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Géis: estrutura, formação e ingredientes ÍNDICE DE CONTEÚDOS DO CURSO 1. COLOIDES, SOLUÇÕES COLOIDAIS OU SISTEMAS COLOIDAS 2. OS GÉIS ALIMENTARES NO DIA-A-DIA 3. O PROCESSO DE GELIFICAÇÃO 4. ALGUMAS PROPRIEDADES E TEXTURA DOS GEIS 5. AGENTES GELIFICANTES ALIMENTARES MAIS COMUNS E SUA FORMA DE UTILIZAÇÃO 6. CONCLUSÕES E IMPLCAÇÕES 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS El proyecto Laboratorio para la innovación empresarial en mercados transfronterizos de alimentación y hostelería que está apoyado por la Unión Europea y cofinanciado por el FEDER, con cargo al Programa Operativo de Cooperación Transfronteriza España-Portugal 2014-2020, tiene por objetivo apoyar la investigación tecnológica y aplicada en líneas piloto de nueva gastronomía y producir la validación precoz de nuevos productos, capacitar al sector hostelería para la fabricación avanzada y aprovechar tecnologías facilitadoras esenciales y polivalentes. El coste total elegible del proyecto es de 1.210.319,00 €, siendo la cofinanciación FEDER de 907.739,25 € y la tasa de cofinanciación del 75 % 1. OBJETIVOS DO CURSO 1 – Definir gel 2 – Processo de gelificação 3 – Propriedades dos géis 4 – Origem dos agentes gelificantes mais comuns 5 – Estrutura dos agentes gelificantes mais comuns 6 – Condições de gelificação dos agentes gelificantes mais comuns Solução Coloide Suspensão Tamanho da partícula <1 nm 1-100 nm >100 nm Efeito de Tyndall Aspecto Transparente Translúcido Opaco Mistura Homogénea Heterogénea Heterogénea Separação por filtração Sim Não Não (Centrifugação) 1. COLOIDES, SOLUÇÕES COLOIDAIS OU SISTEMAS COLOIDAS 1. COLOIDES, SOLUÇÕES COLOIDAIS OU SISTEMAS COLOIDAS Tabela 1 – Classificação dos coloides de acordo com a fase dispersa e dispersante 2. GÉIS ALIMENTARES 3. O PROCESSO DE GELIFICAÇÃO 1º Passo – Dispersão Individualização das partículas +H2O 2º Passo – Hidratação Ligação de água às macromoléculas e individualização 3º Passo – Gelificação Rearranjo estrutural e formação de zonas de junção Zona de Junção 4. ALGUMAS PROPRIEDADES E TEXTURA DOS GÉIS Textura dos Géis Força Pegajosidade Temperatura de Gelificação Termo-reversibilidade Sinerése Opacidade Libertação de aroma Propriedades 4. ALGUMAS PROPRIEDADES E TEXTURA DOS GÉIS Histerése Suspensão de Partículas Tixotropia 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.1. AGAR Origem Obtida a partir de algas vermelhas, maioritariamente da Gracilaria lichenoides, presente nas suas paredes celulares Composição & Estrutura A agarose, o polissacarídeo gelificante do agar, é uma molécula linear neutra, essencialmente sem grupos sulfatos, que consiste em unidades alternadas β-1,3 D-galactose e α-1,4 3,6-anidro-L-galactose. A proporção de agarose no agar varia de acordo com a espécie da alga sendo que a agarose compreende normalmente ao menos dois terços do agar-agar natural. 1 2 3 4 5 6 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ β-1,3 D-galactose α-1,4 3,6-anidro-L-galactose R1 = H, CH3 ou SO3−; R2 = H, CH3 ou SO3−; or R1 e R2 = C(CH3)CO2H; R3 = H ou CH3 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.1. AGAR Dispersão Água ou líquidos frios ou quentes Hidratação 100ºC 3 a 5 minutos Gelificação <30ºC Condições de Gelificação Não necessita de iões cálcio ou potássio Concentração 0,2 g/100 g a 3 g/100 g Propriedades Geís firmes, transparentes e termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.2. IOTA-CARAGENANA Origem A caragenana originalmente era obtida a partir da alga vermelha Chondrus Crispus (Atlântico Norte). Hoje a principal espécie utilizada é a Gigartina. Que tem vários tipos de caragenana misturados Composição & Estrutura As caragenanas são polissacarideos lineares constituídos por unidades repetitivas de b-D-galactose em ligação 1,3 e resíduos a-D-3,6- anidrogalactose em ligação 1,4. A ιota-caragenana é altamente sulfatada, sendo a caragenana com a maior proporção de grupos sulfato, apresentado dois grupos sulfato por cada unidade repetitiva b-1,3 D-galactose a-1,4 3,6-anidro-L-galactose 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 1 2 3 4 5 6 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.2. IOTA-CARAGENANA Dispersão Água ou líquidos frios Hidratação 70ºC Gelificação <40-70ºC (dependendo iões cálcio) Condições de Gelificação Necessita de iões cálcio Concentração 0,75 g/100 g a 1,5 g/100 g Propriedades Geís suaves, transparentes e termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.3. CAPA-CARAGENANA Origem A caragenana originalmente era obtida a partir da alga vermelha Chondrus Crispus (Atlântico Norte). Hoje a principal espécie utilizada é a Gigartina. Que tem vários tipos de caragenana misturados Composição & Estrutura As caragenanas são polissacarideos lineares constituídos por unidades repetitivas de b-D-galactose em ligação 1,3 e resíduos a-D-3,6- anidrogalactose em ligação 1,4. A capa-caragenana apresentado um grupo sulfato por cada unidade repetitiva b-1,3 D-galactose a-1,4 3,6-anidro-L-galactose 1 2 3 4 5 6 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.3. CAPA-CARAGENANA Dispersão Água ou líquidos frios Hidratação 70ºC Gelificação <35-65ºC (dependendo iões cálcio ou potássio) Condições de Gelificação Necessita de iões cálcio ou potássio Concentração 0,3 g/100 g a 1,5 g/100 g Propriedades Geís firmes, transparentes e termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.4. GELANA Origem A gelana é um polissacarídeo aniónico solúvel em água produzida pela bactéria Sphingomonas elodea (ATCC 31461) Composição & Estrutura A gelana é um polissacarideo linear composto por unidades repetitivas de (1,3)-β-D-Glcp-(1,4)-β-D-GlcpA-(1,4)- β-D-Glc-(1,4)-α-L-Rha-(1→). Os resíduos de glucose pode estar substituído por dois substituintes ácido L-glicérico e ácido acético. a-1,4-L-rhamnose b-1,4-D-glucose b-1,4-D-glucose Ácido b-1,4-D-glucurónico 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.4.1, GELANA ALTO CONTEÚDO ACILO Dispersão Água ou líquidos frios Hidratação 85 – 95 ºC Gelificação <70-80ºC (dependendo iões cálcio ou potássio) Condições de Gelificação Não necessita de iões Concentração 0,5 g/100 g a 1,25 g/100 g Propriedades Geís suaves, elásticos, transparentes e termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.4.1, GELANA BAIXO CONTEÚDO ACILO Dispersão Água ou líquidos frios Hidratação 80 ºC Gelificação <70-80ºC (dependendo iões cálcio ou potássio) Condições de Gelificação Necessita de iões cálcio ou potássio Concentração 0,5 g/100 g a 1,25 g/100 g Propriedades Geís duros, não elásticos, transparentes e termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.5. ALGINATO Origem O alginate, por vezes designado de algin, está presente nas paredes celulares das algas castanhas ( Ascophyllum, Durvillaea, Ecklonia, Laminaria. …), sendo parcialmente responsável pela sua flexibilidade. Composição & Estrutura Os alginates são polissacarídeos lineares aniónicos constituídos por copolimeros de ácido (1-4)-α-L-gulurónico ácido β-d-manurónico com uma composição e sequência muito variável Ácido b-1,4 D-Manurónico 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 O -OOC OH OH O O O HO OH - OOC O O HO OH - OOC Ácido a-1,4 D-Gulurónico Ácido b-1,4 D-Manurónico 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.5. ALGINATO Dispersão Água ou líquidos frios ou quentes Hidratação Gelificação Condições de Gelificação Necessita obrigatoriamente de iões cálcio para gelificar Concentração 0,5 g/100 g a 1 g/100 g Propriedades Geís firmes, transparentes e termo-reversíveis (130 ºC) Água ou líquidos frios ou quentes Água ou líquidos frios ou quentes 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.6. PECTINA Origem A pectina é um agente gelificante presente na lamela média das plantas sendo particularmente abundante em váriosfrutos como a laranja e outros citrinos, marmelo e maçã. Composição & Estrutura A pectina é um polissacarídeo complexo, mas os produtos comerciais contem um polissacarideo linear de ácido a-(1,4)-D-galacturónico. Os grupos carboxilo do ácido galacturónico encontra-se esterificado com methanol, sendo a pectina natural designada de alto grau de metoxilação. Por hidrólise das ligações ester obtem-se a pectina com baixo grau de metoxilação por libertação do metanol Ácido a-1,4 D-Glucurónico 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.6.1, PECTINA ALTO GRAU METOXILAÇÃO Dispersão Água ou líquidos frios Hidratação 100ºC Gelificação <30-50ºC Condições de Gelificação Necessita de pelo menos 50% p/p de sacarose e pH~3,5 Concentração 0,3 g/100 g a 1 g/100 g Propriedades Geís suaves, opacos e não termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.6.1, PECTINA BAIXO GRAU METOXILAÇÃO Dispersão Água ou líquidos frios Hidratação 100ºC Gelificação <30-50ºC Condições de Gelificação Necessita de iões cálcio para gelficar Concentração 0,5 g/100 g a 3 g/100 g Propriedades Geís fortes, transparentes e termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.7. METILCELULOSE Origem A metilcelulose é um polissacarídeo obtido por derivatização da celulose naturalmente presente nas madeiras. . Composição & Estrutura A metilcelulose é constituída por uma cadeia linear de resíduos b-(1,4)- D-glucose os quais podem se encontrar metilados nas posições O-2, O- 3 e/ou O-6. Para ser solúvel em água a metilcelulose deve apresentar um grau de substituição entre 1,7 a 2 b-1,4 D-Glucose metilada 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.7. METILCELULOSE Dispersão Água quente temperatura superior à temperatura de gelificação Hidratação 15 ºC Gelificação >60 ºC (dependendo da estrutura) Condições de Gelificação Não necessita de iões Concentração 0,3 g/100 g a 1,5 g/100 g Propriedades Geís suaves, transparentes e termo-reversíveis 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.8. GELATINA Origem A gelatina é uma proteína preparada por hidrólise controlada do colagénio presente nos ossos e pele dos animais Composição & Estrutura A gelatina apresenta na sua composição uma elevada abundancia de resíduos glicina, prolina e 4-hidroxiprolina. 5. AGENTES GELIFICANTES MAIS COMUNS 5.8. GELATINA Dispersão Água ou líquidos frios Hidratação >50 ºC Gelificação <35 ºC Condições de Gelificação Não necessita de iões Concentração 0,5 g/100 g a 3 g/100 g Propriedades Geís elásticos, transparentes e termo-reversíveis 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Belitz, H.-D., Grosch, Werner, Schieberle, Peter. Food Chemistry. 4th revised and extended ed. 2009 Srinivasan Damodaran, Kirk Lindsay Parkin, Owen R. Fennema Fennema's Food Chemistry. 4th Ed. CRC Press/Taylor & Francis, 2008 Benjamin K. Simpson (Editor), Leo M.L Nollet (Associate Editor), Fidel Toldra (Associate Editor), Soottawat Benjakul (Associate Editor), Gopinadhan Paliyath (Associate Editor), Y. H. Hui (Associate Editor). Food Biochemistry and Food Processing, 2nd Edition 2012, Wiley-Blackwell N. A. Michael Eskin and Fereidoon Shahidi Biochemistry of Foods Third Edition. Elsevier Inc., 2013 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 5. Autores do curso Prof. Doutor Fernando Nunes, Departamento de Química, Centro de Química Vila Real, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Prof. Doutora Fernanda Cosme, Departamento de Biologia e Ambiente, Centro de Química Vila Real, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Doutor Miguel Ribeiro, Centro de Química Vila Real, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro 8. AUTORES DO CURSO
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