

      "Birrefrigrente", quiere decir, que es "lo modificado por haces de luz polarizada, y que, por lo tanto, modifica al producto en sí".

      En este caso, hablamos de que si el granúlo - que fue convertido previamente en solvente -, no puede volver a su estado original autónomamente.

      Gracias,

      Eliminar
  4. Muchas gracias por vuestros mensajes e interés en nuestros productos

    Con respecto a vuestras respectivas consultas, paso a describir el "proceso de la 'gelatinizaciòn'".

    Otrosí,

    Aplicación de altas temperaturas a la maca durante segundos, en la primera etapa del proceso, para romper las cadenas de almidón y obtener un polvo que puede ser consumido directamente, sin necesidad de cocción, y con un alto grado de asimilación y digestibilidad por parte del organismo.

    ResponderEliminar
  5. Hola, esta muy interesante la información que compartes en tu blog. Podrías darme más información acerca del autor Kerr (1950), sobre la publicación original

    ResponderEliminar

¿Cómo 'tamos?