GUMA GELLAN

Guma Gellan este un polizaharid extracelular secretat de Sphingomonas elodea. Comercial este fabricat printr-un proces de fermentare. Acesta este disponibil în două forme, acil ridicat(HA) şi acil scăzut (LA). Diferenţele funcţionale dintre cele două forme de guma gellan sunt in principal legate de hidratare, gelificare, stabilitate şi textura.

Guma gellan formeaza geluri la concentraţii scăzute atunci când soluţiile fierbinti sunt răcite în prezenţa de cationi. Este disponibila într-o forma substituita sau nesubstituita. Proprietăţile gelului depind de gradul de substituţie cu forma substituita, producand geluri moi, elastice în timp ce forma nesubstituita produce geluri dure, casante.

STRUCTURAStructura primara a gumei gellan este formata dintr-o unitate liniara de tetrazaharida repetata.

a.structura primara a unui acil scazut al gumei gellan; b.structura primara a unui acil ridicat;

DATE TEHNICEExistă trei paşi luati în considerare pentru formularea cu succes a sistemelor de gumă gellan:1. dispersare2. hidratare3. gelation.Acestea vor fi considerate acum la rândul său, pentru ambele forme de guma LA şi HA.

DispersareaPrimul pas în pregătirea oricarei soluţii de gumă este asigurarea faptului că particule de guma

sunt dispersate în mod corespunzător în solvent pentru a nu se grupa. Dispersia slaba va duce la hidratarea incompletă şi guma isi va pierde din funcţionalitate. Ambele forme de gumă gellan sunt insolubile în apă rece, deşi ele vor tinde să se umfle în apă cu conţinut scăzut de calciu. Prin amestecarea gumei cu dispersanti, cum ar fi de zahărul (5 -10 ori greutatea gumei) sau glicerolul, alcoolul, sau uleiurile (3 - 5 ori greutatea gumei), este posibil să adăugaţi guma direct in apă caldă. Ambele forme de gumă gellan sunt, de asemenea, uşor dispersabile în lapte şi sisteme de lapte reconstituit.

HidratareaAcilul scazut al gumei gellanTemperatura la care se face hidratarea LA al gumei gellan este dependenta de tipul şi concentraţia de ioni din soluţie. Odată ce guma este hidratata, ioni suplimentari pot fi adăugati la soluţia fierbinte şi, cu condiţia ca temperatura sa fie menţinuta peste temperatura de gelificare, gelul nu se va forma. LA de gumă gellan nu va hidrata complet la o valoare mai mica a pH-ului de 3.9. În acest caz, acidul ar trebui să fie adăugată, de preferinţă, ca o soluţie concentrată, la soluţia de gumă fierbinte. În condiţii neutre soluţiile pot fi tinute la 80°C pentru mai multe ore. Guma gellan LA este uşor dispersabila în lapte şi sisteme reconstituite de lapte şi va hidrata la încălzire la aproximativ 80°C fără a fi nevoie de un chelator.

Acilul ridicat al gumei gellan

Hidratarea gumei gellan HA este mult mai puţin dependentă de concentraţia de ioni fata de soluţia de gumă gellan LA şi, în general, incalzita la 85 - 95°C este suficient pentru a hidrata pe deplin guma în ambele sisteme de apă sau lapte.

UTILIZARI SI APLICATIIComparatie intre proprietetile cheie ale LA si HA la guma gellan

LA la guma gellan HA la guma gellan

Hitratare > 80°C > 70°C

Chelare DA NU

Vascozitate scazuta ridicata

Ioni de gelificare DA (mono, divalent sau acid) Nu sunt necesari

Temperatura 25-60°C 70-80°C

Topire NU(exceptand rezistenta ionica scazuta si in lapte) DA

Claritate clar opac

Textura ferma, fragila moale, elastica

Jeleuri desertJeleurile desert pe baza de apa sunt populare în întreaga lume şi au o gamă de texturi. Textura fermă, fragila de gumă gellan LA, de exemplu, completează aroma de jeleuri cu suc de fructe. Alternativ, combinaţii de HA şi gumă gellan LA pot fi utilizate pentru a produce jeleurile cu o varietate de texturi.Produsele pot fi "gata pentru consum" sau sub formă de amestec uscat. pH-ul şi substanta solida variază în funcţie de sucul folosit, dar variaza de obicei intre un pH 3,5 si unul de 3,7 şi 17% substanţă uscată totală solubila. Alternativ, amestecuri de LA şi gumă gellan HA poate fi folosit pentru a da o serie de texturi. Raportul de amestec şi concentratia gumei va depinde de textura finala ceruta, dar un raport de amestec de 3:1 HA:LA guma gellan la aproximativ 0,3% este recomandat ca un punct de plecarepentru evaluarea texturala.

Agent de suspendareGuma gellan este frecvent utilizata ca agent de gelificare, cu toate acestea, ea poate fi folosita pentru a pregăti lichide structurate care sunt agenţi extrem de eficienti de suspendare.Aceste lichide structurate sunt sisteme de coagulare care au fost supuse la forfecare fie în timpul sau după procesul de congelare. Punerea în aplicare a forfecarii perturba gelificarea normala şi rezulta, în anumite condiţii, sisteme de turnare adesea menţionată ca geluri "fluid".Pentru a produce geluri omogene cu gumă gellan, sistemele trebuie să fie formulate pentru a da gelificari slabe, fie prin manipularea tipului de ioni şi concentrarea sau prin concentrarea gumei gellan.

Schiţă de procese posibile pentru prepararea de geluri lichide de gumă gellan.

Gelul lichid de guma gellan poate fi folosit pentru a produce suspensii stabile într-o varietate de produse de băuturi.

LactateleSpre deosebire de sistemele pe baza de apă, o mare parte din calciul din lapte este asociat cu proteinele din lapte. În timpul încălzirii, calciul rămas liberă este, de asemenea, legat de proteine şi, prin urmare, nu interfera cu hidratarea gumei gellan. Din aceasta cauza, atât HA şi LA gumă gellan va hidrata în lapte la o temperatura mai mare de aproximativ 80°C, fără necesitatea unui agent de sechestrare. Laptele conţine, de asemenea, ioni de sodiu şi potasiu şi prin urmare, nu este necesar, de obicei, adăugarea suplimentara de ioni de coagulare a sistemelor pe baza de lapte.

În sistemele lactate multe tipuri de lapte praf sunt utilizate. Aceste pulberi sunt sechestranti naturali şi vor lega calciul utilizat din apa pentru reconstituire. Prin urmare, nu este necesar de obicei sa se adauge sechestranti cand este folosita apa pt reconstructie cu duritate de pana la 400 ppm. Unii agenti de sechestrare pot fi necesari în cazul în care mai puţin de 2% lapte praf este utilizat sau apa mai grea este utilizata pentru a reconstitui laptele praf.

Bauturi din lapte.

Gelurile fluid au proprietăţi extrem de bune de suspendare şi pot fi utilizate într-o gamă de produse lactate şi produse pe bază de soia neutre, cum ar fi laptele cu ciocolata. Guma gellan HA este toleranta la o gamă largă de condiţii UHT şi produsele pot fi umplute la temperaturi mai mari decât cu caragenanul, hidrocoloidul tradiţional pentru această aplicaţie. Acesta oferă o suspensie excelentă de cacao şi stabilitatea pe termen lung. Ea este funcţională în laptele reconstituit, laptele proaspăt, băuturi substituite cu zer şi băuturi din lapte cu continut scăzut de proteine.

IaurtulProcesul standard pentru fabricarea iaurtului poate fi urmat atunci când se utilizează gumă gellan LA atât pentru iaurturile naturale cat si pentru cele de baut. Guma gellan LA ar trebui să fie amestecata cu laptele praf degresat şi alti stabilizatori (dacă este necesar) şi dispersata în lapte rece înainte de încălzire, omogenizare şi pasteurizare. În general, timpul de fermentare nu este afectat de prezenţa gumei gellan LA.Un factor important de reţinut este faptul că stabilirea temperaturii pentru guma gellan LA în laptele degresat este de aproximativ 41°C.In mod normal nivelurile de utilizare pentru guma gellan LA în iaurt este de 0,04%. Acesta poate fi folosit în combinaţie cu alţi stabilizatori, cum ar fi amidonul, în funcţie de textura finala ceruta.

Produse de cofetarieUna din tehnicile fundamentale de manipulare a texturii de zahăr produse de patiserie este de a folosi combinatii dintr-o varietate de zaharuri, cum ar fi zaharoza, glucoza, fructoza şi diverse siropuri din porumb. Combinaţii de zaharuri produc texturi de dorit, precum şi prevenirea cristalizarii de zaharuri individuale. Un alt ingredient critic este hidrocoloidul. Aceasta structura imprima produsului să furnizeze textura caracteristica de jeleu.

Pregătirea jeleurilor de patiserie Guma gellan LA poate fi folosita singura sau în combinaţie cu alţi agenţi de coagulare ajeleurilor produse prin procese tradiţionale. Atunci când este preparat cu gumă gellan LA ca agent unic de gelificare, jeleuri sunt ferme cu aromă. Jeleurile pot fi scoase din formele de amidon după aproximativ 2 ore, dar sunt de obicei puse in cuptoare până la 72 de ore înainte de

decofrare. Adăugarea unui amidon subţire fiert rezulta într-o textură masticabila. Combinaţii de gumă gellan LA cu caragenan pot fi utilizate pentru a produce dulciuri fara gelatină.Pre-gelificarea este gelificarea prematură a mixului de produse de patiserie, înainte de, sauîn timpul, depozitarii. Aceasta face depozitarea mai grea şi rezulta într-un gel cu structura mai slaba şi textură granulara.

Alte aplicaţiiGuma gellan formeaza invelisuri si straturi de acoperire care pot fi utilizate în franzelarii si pentru aluaturi. Invelisurile oferă mai multe avantaje, în special capacitatea lor de a reduce absorbţia de ulei prin furnizarea unei bariere eficiente. Invelisurile pot fi preparate prin aplicarea unui soluţii fierbinti de gumă gellan pe suprafaţa produsului alimentar, prin pulverizare sauscufundare, şi care să permită să se răcească. Alternativ, în cazul de gumă gellan LA, alimentele pot fi scufundate intr-o solutie rece a gumei, lasand ionii sa difuzeze in soluţie, rezultând în gelificarea sau formarea invelisului. Guma gellan LA poate fi, de asemenea, utilizata pentru producerea de sisteme de adeziune a grăsimilor libere. Pulverizarea unei soluţii reci de gumă gellan LA pe suprafaţa unor produse, cum ar fi nuci, chipsuri şi covrigi formeaza un strat subţire de gel instant atunci când reacţionează cu sarea facilitând astfel adeziunea de condimente, arome sau amestecuri de îndulcitori.

Reglementari de statutÎn Japonia, gumă gellan a fost considerat un aditiv alimentar „natural” din anul 1988. Este acum aprobat pentru uz alimentar in SUA şi Uniunea Europeană, precum şi Canada,Africa de Sud, Australia si cele mai multe tari din Asia de Sud-Est şi America Latină. Guma gellan apare ca E418 în Comunitatea Europeană. Ambele comitete mixte JECFA si Comitetul ştiinţific al Comunităţii Europene pentru alimentaţie şi-au dat aprobarea pentru guma gellan de a avea doza zilnică acceptabilă (DZA) "nespecificata". Combinatii de guma gellan HA şi LA au un singur nume. Un producator poate eticheta un produs realizat cu o combinaţie a celor două tipuri de gumă gellan pur şi simplu, "E418" sau "gumă gellan”.

Tendinţe viitoareGumele gellan HA si LA comerciale curente pot fi considerate ca fiind la capete opuse ale spectrului textural disponibile cu hidrocoloidul agentului de coagulare. Amestecuri de două tipuri permit unele texturi intermediare a fi create, dar sistemul mixt reţine setarea temperaturii ridicate a produsului HA şi sensibilitatea ionica a produsului LA. Mult mai interesante sunt gumele gellan de conţinut acil intermediare cum acestea arată mult mai multa variaţie în textura şi o comportare unica omogena. Metode pentru crearea acestor produse acetilate parţial există, dar mai este pana cand ele sa fie produse la o scara comerciala. Realizarea acestui control asupra gradului de acilare la guma gellan ar putea duce la un agent de gelificare cu adevărat universal.