ГИДРОКОЛЛОИДЫ: СВОЙСТВА, ТИПЫ, ПРИМЕНЕНИЕ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2025

В гидроколлоидах большой группа, гетерогенные, полимерные вещества , в основном , включают полисахариды и некоторое количество белка. Его название происходит от греческого термина гидро, что означает вода, и колла, клей.

Среди углеводов или полисахаридов есть гидроколлоиды, такие как крахмал, агар, многочисленные камеди и другие. Существуют также белки белковой природы, представляющие большой коммерческий интерес, такие как, среди прочего, соевый белок, казеин или казеинат, желатин и белки яичного белка.

Источник: K Zoltan через Pexels

Гидроколлоиды могут иметь разные источники: природные из растений, животных, водоросли и даже синтезированные микроорганизмами. Они также могут быть полусинтетическими, как производные целлюлозы.

Гидроколлоиды образуют вязкие микроскопические дисперсии или гели при контакте с водой; то есть они гидрофильны, поэтому их еще называют гидрофильными коллоидами. Они удерживают воду в своей разветвленной полимерной структуре.

Таким образом, они создают различные текстуры, вязкость и эластичность, свойства, которые используются в пищевой, фармацевтической, медицинской и исследовательской отраслях в целом.

свойства

-В своей молекулярной структуре они имеют большое количество гидроксильных групп (-ОН. Это заставляет их устанавливать водородные связи с водой, следовательно, они гидрофильны и образуют коллоидные дисперсии при контакте с водой.

-Точно так же гидроколлоиды могут образовывать гели из-за ионных или температурных изменений.

- Благодаря своим гелеобразующим, загустительным и текстурирующим свойствам, среди прочего, гидроколлоиды широко используются в качестве добавок в пищевой промышленности.

-Они могут увеличить толщину или текстуру пищи; они служат для контроля образования кристаллов льда; позволяют варьировать непрозрачность и вкус еды.

-Гидроколлоиды могут использоваться по отдельности, а в некоторых случаях используются смеси, которые обладают синергетическим поведением по своим характеристикам или свойствам, что увеличивает их полезность.

Типы

Гидроколлоиды можно классифицировать по нескольким критериям, таким как их химическая структура, происхождение, свойства и другие характеристики.

По химической структуре

Гидроколлоиды можно разделить на две большие группы: полисахариды и белки. Среди полисахаридов они могут быть линейными, например целлюлоза, альгинаты; или разветвленные, такие как крахмал и декстран, среди прочих.

Более того, в зависимости от типа моносахарида, из которого состоит полисахарид, они могут быть гомополисахаридами или гетерополисахаридами.

Среди гомополисахаридов крахмал состоит из длинных разветвленных цепей глюкозы, то есть он содержит моносахарид того же типа.

Среди гетерополисахаридов или углеводов, образованных более чем одним типом моносахаридов, находятся гидроколлоиды, такие как агар, гуммиарабик и многие другие.

Группа казеина, желатина и белков яичного белка, среди прочего, является белковой по своей природе.

По источнику или происхождению

По своему происхождению гидроколлоиды можно отнести к естественным - в подавляющем большинстве -, поскольку они получают из растений, животных, водорослей и микроорганизмов. Некоторые из них получены из природных или химически модифицированных производных, как указано ниже.

Овощ в природе

Из экстрактов различных частей растений можно упомянуть целлюлозу, пектин, крахмал, большое разнообразие камедей, таких как гуммиарабик, тамаринд и другие.

Животного происхождения

Есть желатин, казеин, белок яичного белка, соевый белок.

Получается из водорослей

Из разных типов водорослей у вас есть, например, агар, каррагинаны, альгинат.

Микробного происхождения

Как ксантан, декстран, курдлан, рой и другие.

Модифицированный или полусинтетический

Такие как метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, альгинат пропиленгликоля, модифицированные крахмалы и другие.

Приложения

В пищевой промышленности

Гидроколлоиды используются в пищевой промышленности в качестве загустителей и желирующих добавок. Они изменяют такие свойства, как вязкость и текстура пищи.

В зависимости от используемого гидроколлоида, его концентрации, pH, температуры и продуктов, в которых он используется, срок годности увеличивается, качество пищи улучшается, и во рту у посетителей возникают различные ощущения.

В качестве загустителей для супов, соусов, начинок и заправки салатов среди других продуктов используются различные виды жевательной резинки, такие как арабика, гуар или гуарана и рожковое дерево, среди других. Ксантан и крахмал также являются загустителями.

В качестве желирующих агентов или гелеобразователей гидроколлоиды, такие как пектин, альгинат, агар, геллан и каррагинан, используются в основном в желе, джемах, желатинах с небольшим содержанием сахара и мороженом среди других пищевых продуктов.

Существуют гидроколлоиды, такие как агар-агар, которые используют веганы в кулинарии, чтобы избежать использования обычного желатина, который содержит вещества животного происхождения при его приготовлении.

В аптеке, исследовательских и клинических лабораториях

Гидроколлоиды, такие как агар, используются при приготовлении различных типов микробиологических питательных сред. Он составляет основу, которая придает иную текстуру этим средам, которые выдерживают температуры стерилизации без их изменения.

В качестве средства проведения различных процессов хроматографии и гель-фильтрации используется гидроколлоидный сефадекс, обычно используемый в колонках. Это позволяет разделять или очищать белки и другие биомолекулы в зависимости от их разного размера или молекулярной массы.

В медицине

В стоматологии при определенных условиях альгинат и гидроколлоиды агара являются хорошими материалами для изготовления зубных слепков.

В медицине гидроколлоиды, такие как декстран, гидроксиэтилкрахмал, желатин и другие, используются в инфузионных жидкостях и растворах для увеличения объема для лечения гиповолемии.

Гидроколлоиды, такие как десны, используются при производстве биоадгезивов для хирургических повязок, повязок или покрытий, применяемых для лечения пролежней и ран.

Агар, подобный целлюлозе, не может перевариваться пищеварительной системой человеческого тела, поэтому он не дает энергии, но служит волокном, удерживающим воду, что позволяет использовать его в таких лекарствах, как слабительные.

Примеры гидроколлоидов

Есть много примеров гидроколлоидов, которые были упомянуты в предыдущих разделах, среди которых можно более подробно остановиться на следующих:

-Полисахарид декстран. Он разветвлен или сшит и образован большим количеством глюкозы, используемой в сефадексе, геле со сферической трехмерной структурой, имеющим поры внутри.

Эти сферы показывают вариации сшивания органических цепей, из которых они состоят, с получением различных типов сефадекса. Чем выше степень сшивки, тем меньше размер пор сферы.

-Каррагинаны, которые представляют собой различные типы, полученные из галактозы, включают фурцелары и получают из красных водорослей разных родов и видов.

-Среди разнообразия камедей стоит выделить в качестве примера гуммиарабик, который получают из смолы, извлеченной из различных видов акации.

-И, наконец, среди производных зерновых есть арабиноксиланы , инулин и многие другие примеры.

Ссылки

1. Международные онлайн-книги AACC. Глава 1: Введение в пищевые гидроколлоиды. Взято с: aaccipublications.aaccnet.org
2. Глин О. Филлипс, П. А. Уильямс. (2009). Справочник по гидроколлоидам. Получено с: https://books.google.co.ve
3. Общий обзор пищевых гидроколлоидов. , Взято с: application.wiley-vch.de
4. Саха, Д., и Бхаттачарья, С. (2010). Гидроколлоиды как загустители и желирующие агенты в продуктах питания: критический обзор. Журнал пищевой науки и технологий, 47 (6), 587–597. http://doi.org/10.1007/s13197-010-0162-6
5. Жасмин Фу. (2018). Как приготовить агар-агар. Snapguide. Взято с: snapguide.com
6. Wikipedia. (2018). Sephadex. Взято с: en.wikipedia.org