1. Goma Xantana
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Ingredientes 20 Mundo Alimentario Marzo/Abril 2011 [email protected] glucopiranosilurónico, el cual a su vez está glicosídicamente enlazado a la posición O-2 de la unidad α-D- manopiranosil. Aproximadamente la mitad de las unidades terminales de D-manosil contienen la mitad del ácido pirúvico como una acetal 4,6-cíclico. Finalmente, la unidad D-manosil no terminal es estequiométricamente sustituida en la posición O-6 con un grupo acetilo. Estado Toxicológico, Seguridad y Normatividad Se han realizado varias investiga- ciones en ratas y perros con respecto a la seguridad de la goma xantana. En base a estos estudios, En 1969, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) permitió el uso de xantana en alimentos sin ninguna limitación en cantidad específica. Las regulaciones de la FDA permiten la adición de xan- tana a varios alimentos estandarizados como el queso, productos de queso, leche y crema, postres, jarabes se mesa, etc. Las normas de USDA per- miten su uso en aderezos, salsas y empanizados utilizados en productos de carne y pollo. El Consejo del gobierno canadiense también ha aprobado el uso general L cantidades inmensas. El dextrano se descubrió a principios de los 40´s, fue el primer polisacárido microbiano en comercializarse. El segundo polisacárido comercializado fue xantana. Se descu- brió en los 50’s por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos durante un trabajo de investigación sobre las aplicaciones industriales de biopolíme- ros microbianos. La goma xantana es uno de los polisacáridos más extensamente inves- tigados. Tiene un peso molecular alto (1-2 millones) y se produce por la fermentación de un carbohidrato producido por la bacteria Xanthomonas campestris. Posteriormente se purifica y recupera con alcohol, se seca y muele. La goma xantana es completamente soluble en agua caliente o fría, se hidrata rápidamente una vez dispersa y facilita la retención de agua produciendo soluciones altamente viscosas a baja concentración. Su comportamiento reológico permite que la goma xantana contribuya a buenas cualidades senso- riales, incluyendo una sensación bucal y liberación del sabor en el alimento. La Goma Xantana en la Industria Alimentaria Introducción Además, sus soluciones proporcio- nan viscosidades uniformes en rangos de temperatura desde la congelación a cerca del punto de ebullición, con una estabilidad térmica excelente. La excelente solubilidad y estabilidad de la goma xantana bajo condiciones ácidas o alcalinas, su estabilidad en presencia de sales y su resistencia a enzimas comunes la ha convertido en uno de los principales polímeros industriales y alimenticios. Estructura y Química de la Goma Xantana La estructura principal consiste en unidades repetidas de pentasacáridos que consisten en dos unidades de D-glucopiranosil, dos unidades de D- manopiranosil y ácido D-glucopianosil urónico (Figura 1). La estructura del polímero está conformada de unidades de (1→4) β-D-glucopiranosil., idénticos a los de la celulosa. Para alternar unidades de D-glucosil en la posición O-3, se agrega una cadena de trisacáridos que contiene una unidad de D-glucuronosil entre dos unidades de D-manosil. La unidad terminal β-D-manopiranosil esta glicosídicamente enlazada a la posición O-4 a la unidad del ácido La excelente solubilidad y estabilidad de la goma xan- tana bajo condiciones ácidas o alcalinas, su estabili- dad en presencia de sales y su resistencia a enzimas comunes la ha convertido en uno de los principales polímeros industriales y alimenticios. Foto: Fighting With Food B.R. Sharma, Narres L., N.C. Dhuldhoya, S.U. Comerciante y U.C. Comerciante Lucid Colloids Limited. Rajasthan, India os polisacáridos naturales de algas marinas se han utilizado durante muchas décadas en
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20 MundoAlimentario Marzo/Abril2011 [email protected]
glucopiranosilurónico, el cual a suvez está glicosídicamente enlazadoalaposiciónO-2delaunidadα-D-manopiranosil. Aproximadamente lamitadde lasunidades terminalesdeD-manosilcontienenlamitaddelácidopirúvicocomounaacetal4,6-cíclico.Finalmente, la unidad D-manosil noterminal es estequiométricamentesustituidaen laposiciónO-6conungrupoacetilo.
Estado Toxicológico, Seguridad y Normatividad
Sehanrealizadovariasinvestiga-cionesenratasyperrosconrespectoa la seguridad de la goma xantana.En base a estos estudios, En 1969,la Administración de Alimentos yMedicamentos de Estados Unidos(FDA)permitióelusodexantanaenalimentos sin ninguna limitación encantidadespecífica.LasregulacionesdelaFDApermitenlaadicióndexan-tanaavariosalimentosestandarizadoscomoelqueso,productosdequeso,leche y crema, postres, jarabes semesa,etc.LasnormasdeUSDAper-miten su uso en aderezos, salsas yempanizadosutilizadosenproductosdecarneypollo.
ElConsejodelgobiernocanadiensetambiénhaaprobadoelusogeneral
Lcantidades inmensas. El dextrano sedescubrióaprincipiosdelos40´s,fueel primer polisacárido microbiano encomercializarse.Elsegundopolisacáridocomercializadofuexantana.Sedescu-brióenlos50’sporelDepartamentodeAgriculturadeEstadosUnidosduranteun trabajo de investigación sobre lasaplicaciones industriales de biopolíme-rosmicrobianos.
La goma xantana es uno de lospolisacáridosmásextensamenteinves-tigados. Tiene un peso molecularalto (1-2millones) y se produce porla fermentación de un carbohidratoproducidoporlabacteriaXanthomonascampestris.Posteriormentesepurificayrecuperaconalcohol,sesecaymuele.La goma xantana es completamentesoluble en agua caliente o fría, sehidratarápidamenteunavezdispersayfacilitalaretencióndeaguaproduciendosoluciones altamente viscosas a bajaconcentración. Su comportamientoreológicopermitequelagomaxantanacontribuyaabuenascualidadessenso-riales,incluyendounasensaciónbucalyliberacióndelsaborenelalimento.
LaGomaXantanaenlaIndustriaAlimentaria
Introducción Además,sussolucionesproporcio-nanviscosidadesuniformesenrangosdetemperaturadesdelacongelacióna cerca del punto de ebullición, conunaestabilidadtérmicaexcelente.Laexcelentesolubilidadyestabilidaddelagomaxantanabajocondicionesácidasoalcalinas,suestabilidadenpresenciade sales y su resistencia a enzimascomuneslahaconvertidoenunodelos principales polímeros industrialesyalimenticios.
Estructura y Química de la Goma Xantana
Laestructuraprincipalconsisteenunidadesrepetidasdepentasacáridosque consisten en dos unidades deD-glucopiranosil,dosunidadesdeD-manopiranosilyácidoD-glucopianosilurónico(Figura1).
La estructura del polímero estáconformada de unidades de (1→4)β-D-glucopiranosil.,idénticosalosdela celulosa. Para alternar unidadesde D-glucosil en la posiciónO-3, seagregaunacadenadetrisacáridosquecontieneunaunidaddeD-glucuronosilentredosunidadesdeD-manosil.Launidad terminal β-D-manopiranosilesta glicosídicamente enlazada a laposiciónO-4 a la unidad del ácido
Laexcelentesolubilidadyestabilidaddelagomaxan-tanabajocondicionesácidasoalcalinas,suestabili-dadenpresenciadesalesysuresistenciaaenzimascomuneslahaconvertidoenunodelosprincipalespolímerosindustrialesyalimenticios.
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B.R. Sharma, Narres L., N.C. Dhuldhoya, S.U. Comerciante y U.C. Comerciante Lucid
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os polisacáridos naturales dealgasmarinas sehanutilizadodurante muchas décadas en
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Figura 1. Estructura de la Goma Xantana
de xantana en alimentos. La gomaxantana se encuentra en el Anexo-Ide la lista de emusificantes/estabili-zantes de la Comunidad EconómicaEuropeacomoelproductoE-415.ElComitéExpertodelaOrganizacióndeAlimentos y Agricultura/OrganizaciónMundial de la Salud de los EstadosUnidos(FAO/WHO)emitieronuncon-sumo diario aceptable (ADI) para lagomaxantana.Además,muchosotrospaíseshanaprobadolagomaxantanaparavariosusosenalimentos.
Propiedades de la Goma Xantana
Lagomaxantanaesunpolvodeflujolibredecolorblancoacrema,essolubleenaguacalienteyfría,davis-cosidadasolucionesabajasconcen-
traciones. Su importancia industrialse basa en su capacidad de contro-lar la reología de los sistemas basede agua. Aún a bajas concentra-ciones, las soluciones de goma xan-tanamuestranunaviscosidadaltaencomparaciónconotrassolucionesdepolisacáridos.Estapropiedadlacon-vierteenunespesanteyestabilizantemuyefectivo.
Las soluciones de goma xantanason altamente pseudoplásticas, porejemplo, aúnavelocidadesde cortealtas, la viscosidad inicial se recons-truyeinmediatamente.Nohayhisté-resisevidente,porejemplo,eladelga-zamientoalcorteyrecuperaciónsoninstantáneos.Estapseudoplasticidadmejora las cualidades sensoriales
(sensaciónbucal,liberacióndesabor,etc) en el producto final y garantizaunaltogradodemezclado,bombeadoyvertido.
Lassolucionesdegomaxantanason muy resistentes a las variacio-nesdepH,ejemplo,sonestablesencondicionesalcalinasyácidas.EntreunpHde1a13, laviscosidaddelasolucióndexantanaesprácticamenteconstante. A un pH de 9 o mayor,laxantanasediacetilagradualmente,pero esto tiene poco efecto en laspropiedadesdelasolución.
Laviscosidaddelasoluciónacuosadelagomaxantanaescasiindepen-dientealatemperaturaenunampliorango. La viscosidad de la solución
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degomaxantanavirtualmentenoseafecta con la temperatura desde elpuntodecongelaciónhastaelpuntodeebullicióndelaguapura.Poresto,laspropiedadesreológicasdelospro-ductos finales permanecen establesindependientementedesisealmace-nanenelrefrigerador,atemperaturaambienteoenáreacaliente.
Losefectosde loselectrolitosensoluciones con xantana son depen-dientes de la concentración de lagoma. A una concentración pordebajo de 0.15%, añadir un elec-trolito (NaCl) reduce ligeramente laviscosidad,mientrasqueaconcentra-cionesmayores,elelectrolitotieneelefectoopuesto.Elpicodelaviscosi-dad se alcanza a una concentraciónde0.02-0.07%deNaCl,fueradeestenivel,añadirsaltieneunefectoinsig-nificanteenlaviscosidad.Lassalesdemagnesioycalciotienenunainfluen-cia similar en la viscosidad. Sólo a
Tabla 1. Compatibilidades de la Goma Xantana
nivelesdepH>10,lagomaxantanatiendeaformargelesenpresenciadecationesdivalentes.Loscationestri-valentescomoelaluminioyelhierroformangelesanivelesdepHácidosoneutro.Sepodríaprevenirlageli-ficaciónconaltosnivelesdesalesdemetalmonovalentes.
La goma xantana es compatibleconvariosmateriales;sepuededisol-ver directamente en varios sistemasaltamente ácidos, alcalinos, alcohóli-cosyenvariossistemasquecontie-nendiferentescompuestos(Tabla1).Lagomaxantanatambiénescompa-tibleconlamayoríadelosespesantescomercialescomoelalginatodesodio,lacarboximetilcelulosayelalmidón.
La goma xantana interactúa congalactomananas como las gomasguarydealgarrobo(LBG)paradarunaumento sinérgico a la viscosidad delasolución,porejemplo, laviscosidad
observada es mayor que la suma deviscosidadesdecadaunadelasgomaspor sí solas. En el caso de LBG, seobservaunincrementosinérgicograndeen laviscosidadabajasconcentracio-nes de la goma y conforme aumentalaconcentracióndelagoma,seformaungeldecalorreversible.Estapropie-dadsinérgicafacilitaelusodelagomaxantanaenvariasaplicacionescomoenhelados, dip de queso pasteurizado yuntable,asícomoenunavariedaddepostrescongelados.
Lagomaxantanaesresistentealadegradación enzimática por diferen-tes enzimas como la proteasa, celu-lasa, hemicelulasa, pectinasa y ami-lasa.Sinembargo,lagomaxantanaes completamente biodegradable,por ejemplo está sujeta a la depoli-merizaciónporenzimasformadasporciertos microorganismos bajo ciertascondicionesambientales.También,encomún con otras gomas, xantana se
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degradaconagentesoxidantesfuertescomolosperóxidosypersulfatos.
Debido a sus extraordinarias pro-piedades,lagomaxantanaseusaenlaindustriadealimentos,cosméticayfarmacéutica.Entodasestasáreas,lagomaxantanaesreconocidacomounexcelente estabilizante, espesante yauxiliarútilenprocesamientos.
Aplicaciones de la Goma Xantana en Alimentos
Las principales aplicaciones de lagomaxantanaenalimentossederivandelhechodequecuandosedispersaenaguacalienteo fría, lasdispersio-nesacuosasresultantessontixotrópi-cas.Laestructuraformadaporelgelfrágilproduceunainusual“viscosidadcon velocidad de corte bajo” alta, aconcentracionesbajasdepolímeros,locualsepuedeaprovecharparaespe-sarmuestrasacuosasyestabilizarlasemulsiones, espumas y suspensionesdepartículas.Finalmente,unadelga-zamiento al corte reversible permite
lamanipulaciónycontroldelprocesocomo difusión, bombeo, vaciado ypulverización.
ProductosdePanificaciónEn la industria de panificación, la
gomaxantanaseusaparaaumentarlaretencióndeaguaduranteelhorneadoy almacenamiento y extiende la vidadeanaqueldeproductosdepanaderíaymasasrefrigeradas.Enpanessua-veslagomaxantanasepuedeutilizartambiéncomosustitutodehuevo,enparticular se puede reducir el conte-nidodelaclaradehuevosinafectarlaaparienciaysabor.Lagomaxantanainhibe la sinéresis y previene que lapastaabsorbaelrelleno.Enproduc-tosdepanaderíaymasasrefrigeradas,aumenta la retención de humedad einhibe la retrogradación, extendiendoasísuvidadeanaquel.
BebidasLagomaxantanaseusaparadar
cuerpoalasbebidasyjugos.Cuando
estasbebidascontienenpartículasdepulpade fruta, incluir xantanaayudaamantenerlasuspensióndándoleunabuena apariencia. La goma xantanacontribuyeaunasensaciónbucalpla-centera,unasolubilidadrápidaycom-pletaapHbajoconunaexcelentesus-pensióndeinsolublesyescompatibleconlamayoríadesuscomponentes.
LácteosLasmezclasdexantanaconguar,
LBG o ambas, pueden ser estabili-zantesefectivosparahelados, sorbe-tes, leches malteadas, raspados deagua. La goma xantana combinadacon metil-carboximetil celulosa fun-cionabienpara lácteos congelados yconcarboximetilcelulosaparayogurtsacidificados directamente. Mezclassimilaresseusanenpostresdebudi-nes,gelesdelecheacidificadayotros.Lamezcladexantana,guaryLBGesbásica para el rebanado, firmeza delcuerpoyliberacióndelsaborenquesocrema.Tambiénlagomaxantanatra-
Tabla 2. Nivel de uso máximo de la goma xantana en varios alimentos
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bajaconlaharinadetrigoyharinadesoyacomomatrizdeespeciasyaron-mas. Xantana espesa aderezos dequesocottagealproporcionaunbuencontroldeldrenaje.Xantanamejorala consistencia, cuerpoysinéresisencremaácida.
AderezosLas salsas y aderezos salados
acompañan casi todos los alimentosy dan un “toque personal”. La gomaxantana proporciona estabilidad a laemulsiónporperiodosdehasta1año.Debido a las propiedades reológicasque imparte, losaderezossepuedenbombearfácilmentedurantelaopera-ción de llenado, facilita el flujo de labotella durante su uso y se adhierebienalaensalada.Lagomaxantanase utiliza ampliamente en los adere-zosparaensaladavertibles,(solaoencombinación con propilen glicol algi-natoopectina)imparteunasensaciónbucallimpiadebidoasualtapseudo-plasticidadquetambiénayudaaman-
tenereladerezoen laparte superiordelaensalada.
AlimentosparamascotasJunto con la goma LBG o guar,
produceunproductogelificadohomo-géneo(paraalimentosparamascotassemi-húmedos).Ensustitutosdelechelíquidos para terneros y lechones, lagomaxantanaseusaparaestabilizarlasuspensióndesustanciasinsolubles,Xantana se usa frecuentemente encombinaciónconlagomaLBGoguarcomoestabilizanteyaglutinanteenlaformulacióndealimentosconsalsadecarneenlatadaparamascotas.
Jarabes,coberturas,condimentosysalsas
Lasexcelentespropiedadesdelassolucionescongomaxantanaseutili-zanenjarabes,cobertuas,condimen-tosysalsas.Losjarabesdemantequi-llaycoberturasdechocolatequecon-tienenxantanatienenunaconsistenciay propiedades de flujo excelentes y
debidoasualtaviscosidadenreposo,dan apariencia densa y apetitosa aproductos como panqués, helados yalimentoscocidos. Lagomaxantanaesunexcelenteespesanteparaestosproductos por su alta estabilidad enmedios ácidos y por impartir propie-dadesdeflujopseudoplático.Laaltaviscosidaden reposoaseguraque seminimice latendenciadepenetrardeloscondimentosysalsasenlosbollos,proporcionandoalconsumidorunali-mentomásatractivo.
Fuente:
FoodPromotionChronicle,Volume1(5),
Pageno.27-30(2006)
India,2006
Traducción:I.A.VioletaMoralesV.
Foto:MolecularGastronomyNetwork
