HYDROKOLOIDY: WŁAŚCIWOŚCI, RODZAJE, ZASTOSOWANIA I PRZYKŁADY - CHEMIA - 2026

Do hydrokoloidów duża grupa heterogenicznych, to głównie materiały polimerowe polisacharydy i pewną ilość białka. Jego nazwa wywodzi się od greckiego terminu hydro, co oznacza wodę i kolla, klej.

Wśród węglowodanów czy polisacharydów znajdują się hydrokoloidy, takie jak między innymi skrobia, agar, liczne gumy. Istnieją również białka o charakterze białkowym, cieszące się dużym zainteresowaniem handlowym, takie jak między innymi białko sojowe, kazeina lub kazeinian, żelatyna i białka jaja kurzego.

Źródło: K Zoltan via Pexels

Hydrokoloidy mogą mieć różne źródła: naturalne pochodzenia roślinnego, zwierzęcego, alg, a nawet niektóre syntetyzowane przez mikroorganizmy. Mogą być również półsyntetyczne, jak pochodne celulozy.

Hydrokoloidy tworzą lepkie mikroskopijne dyspersje lub żele w kontakcie z wodą; to znaczy są hydrofilowe, dlatego nazywane są również hydrofilowymi koloidami. Zatrzymują wodę w swojej rozgałęzionej, polimerowej strukturze.

W ten sposób generują różne tekstury, lepkość i elastyczność, właściwości, które są używane w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, medycznym i badawczym.

Nieruchomości

-W swojej strukturze molekularnej mają dużą liczbę grup hydroksylowych (-OH, co powoduje, że tworzą wiązania wodorowe z wodą, stąd są hydrofilowe i w kontakcie z nią tworzą dyspersje koloidalne).

-Podobnie hydrokoloidy mogą tworzyć żele w wyniku zmian jonowych lub temperatury.

-Ze względu na swoje właściwości żelotwórcze, między innymi zagęstniki, środki nadające teksturę hydrokoloidy są szeroko stosowane jako dodatki w przemyśle spożywczym.

-Mogą zwiększyć gęstość lub teksturę żywności; służą do kontrolowania tworzenia się kryształków lodu; pozwalają na zróżnicowanie zmętnienia i smaku potraw.

-Hydrokoloidy można stosować same, aw niektórych przypadkach stosuje się mieszaniny, które zapewniają synergiczne zachowanie pod względem ich właściwości lub właściwości, co zwiększa ich użyteczność.

Rodzaje

Hydrokoloidy można klasyfikować, biorąc pod uwagę kilka kryteriów, takich jak między innymi ich struktura chemiczna, pochodzenie, właściwości.

Zgodnie z jego strukturą chemiczną

Hydrokoloidy można podzielić na dwie duże grupy, jako polisacharydy lub białka. Wśród polisacharydów mogą być liniowe, takie jak celuloza, alginiany; lub rozgałęzione, takie jak między innymi skrobia i dekstran.

Ponadto, w zależności od rodzaju monosacharydu, z którego składa się polisacharyd, mogą to być homopolisacharydy lub heteropolisacharydy.

Wśród homopolisacharydów skrobia składa się z długich rozgałęzionych łańcuchów glukozy, to znaczy zawiera ten sam rodzaj monosacharydu.

Wśród heteropolisacharydów lub węglowodanów tworzonych przez więcej niż jeden typ monosacharydów znajdują się hydrokoloidy, takie jak między innymi agar, guma arabska.

Grupa między innymi kazeina, żelatyna i białka jaja kurzego mają charakter białkowy.

Według źródła lub pochodzenia

Ze względu na pochodzenie hydrokoloidy można zaklasyfikować jako naturalne - w zdecydowanej większości - ponieważ są one pozyskiwane z roślin, zwierząt, alg i mikroorganizmów. Istnieją pewne pochodne naturalne lub modyfikowane chemicznie, jak określono poniżej.

Z natury roślinny

Z ekstraktów z różnych części roślin można wymienić między innymi celulozę, pektynę, skrobię, dużą różnorodność gum, takich jak guma arabska, tamaryndowca.

Pochodzenia zwierzęcego

Jest żelatyna, kazeina, białko jaja, białko sojowe.

Otrzymywany z alg

Z różnych rodzajów glonów masz na przykład agar, karageny, alginian.

Pochodzenia mikrobiologicznego

Jak między innymi ksantan, dekstran, curdlán, rój.

Modyfikowany lub półsyntetyczny

Takich jak między innymi metyloceluloza, etyloceluloza, karboksymetyloceluloza, alginian glikolu propylenowego, modyfikowane skrobie.

Aplikacje

W przemyśle spożywczym

Hydrokoloidy są stosowane w przemyśle spożywczym jako dodatki zagęszczające i żelujące. Modyfikują one właściwości, takie jak lepkość i tekstura żywności.

W zależności od zastosowanego hydrokoloidu, jego stężenia, pH, temperatury i żywności, w której jest stosowany, wydłuża się okres przydatności do spożycia, poprawia się jakość żywności i wywołuje różne odczucia w ustach gości.

Jako zagęstniki m.in. do zup, sosów, polew i dressingów sałatkowych stosuje się różne rodzaje gum, m.in. arabika, guar czy guaran i karob. Ksantan i skrobia są również zagęszczaczami.

Jako środki żelujące lub żelujące hydrokoloidy, takie jak pektyna, alginian, agar, gellan i karagenina, są stosowane głównie w galaretkach, dżemach, żelatynach z niewielką ilością cukru i lodach.

Istnieją hydrokoloidy, takie jak agar agarowy, który jest używany do gotowania przez wegan w celu uniknięcia stosowania konwencjonalnej żelatyny, która zawiera substancje pochodzenia zwierzęcego.

W farmacji, laboratoriach badawczych i klinicznych

Hydrokoloidy, takie jak agar, są używane do przygotowywania różnych typów mikrobiologicznych pożywek hodowlanych. Stanowi bazę, która nada różną teksturę tym mediom, które wytrzymają temperatury sterylizacji bez ich modyfikowania.

Jako środek do przeprowadzania różnych procesów chromatografii i filtracji żelowej stosuje się hydrokoloid Sephadex, zwykle stosowany w kolumnach. Pozwala to na oddzielenie lub oczyszczenie białek i innych biocząsteczek na podstawie ich różnej wielkości lub masy cząsteczkowej.

W medycynie

W stomatologii w określonych warunkach alginianowe i agarowe hydrokoloidy są dobrymi materiałami do wykonywania wycisków zębowych.

W medycynie hydrokoloidy, takie jak między innymi dekstran, hydroksyetyloskrobia, żelatyna, są stosowane w płynach infuzyjnych i roztworach zwiększających objętość w leczeniu hipowolemii.

Hydrokoloidy, takie jak dziąsła, są wykorzystywane do produkcji środków bioadhezyjnych do opatrunków chirurgicznych, opatrunków lub osłon stosowanych w leczeniu odleżyn i ran.

Agar, podobnie jak celuloza, nie może być trawiony przez układ pokarmowy organizmu człowieka, dlatego nie dostarcza energii, ale służy jako błonnik zatrzymujący wodę, co pozwala na jego wykorzystanie w lekach np. Przeczyszczających.

Przykłady hydrokoloidów

Istnieje wiele przykładów hydrokoloidów, które zostały wymienione w poprzednich rozdziałach, wśród których poniższe można bardziej szczegółowo rozwinąć:

-Dekstran polisacharydowy. Jest rozgałęziony lub usieciowany i jest tworzony przez dużą ilość glukozy, używanej w sefadeksie, żelu o kulistej trójwymiarowej strukturze z porami wewnątrz.

Te sfery wykazują różnice w usieciowaniu tworzących je łańcuchów organicznych, uzyskując różne typy sephadexu. Im wyższe usieciowanie, tym mniejszy rozmiar porów kuli.

-Carrageenans, które są różnymi typami pochodzącymi z galaktozy, obejmują furcelarany i są otrzymywane z czerwonych alg różnych rodzajów i gatunków.

- Wśród różnorodnych gum warto na przykład zwrócić uwagę na gumę arabską, którą pozyskuje się z żywicy ekstrahowanej z różnych rodzajów akacji.

-I wreszcie wśród pochodnych zbóż są arabinoksylany , inulina i wiele innych przykładów.

Bibliografia

1. Międzynarodowe książki online AACC. Rozdział 1: Wprowadzenie do hydrokoloidów spożywczych. Zaczerpnięte z: aaccipublications.aaccnet.org
2. Glyn O. Phillips, PA Williams. (2009). Podręcznik hydrokoloidów. Odzyskane z: https://books.google.co.ve
3. Ogólny przegląd hydrokoloidów spożywczych. . Zaczerpnięte z: application.wiley-vch.de
4. Saha, D. i Bhattacharya, S. (2010). Hydrokoloidy jako środki zagęszczające i żelujące w żywności: przegląd krytyczny. Journal of Food Science and Technology, 47 (6), 587–597. http://doi.org/10.1007/s13197-010-0162-6
5. Jasmin Foo. (2018). Jak zrobić agar agar. Snapguide. Zaczerpnięte z: snapguide.com
6. Wikipedia. (2018). Sephadex. Zaczerpnięte z: en.wikipedia.org