Hidrocoloides: qué son, propiedades, tipos, usos, ejemplos
¿Qué son los hidrocoloides?
Los hidrocoloides son un grupo grande, heterogéneo, de sustancias poliméricas que incluyen principalmente polisacáridos y algunas proteínas. Su nombre deriva del término griego hydro, que significa agua, y kolla, pegamento.
Entre los carbohidratos o polisacáridos se encuentran hidrocoloides como el almidón, el agar, numerosas gomas, entre otros. Asimismo existen los de naturaleza proteica de elevado interés comercial, como la proteína de soya, la caseína o caseinato, gelatina y proteínas de la clara de huevo, entre otras.
Los hidrocoloides pueden tener diferentes fuentes: naturales de origen vegetal, animal, algas, e incluso algunos sintetizados por microorganismos. También pueden ser semisintéticos, como los derivados de la celulosa.
Los hidrocoloides forman dispersiones microscópicas viscosas o geles al entrar en contacto con el agua; es decir, son hidrofílicos, por lo que también se llaman coloides hidrófilos. Atrapan el agua dentro de su estructura ramificada y polimérica.
De esta manera, generan diferentes texturas, viscosidad y elasticidad, propiedades que son aprovechadas en las industrias de los alimentos, la farmacéutica, en medicina y en el campo de la investigación en general.
Propiedades de los hidrocoloides
- En su estructura molecular presentan un gran número de grupos hidroxilo (-OH. Esto hace que establezcan puentes de hidrógeno con el agua; de allí que sean hidrofílicos y formen dispersiones coloidales al entrar en contacto con ella.
- Igualmente, los hidrocoloides pueden formar geles debido a cambios iónicos o de temperatura.
- -Debido a sus propiedades de formación de geles, espesantes, texturizantes, entre otras, los hidrocoloides son muy aprovechados como aditivos en la industria de los alimentos.
- Pueden aumentar el grosor o contextura de los alimentos; sirven para controlar la formación de cristales de hielo; permiten variar la opacidad y sabor de los alimentos.
- Los hidrocoloides se pueden usar solos y en algunos casos se emplean mezclas que ofrecen un comportamiento sinérgico en sus características o propiedades, lo cual aumenta su utilidad.
Tipos de hidrocoloides
Los hidrocoloides se pueden clasificar considerando varios criterios, como su estructura química, según su origen, sus propiedades, entre otras características.
Según su estructura química
Los hidrocoloides pueden clasificarse en dos grandes grupos, como polisacáridos o proteínas. Lospolisacáridos pueden ser lineales, como la celulosa, alginatos; o ramificados, como el almidón y el dextrano, entre otros.
Además, según el tipo de monosacárido que conforma el polisacárido pueden ser homopolisacáridos o heteropolisacáridos.
Entre los homopolisacáridos se puede mencionar el almidón, que está formado por largas cadenas ramificadas de glucosa, es decir, contiene un mismo tipo de monosacárido.
Entre los heteropolisacáridos, o carbohidratos formados por más de un tipo de monosacáridos, se encuentran hidrocoloides como el agar, la goma arábiga, entre muchos otros.
El grupo de la caseína, gelatina y proteínas de la clara de huevo, entre otras, son de naturaleza proteica.
Según su fuente u origen
Según su origen los hidrocoloides se pueden clasificar como naturales –que son la gran mayoría–, al obtenerse de vegetales, de animales, de algas y microorganismos.
Existen algunos obtenidos de derivados de los naturales o modificados químicamente, como a continuación se especifica.
De naturaleza vegetal
A partir de los extractos de diversas partes de las plantas se puede mencionar la celulosa, la pectina, el almidón, la gran variedad de gomas como la arábiga, la goma de tamarindo, entre otras.
De origen animal
Están la gelatina, la caseína, la proteína de la clara de huevo, la proteína de soya.
Obtenidos de algas
De diferentes tipos de algas se tiene, por ejemplo, el agar, los carragenanos, el alginato.
De origen microbiano
Como el xanthano, el dextrano, el curdlán, pululan, entre otros.
Modificados o semisintéticos
Como la metilcelulosa, la etilcelulosa, la carboximetilcelulosa, el alginato de propilenglicol, almidones modificados, entre otros.
Usos de los hidrocoloides
En la industria de los alimentos
Los hidrocoloides se emplean en la industria alimenticia como aditivos espesantes y gelificantes. Estos modifican las propiedades, tales como viscosidad y textura de los alimentos.
Dependiendo del hidrocoloide empleado, de su concentración, del pH, de la temperatura y de los alimentos en los que se emplee, se aumenta la vida útil, se mejora la calidad de los alimentos y se inducen diferentes sensaciones en la boca de los comensales.
Como espesantes de sopas, salsas, coberturas y aderezo para ensaladas, entre otros alimentos, se emplean varios tipos de goma como la arábica, la guar o guaran y la de algarroba, entre otras. También son espesantes el xantano y el almidón.
Como gelificantes o formadores de geles se utilizan hidrocoloides como la pectina, el alginato, el agar, el gellan y el carragenano principalmente en jaleas, mermeladas, gelatinas con poca azúcar y helados, entre otros alimentos.
Existen hidrocoloides, como el agar agar, que se emplea en la cocina vegana para evitar el uso de la gelatina convencional, que contiene sustancias de origen animal en su elaboración.
En laboratorios de farmacia, investigación y clínicos
Los hidrocoloides como el agar se emplean en la preparación de diferentes tipos de medios de cultivo microbiológico. Constituye la base que le dará diferente contextura a estos medios, que soportan sin modificarse las temperaturas de esterilización.
Como medio para efectuar diferentes procesos de cromatografía y filtración en gel se usa el hidrocoloide Sephadex, empleado generalmente en columnas.
Este permite realizar la separación o purificación de proteínas y otras biomoléculas en función de su diferente tamaño o peso molecular.
En medicina
En odontología, bajo condiciones específicas, los hidrocoloides alginato y agar constituyen buenos materiales para realizar las impresiones dentales.
En medicina se emplean hidrocoloides como el dextrano, el hidroxietil almidón, la gelatina, entre otros, en fluidos de infusión y soluciones expansoras de volumen para el tratamiento de la hipovolemia.
Los hidrocoloides como las gomas se emplean en la fabricación de bioadhesivos para vendajes quirúrgicos, apósitos o coberturas, aplicados para el tratamiento de úlceras por presión y heridas abiertas.
El agar, como la celulosa, no puede digerirse por el sistema digestivo del cuerpo humano, por lo tanto, no aporta energía, pero sirve de fibra que retiene agua, lo que permite su uso en medicamentos como los laxantes.
Ejemplos de hidrocoloides
Son muy numerosos los ejemplos de los hidrocoloides que se han mencionado en los apartados anteriores, entre los que se pueden ampliar con más detalle los siguientes:
El polisacárido dextrano
Es ramificado o reticulado, y se forma por gran cantidad de glucosa, utilizándose en el sephadex, gel con estructura tridimensional esférica que en su interior presenta poros.
Estas esferas tienen variaciones en la reticulación de las cadenas orgánicas que las conforman, obteniéndose diferentes tipos de sephadex. Mientras más alto es el entrecruzamiento o reticulación, más pequeño será el tamaño del poro de la esfera.
Los carragenanos
Son varios tipos derivados de la galactosa, incluyen los furcelaranos, y se obtienen de algas rojas de diferente género y especie.
Gomas
Entre la variedad de gomas cabe destacar como ejemplo la goma arábiga, que se obtiene de una resina extraída de diversos tipos de acacia.
Arabinoxilanos
Entre los derivados de los cereales están los arabinoxilanos o la inulina, entre muchos otros ejemplos.
Referencias
- AACC International Online Books. Chapter 1: Introduction to Food Hydrocolloids. Tomado de: aaccipublications.aaccnet.org
- Glyn O. Phillips, P. A. Williams. (2009). Handbook of Hydrocolloids. Recuperado de: https://books.google.co.ve
- General Overview of Food Hydrocolloids [PDF]. Tomado de: application.wiley-vch.de
- Jasmin Foo (2018). How to Make Agar Agar. Snapguide. Tomado de: snapguide.com
- Wikipedia (2018). Sephadex. Tomado de: en.wikipedia.org