Articulo Gomas

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Lcomo exudados vegetales solubles o dispersables en agua,pero deben incluir en ella los polisacáridos microbianos ylas gomas vegetales químicamente modificadas, ademásde un complemento referido a los polisacáridos de origenanimal. Esta definición excluye proteínas y polímeros sinté-ticos que pueden ser utilizados como gomas en aplicacio-nes prácticas. Consecuentemente, las gomas pueden serentendidas como polisacáridos de cadena larga, que pue-den ser poco, mucho, o nada ramificados, pero que debeninteractuar con el agua (Walker, 1984).

Una goma puede ser definida en sentido amplio, comocualquier polisacárido soluble en agua, que puede serextraído a partir de vegetales terrestres o marinos, o demicroorganismos, que poseen la capacidad, en solución,de incrementar la viscosidad y/ o de formar geles. Gomasvegetales de uso generalizado son las galactomanas de lassemillas de guar y locuste (Ceratonia siliqua), los exudadoscomo la goma arábica y el tragacanto, y las de las algascomo las carrageninas y los alginatos (Whistler & Daniel,1985). Todos ellos son muy utilizados en el procesamientode muchos alimentos.

Las gomas realizan al menos tres funciones en el pro-cesamiento de los alimentos: emulsificantes, estabilizantesy espesantes. Además, algunas también son agentes geli-ficantes, formadoras de cuerpo, agentes de suspensión yaumentan la capacidad para la dispersión de gases en sólidoso líquidos (Considine & Considine, 1983).

La industria de procesamiento de alimentos, así comootras aplicaciones industriales de las gomas, aprovechande sus propiedades físicas, especialmente su viscosidad

que se clasifican según su origen, esto es, a partir de plan-tas marinas, semillas de plantas terrestres, exudados deplantas terrestres, y procesamiento microbiológico.

IntroducciónLas gomas pueden ser definidas en términos prácticos

como moléculas de alto peso molecular con característicaso hidrofílicas o hidrofóbicas que, usualmente, tienen pro-piedades coloidales, con capacidad de producir geles alcombinarse con el solvente apropiado.

De este modo, el término goma se aplica a una granvariedad de sustancias con características gomosas. Sinembargo, es más común la utilización del término gomapara referirse a polisacáridos o sus derivados, obtenidosde plantas o por procesamiento microbiológico, que al dis-persarse en el agua fría o caliente, producen solucioneso mezclas viscosas (Whistler & Daniel, 1985; Whistler,1973). En muchos libros de texto o artículos sobre gomas,estabilizantes, hidrocoloides, y especies de similar funcióno estructura, los autores encuentran muchas dificultadespara definir sus términos. El término goma está basado enlas características físicas y en el origen de los materialesen cuestión. Inicialmente, las gomas pueden ser descritas

El presente trabajo es una revisión de los artículosmás importantes sobre las gomas y su uso en laindustria de alimentos.

Gomas: UnaAproximación a laIndustria de Alimentos

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Resumen

Antonio Pasquel*

*Doctor en Ingeniería de Alimentos por la UNICAMP (Brasil). MSc. Ingeniero.Docente de la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias de laUniversidad Nacional de la Amazonía Peruana

a presente monografía es una revisión de los traba-jos más importantes sobre las gomas y su uso enla industria de alimentos. Las gomas son sustancias

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y su estructura coloidal. En las mismas concentraciones,las gomas con moléculas relativamente lineales, como lagoma tragacanto, forman soluciones más viscosas que lasgomas de forma esférica como la goma arábica por ejemplo(Considine & Considine, 1983); y, generalmente, son utiliza-das en un intervalo de concentraciones entre 0.25 a 0.50%que muestra su gran habilidad para producir viscosidad yformar geles (BeMiller & Whistler, 1996).

Puesto que las gomas tienen funciones estabilizantes enmuchos alimentos, es importante hacer notar que en el sentidomás amplio del término, un estabilizante alimenticio es cual-quier material que al ser adicionado a un alimento aumentasu tiempo de almacenamiento; aunque existe una definiciónmenos amplia que define un estabilizante como un materialque reduce la tasa en la cual suceden algunos cambios dentrode un producto alimenticio durante su almacenamiento, trans-porte y manipuleo; esto es, los estabilizantes retardan o evitancualquiera de los siguientes procesos (Walker, 1984):

- Cristalización, usualmente del agua o del azúcar.

- Sedimentación gravitacional de partículas en suspensión.

- Encuentro entre partículas, gotitas o burbujas en un mediofluido.

- Floculación, coagulación o coalescencia de fraccionesdispersas.

- Desagregación de agregados.

- Descremado.

- Pérdida de pequeñas moléculas o iones debido a cambiosen el potencial químico del ión o molécula disuelta, o debidoa la formación de una película impermeable.

- Sinéresis en geles. Aunque la sinéresis usualmente sucedecomo resultado de la presencia de gomas, en algunos casosdonde una goma es adicionada para formar un gel (estoes una función no estabilizante), una u otra goma puedenser adicionadas para prevenir la sinéresis, convirtiéndose,por tanto, en un estabilizante.

Algunas Gomas Importantes en la Industria de Alimentos

Las gomas alimenticias son obtenidas a partir de unavariedad de fuentes: exudados y semillas de plantas terres-tres, algas, productos de la biosíntesis de microorganismos,y la modificación química de polisacáridos naturales.

Gomas extraídas de plantas marinasLos alginatos, la goma agar y la goma carragenina son

extractos de algas rojas y marrones, que en conjunto, eninglés, son conocidas como seaweeds.

AlginatosSon descritos como compuestos que incluyen una varie-

dad de productos constituidos por los ácidos D-manurónicoy L-gulurónico; y que son extraídos de algas marronesconocidas como Phaeophyceae, siendo que las más impor-tantes para la producción comercial de los alginatos incluyeMacrocystis pyrifera , Laminaria hyperborea, Laminariadigitata y Ascophyllum nodosum, que son encontradas enel mundo entero. No todos los alginatos gelifican, peroson bien conocidos por su capacidad para producir gelesirreversibles en agua fría, en la presencia de iones calcio.Esta propiedad de gelificar en el agua fría diferencia a losalginatos de las gomas derivadas de las algas rojas. Muchosalginatos son usados, frecuentemente, como espesantes,estabilizantes de emulsiones, gelificantes, inhibidores desinéresis, y “mouthfeel” (Dziezak, 1991).

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Goma agarEs obtenida a partir de algas rojas de la clase

Rhodophyceaem, siendo las más importantes la Gelidiumcartilagineum, Gracilaria confervoides y Pteroclaia capilla-cea. Considerada como uno de los agentes gelificantes másimportantes, esta goma constituida de galactosa y anhi-drogalactosa parcialmente esterificada con ácido sulfúrico,produce una gelificación perceptible en concentracionestan bajas como 0.04%. No es soluble en agua fría pero sedisuelve completamente en agua caliente, y la gelificación seinicia en la faja de 35 a 40ºC, resultando un gel fuerte, claroy termorreversible que sólo se licua si la temperatura llegaa 85ºC. Sus propiedades gelificantes, la resistencia térmicade sus geles y la marcada diferencia entre sus temperaturasde gelificación y de fusión, son las razones fundamentalesa la hora de escogerla, aunquesu uso en la industria americanade alimentos, por ejemplo, noes muy importante en términoscuantitativos. Su uso en nivelesdel orden de 0.12% mejora lasuavidad de helados y su uso enla fabricación del queso mejorala textura y calidad de los cortes(Dziezak, 1991).

Goma carrageninaEs un polímero sulfatado,

constituido de unidades degalactosa y anhidrogalactosa,extraída de algas rojas dondedestaca la Chondrus crispus,también conocida como “musgoirlandés”. Towle (1973) citadopor (Dziezak, 1991) indica queel extracto del “musgo irlandés”, es usado hace casi 600años en la elaboración de alimentos, remedios y fertilizantes,en el municipio de Carragheen que da origen al nombre deesta goma. Otras importantes fuentes de carragenina son laEucheuma spp. y Gigartina spp., que se encuentran en ÁfricaOriental, Filipinas y Japón. Existen tres grupos principalesde goma carragenina, que se diferencian por su contenidoy distribución de los grupos de ésteres sulfatados: iota,kappa y lambda.

La carragenina es usada como gelificante, espesante,estabilizante, y emulsionante; siendo que por su capacidadde reacción con ciertas proteínas, es usada en pequeñasconcentraciones (del orden de 0.01 a 0.03%) en la industriade los lácteos.

Gomas extraídas de semillas de plantas terrestresUn segundo grupo importante de gomas son las galac-

tomanas obtenidas de las semillas de ciertas plantas: gomalocuste y goma guar.

Goma locusteEs una polisacárido neutro constituido de manosa y

galactosa en la proporción de 4:1. Esta goma es extraída delas semillas de la Ceratonia siliqua, que es un árbol nativode los países de la cuenca del Mediterráneo. Es insolubleen agua fría y soluble en agua caliente, siendo que suviscosidad máxima se alcanza cuando es calentada a 95ºCy después enfriada. Gelifica sólo cuando se mezcla con lagoma xantana, y sus principales usos son como espesante,estabilizante de emulsiones, e inhibidor de la sinéresis en

diversos productos: alimen-tos enlatados, salsas, sobre-mesas, gaseosas, quesos,helados y carnes procesadas.En el caso del queso la gomalocuste acelera la coagulación(Dziezak, 1991).

Goma aguarEs obtenida del endospermo

de la semilla de la planta guarCyamopsis tetragonolobus,oriunda de la India y Pakistán.Se disuelve completamenteen agua fría, produciendo altaviscosidad; sin embargo nogelifica, y su principal uso escomo formador de cuerpo,estabilizante y ligador de agua(Dziezak, 1991).

Gomas obtenidas como exudados de plantas terrestresUn tercer grupo importante de gomas usadas en la

industria de los alimentos es el grupo de las gomas exuda-das por árboles: goma arábiga, goma ghatti, goma karayay goma tragacanto.

Goma arábigaO goma acacia, considerada la más vieja y la mejor cono-

cida de las gomas, es la savia exudada de varias especiesde árboles de la Acacia para prevenir el resecamiento de sustejidos cuando son heridos. Químicamente la goma arábigaes una sal neutra o levemente ácida de un polisacáridocomplejo que contiene iones calcio, magnesio y potasio ensu molécula; y está formada por seis carbohidratos: galac-tosa, ramnosa, arabinopiranosa, arabinofuranosa, ácido

Foto: Romorga


glucourónico y ácido 4-o-metilglucourónico (Prakash &Mangino, 1990). Según de BeMiller & Whistler (1996), estagoma es un material heterogéneo que generalmente consistede dos fracciones: una, que representa cerca del 70% dela goma, está compuesta de cadenas de polisacáridos con

poco o ningún material nitrogenado, y una segunda frac-ción que contiene moléculas de elevado peso molecular yproteínas como parte de su estructura integral, siendo queesta fracción polisacárido-proteína es, por su vez, hetero-géneo, en lo que se refiere a la proteína que forma partede la estructura. La goma arábiga se disuelve rápidamenteen el agua fría o en agua caliente, y es la menos viscosa ymás soluble de los hidrocoloides: es posible comparar sussoluciones con una concentración del orden de los 55% conotros hidrocoloides comunes de alta viscosidad en el ordendel 5% de concentración (Dziezak, 1991).

Fogarty (1988) citado por Dziezak (1991) observa quemás de la mitad de la goma arábiga producida en el mundo,es utilizada en la preparación de dulces y confites, con lafinalidad de retardar la cristalización del azúcar y promover laemulsificación; siendo que la industria del flavor usa la gomaarábica como fijador y encapsulante para evitar la oxidación yvolatilización de los componentes del flavor, mientras que enla elaboración de la cerveza promueve la estabilización de laespuma; y debido a su componente proteico, esta goma esusada como emulsionante y estabilizante en emulsiones debebidas no alcohólicas, una parte del mercado que consume30% del total de la goma arábiga en el mundo.

Foto: Sweetchy

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Goma ghatiO goma hindú es un exudado amorfo y translúcido del

árbol del Anogeisssus latifolia de la familia Combretaceaeoriunda de la India. Es un polisacárido complejo, solubleen agua, formado por arabinosa, galactosa, mannosa,xilosa y ácido glucourónico. Está constituida de una frac-ción soluble y de una insoluble, pero gelificable. La gomaen su conjunto, aún cuando no gelifique, se dispersa enagua fría o caliente formando un sol coloidal debido a lafracción soluble, y su viscosidad máxima se manifiestaen un pH entre 5 y 7; siendo que de todas las gomascomerciales, la goma ghati es la que tiene la viscosidad

y propiedades emulsionantes más próximas de la gomaarábiga. Las principales razones para escogerla son suhabilidad para emulsionar, estabilizar, producir viscosidad yligar agua (Dziezak, 1991).

Goma karayaEs un exudado seco del árbol Sterculia producido en

el norte y centro de la India, es un polisacárido complejoparcialmente acetilado, constituido de una cadena prin-cipal de unidades de ácido D-galactourónico, L-ramnosay D-galactosa, de cadenas laterales de ácido D-glucouró-nico. Lo que caracteriza esta goma es su baja solubilidaden el agua y su fuerte adherencia cuando es usada enelevadas concentraciones. Es una de las menos solublesentre las gomas exudadas, no disuelve pero absorbe aguay produce un sol coloidal viscoso (Glicksman, 1983). Lasdispersiones de la goma karaya tienen una viscosidadmayor cuando son preparadas con agua fría, aún cuandola ebullición aumenta la solubilidad de la goma y reducesu viscosidad de forma permanente. Similarmente, laviscosidad es reducida por la adición de algunos electrolitosfuertes o de pH extremos.

Valores alcalinos del pH transforman el sol karaya enuna pasta pegajosa. Debido a su propiedad de ligar agua,la goma karaya, es usada en concentraciones bajas, típica-mente del orden de 0.2 a 0.4%, en la preparación de hela-dos, con la finalidad de prevenir la formación de grandescristales de hielo y la pérdida de agua libre.

Goma tragacantoEs un exudado producido por algunas especies de un

arbusto del género Astragalus, una leguminosa perenneoriunda del Asia menor y de las regiones montañosas ysemidesérticas del Irán, Siria y Turquía. Está formada deuna mezcla de polisacáridos: el ácido tragacántico, insolu-ble en agua y responsable por la propiedad absorbente deagua de la goma, y la arabinogalactana que es un polímerosoluble en agua y responde por la solubilidad de la goma.La goma tragacanto produce la más alta viscosidad detodos los hidrocoloides extraídos de plantas y produce solescoloidales viscosos con textura similar a geles blandos. Essoluble en agua fría, estable al calor y al ácido (debajo depH 2) y muy emulsionante.

Gomas obtenidas a partir de procesosmicrobiológicos

Son importantes las gomas producidas por algunasespecies de Xantomonas y Pseudomonas, que presentanpropiedades poco comunes en lo que respecta a textura.

Foto: Fanatical Aphatist.


Goma XantanaEs producida por la fermentación de carbohidratos

con la bacteria Xantomonas campestris. Está constituidapor una estructura básica celulósica con ramificaciones detrisacáridos, y aún cuando no sea un agente gelificante,en combinación con la goma locuste puede formar geleselásticos y termorreversibles.

Es completamente soluble en agua fría o caliente yproduce elevadas viscosidades en bajas concentraciones,además de poseer una excelente estabilidad al calor y pH,pues la viscosidad de sus soluciones no cambia entre 0 y100ºC y 1 a 13 de pH; y, es utilizada en muchos productoscomo espesante, estabilizante y agente para mantenersuspensiones (Sanderson, 1981; Glicksman, 1983).

Goma gellanEs un agente gelificante relativamente nuevo. Es un

polisacárido extracelular producido por la fermentación decarbohidratos utilizando Sphyngomonas elodea.

Es un hidrocoloide multifuncional con potencial para serusado en una gran variedad de alimentos como gelificante,texturizante, estabilizante, formador de películas, y agenteestructurante y de suspensión; posee una estructura princi-pal lineal formada por cuatro unidades de sacáridos: glucosa,ácido glucourónico y ramnosa. Forma geles muy fuertes enconcentraciones tan bajas como 0.05%.

Gomas obtenidas por modificación química deproductos vegetales

Destacan en este grupo las modificaciones químicas dela celulosa y de la pectina, conducentes a la obtención dehidrocoloides con propiedades gelificantes.

Gomas celulósicasSon las más usadas de este grupo, y forman una

familia de productos obtenidos por modificación químicade la celulosa, siendo sus ejemplos más importantes com-puestos tales como carboximetilcelulosa, metilcelulosa ehidroxipropilmetilcelulosa.

La carboximetilceluosa sódica, comúnmente conocidacomo goma celulósica o CMC, es generalmente utilizada comoespesante, estabilizante, gel, y modificador de las caracterís-ticas de flujo de soluciones acuosas o suspensiones. La metil-celulosa (MC) y la hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) son lasúnicas gomas que gelifican con el calor y después, al enfriarse,retornan a su viscosidad original líquida, lo que las hace muyimportante para ser utilizadas con alimentos fritos.

PectinasFuncionan como agentes gelificantes y espesantes en

una gran variedad de productos. Las pectinas comercialesson galactouranoglicanos con varios contenidos de gruposéster metilo. Las pectinas se encuentran en las paredescelulares y capas intercelulares de todas las plantas terres-tres y son moléculas más complejas que se convierten enproductos comerciales vía la extracción ácida. Existen dostipos de pectinas que dependen de su grado de metilación:LM (low = bajo) y HM (high = alto) . La selección de unapectina depende de los requerimientos de una aplicación enparticular. Las composiciones y propiedades de las pectinasvarían con la materia prima, los procesos usados durante laextracción y los subsecuentes tratamientos realizados. Lassoluciones de pectinas HM gelifican en presencia de canti-dades suficientes de ácido y azúcar, pero las soluciones depectinas LM gelifican sólo en presencia de cationes divalentes(únicamente Ca es utilizado en aplicaciones alimenticias).El aumento de la concentración de cationes incrementa latemperatura de gelificación y la fuerza del gel.

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Fuente:

Revista Amazónica de Investigación Alimentaria

Perú, 2001.

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