El ácido cítrico – obtención e historia

¿Qué es el ácido cítrico?

El ácido cítrico, es un sólido translúcido o blanco, inodoro, sabor ácido fuerte no desagradable, fluorescente al aire seco. Cristaliza a partir de soluciones acuosas concentradas calientes en forma de grandes prismas rómbicos, con una molécula de agua, la cual pierde cuando se caliente a 100°C, fundiéndose al mismo tiempo.

¿De dónde se obtiene el ácido cítrico?

El ácido cítrico se obtiene por un proceso de fermentación. Originalmente se obtenía por extracción física del ácido del zumo de limón. Hoy en día la producción comercial de ácido cítrico se realiza sobre todo por procesos de fermentación que utilizan dextrosa o melaza de caña de azúcar como materia prima y Aspergillus niger como organismo de fermentación. La fermentación puede llevarse a cabo en tanques profundos (fermentación sumergida, que es el método más común) o en tanques no profundos (fermentación de superficie). La fermentación produce ácido cítrico líquido que luego se purifica, concentra y cristaliza.

¿Cuál es la historia del ácido cítrico?

A partir del jugo de limón, Scheele logró aislar por primera vez en 1784 el ácido cítrico usando el proceso de cal-sulfúrico para separar el micelio del caldo que contiene ácido cítrico en el proceso fermentativo.

En 1860 comenzó a obtenerse el ácido cítrico de las frutas mediante el uso de sales de calcio. Este proceso tenía un rendimiento muy bajo. Eran necesarias de 30 a 40 toneladas de limones para obtener una tonelada de ácido cítrico. Tres décadas después se observó que algunos hongos producen ácido cítrico cuando crecen en un medio azucarado.

En 1880 los hermanos alemanes Charles Pfizer, Charles Erhart, comenzaron a fabricar ácido cítrico, utilizado por varias industrias, de ese tiempo, volviéndose de esta forman su producto mas importante.

En 1893 fue producido sintéticamente por Wehmer a partir de la fermentación de la glicerina.

Antes de que se desarrollaran los procesos microbianos la principal fuente de ácido cítrico eran los cítricos provenientes de Italia (limones con un contenido entre 6 y 7 %) y el citrato de lima. En 1917 debido a la imposibilidad de comprar limones italianos y citrato de lima, comienzan a experimentar otros métodos para obtenerlo.

Desde 1920 en adelante fueron desarrollados con éxito procesos de fermentación, en donde se utiliza generalmente cepas del hongo Aspergillus Níger, aunque también han sido empleadas ciertas cepas de levaduras. En 1923, los hermanos Pfizer logran obtener ácido cítrico a partir de Aspergillus Níger y la fermentación del azúcar. Como sustrato se utilizó melazas de remolacha y se está diversificando en sustratos como sacarosa, melazas de caña o jarabe de glucosa.

Los primeros estudios que se hicieron para la producción de ácido cítrico por fermentación demostraron que es un proceso extremadamente complejo.

Proveedores de Ácido Cítrico

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En recientes fechas los alimentos que presentan propiedades benéficas para la salud de los consumidores han tomado gran auge especialmente en Japón, aunque hoy día el mercado Europeo empieza a apreciarlos de una manera bastante considerable.

Los alimentos funcionales son aquellos que demuestran mejorar una o más funciones beneficiosas en el organismo, además del valor nutritivo propio de los mismos. Por lo tanto, tienen efectos   benéficos sobre la salud y ayudan a prevenir y evitar enfermedades.

BEBIDAS FUNCIONALES

Actualmente en el mercado mundial se producen millones de bebidas funcionales, energéticas e isotónicas; esta información nos muestra un segmento con un crecimiento bastante sostenido y prometedor.

Un punto bastante importante a considerar es que pese a su popularidad, hay un gran desconocimiento sobre sus características; así como poca o nula información acerca de los ingredientes que constituyen las formulaciones y por supuesto su regulación y el grado de seguridad de su consumo.

CLASIFICACIÓN

BEBIDA FUNCIONAL

Son bebidas sin alcohol generalmente, que contienen en su formulación uno o más ingredientes funcionales que demuestran mejorar el estado de salud y reducir el riesgo de enfermedades

BEBIDA   ENERGÉTICA

Son bebidas sin alcohol, generalmente gasificadas, compuestas básicamente por cafeína, carbohidratos, azúcares diversos de distinta velocidad de absorción, más otros ingredientes, como aminoácidos, vitaminas, minerales, extractos vegetales; acompañados de aditivos acidulantes, conservadores, saborizantes y colorantes

BEBIDA ISOTÓNICA

Son bebidas que tienen una composición especialmente proyectada para reponer fácilmente el agua, las sales minerales y otras sustancias perdidas durante la realización de ejercicio. Contienen cantidades variables de sal (cloruro de sodio), potasio, pequeñas cantidades de magnesio, calcio y glúcidos simples (dextrosa, sacarosa, glucosa o fructosa) y complejos (almidón y maltodextrinas). La ventaja de este tipo de bebidas es la rápida reposición de los electrolitos perdidos

EJEMPLOS DE COMPONENTES FUNCIONALES

Carotenoides
Neutralizan la acción de los radicales libres que pueden dañar las células, fortalecen las defensas antioxidantes de las células

Flavonoides
Fortalecen las defensas antioxidantes de las células, puede contribuir al mantenimiento de la función cerebral

Polioles
Pueden reducir el riesgo de caries dentales

Prebióticos y Probióticos
Pueden mejorar la salud gastrointestinal y la inmunidad sistémica

Fitoestrogenos
Pueden contribuir al mantenimiento de la salud ósea y al funcionamiento del cerebro y del sistema inmunológico

Proteína de soya
Puede reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares

Sulfitos y tioles
Contribuyen al mantenimiento de una correcta función del sistema inmunológico

Estanoles
Pueden reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares.

CONCLUSIONES

Hoy en día se ha incrementado el número de consumidores que se han vuelto más consientes de la relación entre su salud y sentirse bien.

Los alimentos funcionales son una parte importante del bienestar en el que se incluye, una dieta equilibrada y actividad física.

Es muy importante aclarar que se requiere una buena cantidad de investigación científica creíble para confirmar los beneficios de cualquier alimento o componente específico, para que los alimentos funcionales proporcionen sus potenciales beneficios a la salud pública, los consumidores deben tener una comprensión clara y un alto nivel de confianza en los criterios científicos que se utilizan para documentar los efectos que se afirma tienen sobre la salud.

REFERENCIAS
Castellini Alessandra, Canavari Mauricio, and Pirazzoli Carlo. Funtional Foods in the European union. Deparment of Agricultural Economics and Engineering, sections 1 and 5.
Lajolo Franco M. Funtional foods: Latin American perspectives. British Journal of Nutrition (2002), 88.
Menrad Klaus. Market and Marketing of Funtional Food in Europe. Journal of Food Engineering. 56 (2003) 181-188

ADAPTACIÓN
Ing. Carlos Alberto Obregon (Nutrer S.A. de C.V.)

Para conocer más acerca de los ingredientes funcionales, póngase en contacto con Nutrer haciendo click aquí

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Ingredientes básicos para la panificación

El pan es el producto alimenticio más consumido en todos los hogares. Por ello, la industria de los alimentos se ha preocupado de la tecnología empleada en él y de aumentar su valor nutricional.

Los ingredientes básicos del pan son : harina, agua sal y levadura, los cuales son llevados a un proceso de fermentación y de cocción a altas temperaturas (mayores a 200ºC), que inactivan a hongos y levaduras.

INGREDIENTES BÁSICOS DEL PAN

La función del panadero consiste en ofrecer las harinas de los cereales de forma atractiva, digestible y apetitosa.

El pan se hace con una masa cuyos principales ingredientes son: harina de trigo, agua, levadura, azúcar y sal. Se puede añadir otros ingredientes como harina de otros cereales, grasa, harina de malta, harina de soja, alimentos de levadura, emulsionantes, leche y productos lácteos, fruta, gluten y muchos más.

Los ingredientes más importantes en la fabricación del pan son:

HARINA

A través de las fases de la molienda del trigo se obtienen una serie de productos de características químicas diversas. Siendo la harina el producto que se obtiene en mayor porcentaje.

Se prefiere la harina de trigo para la obtención de un pan esponjoso, ya que al ser mezclada con agua y bajo condiciones apropiadas de trabajo mecánico, origina una masa elástica y cohesiva. Esto se debe a la existencia de dos proteínas que al hidratarse forman una sustancia elástica llamada Gluten.

Composición típica de la harina para panificación:

- Proteína 10.6 g/100gr de SS

- Lípidos 1.3 g/100gr de SS

- Glúsidos 68.38 g/100gr de SS

- Calcio 28 mg/100gr de SS

- Fósforo 150 mg/100gr de SS

- Hierro 38 mg/100gr de SS

- Vit B 1 400 mg/100gr de SS

- Vit B 2 150 mg/100gr de SS

Según el objetivo de utilización de su contenido proteico se clasificar las harinas en:

Harinas para pastas.- son llamadas también harinas extrafuertes, siendo aquellas que presentan un 14% de proteína o gluten. Son usadas en productos que no necesitan fermentación y por su alta concentración proteica forman una estructura rígida y resistente.

Harinas para pan.- obtenida generalmente de los trigos fuertes o semifuertes; su riqueza proteica va desde un 9 a un 14%, estas condiciones intermedias son ideales para la elaboración de pan.

Harinas para repostería.- también llamadas débiles ya que contienen de un 7.5 a 95 de proteína o de gluten.

La harina está compuesta por muchos elementos importantes en la formulación del pan; entre los glúsidos presentes uno de los más importantes tanto por su cantidad como por su función, es el almidón ya que al entrar en contacto con el agua hidrata la masa en el amasado, provee un sustrato para la fermentación, y mientras mas empaquetados están los gránulos de almidón, habiendo más cohesión entre ellos; mayor será la solidez de la miga.

Algo interesante de destacar es que el contenido de almidón en la harina varía inversamente con el de la proteína, es por esto que en la panificación se busca valores intermedios ya que estos dos componentes son indispensables en la formulación del pan.

Entre los carbohidratos restantes los cuales cumplen una función importante en panificación están: disacáridos como maltosa sacarosa y monosacáridos como glucosa y fructosa, los cuales sirve de sustrato a las levaduras.

Las proteínas y dentro de estas la gliadina y la glutenina las cuales al hidratase forman una estructura diferente llamada Gluten ; este complejo tiene propiedades elásticas y de esponjamiento de gran valor para la fabricación de pan. La gliadina confiere al gluten plasticidad y elasticidad, mientras que la glutenina comunica solidez y estructura.

Los lípidos están solo en pequeños porcentajes en la composición de la harina, se encuentran presentes en mezclas complejas y parte de estos están asociada a la proteína donde contribuye a la formación de gluten.

El porcentaje de sales minerales presente en la harina es pequeño y depende de factores como variedad de trigo, tipo de terreno, fertilización y clima.

Este pequeño porcentaje influye extraordinariamente en la calidad y comportamiento de la masa, ya sea participando en la formación dl gluten, fortaleciéndolo o como alimento mineral para las levaduras.

La harina contiene cantidades apreciables de ciertas vitaminas como son B 1 y B 2 , niacina biotina etc. las que aumentan su valor nutricional.

Las enzimas presentes en la harina son sustancias de origen proteico que actúan como catalizadores biológicos, tienen una importancia fundamental en las características tecnológicas de los productos. Entre estas tenemos Amilasas, Proteasas, Levulasa, Maltasas entre otras.

AGUA

El agua es uno de los ingredientes fundamentales en la elaboración del pan, su calidad tiene una influencia notable en la tecnología de la panificación y en los productos de ella obtenidos. Esta agua debe se potable lo que implica apta para el consumo, libre de contaminantes y microorganismos.

Funciones:

1.- Las sustancias minerales disueltas en el agua confieren facilidad de trabajar la masa.

2.- Participa en la hidratación de los almidones y formación del gluten.

3.- Mantiene y determina la consistencia de la masa.

4.- Hace posible el desenvolvimiento de la levadura.

5.- Solvente de la sal y azúcar agregadas a la masa.

6.- Hace posible la acción de las enzimas.

Es importante que el agua esté en una proporción adecuada y medida constantemente a incorporarla ala masa, ya que las proteínas y los almidones la van integrando a absorbiendo, esto hace que deje de ser a agua y pase a ser kilos de masa.

SAL

La sal de cocina o cloruro de sodio, constituye un elemento indispensable para la masa del pan, esta debe poseer las siguiente características:

· de bajo costo, se usa sal tal y como se extrae de las salineras, no refinada

· en solución acuosa debe ser limpia y sin sustancias insolubles depositadas en el fondo.

· debe contener sales de calcio y de magnesio

· debe ser salada y no amarga.

Funciones:

1.- Actúa principalmente sobre la formación del gluten ya que la gliadina es menos soluble en agua con sal, obteniéndose así mayor cantidad de gluten.

2.- Obtención de masa más compacta que aquella que no posee sal, haciéndola mas fácil de trabajar.

3.- Regula fermentación no permitiendo que la levadura fermente desordenadamente.

4.- Retarda el crecimiento de microorganismos fermentativos secundarios como son los productores de ácido acético.

5.- Favorece a la coloración superficial del pan.

6.- Por su higroscopicidad (capacidad de absorción de agua) influye en la duración y en el estado de conservación del pan.

AZÚCARES Y ENDULZANTES PARA PANIFICACIÓN

Las presentes en la masa pueden ser de cuatro tipos:

· Los presentes en la harina, de los cuales solo el 1% de estos son capaces de fermentar.

· La Maltosa, azúcar derivada de la acción de la alfa amilasa sobre el almidón presente en la harina; esta clase de azúcar es más susceptible a fermentar.

· La Lactosa, azúcar no susceptible de fermentar que procede de la de la leche, Esta está presente solo en la formulación de algunos topos de pan.

· Azucares añadidos.

Entre los azúcares añadidos es la azúcar obtenida de la caña o de la remolacha la que generalmente se adiciona a las masas para pan.

Funciones :

1.- Alimento para la levadura: el azúcar añadida es rápidamente consumida por la levadura, mientras tanto las enzimas convierten el azúcar complejo en mono y disacárido los cuales pueden se consumidos por la levadura, de esta manera se tiene una fermentación más uniforme.

2.- Colorante del pan: el color café característico proviene de la caramelización de los azúcares residuales que se encuentran en la corteza de la masa después que la misma ha fermentado.

3.- Actúa acentuando las características organolépticas como son la formación del aroma, color de la superficie.

4.- Aumenta el rango de conservación ya que permite una mejor retención de la humedad, manteniendo más tiempo su blandura inicial, retrasando el proceso de endurecimiento.

LEVADURA

Se entiende por levaduras un grupo particular de hongos unicelulares caracterizados por su capacidad de transformar los azúcares mediante mecanismos reductores o también oxidantes. Su reproducción es por gemación, particularmente activa en aerobiosis.

Para la fermentación de masas primarias se emplean levaduras del género Saccharomyces cervisiae , capaz de fermentar azúcares produciendo anhídrido carbónico y alcohol.

En el comercio se encuentra la levadura seca activa y la levadura comprimida. La levadura seca activa es la obtenida de cepas de diferentes géneros, donde las células se desecan hasta tener una humedad inferior al 8%. Esta levadura es resistente al desecamiento, a las concentraciones elevadas de azúcares y a algunos inhibidores como el propionato de calcio. esta es mas resistente conservándola a temperatura ambiente que la comprimida, ya que esta última pierde más del 6,55 de su actividad en cuatro meses a 4ºC.

La levadura compresa o fresca, es usada más a nivel casero, la sustitución de la levadura comprimida por la levadura instantánea o seca se efectúa teniendo en cuenta que la funcionalidad de esta última es tres veces superior a la levadura comprimida, por lo que se emplea una cantidad igual a cerca de un tercio de la empleada normalmente.

La levadura cuenta en su organización con un conjunto de enzimas las cuales son su principio activo y le permiten metabolizar y reproducirse, entre ellas se tiene:

- Invertasa; transforman azúcar de caña en levulosa y dextrosa.

- Maltasa; transforma maltosa en dextrosa.

- Zimasa; transforma azúcar simple en gas y alcohol

- Proteasa; actúa sobre proteínas extrayendo materias nitrogenadas que la levadura necesita y por ende suaviza el gluten acondicionándolo.

MATERIA GRASA

Las grasas son una de las sustancias que con más frecuencia se emplean en pastelería y en la elaboración de productos de horneo. Su empleo como mejorante de las características de la masa y como conservante viene corroborado en numerosas investigación, este depende de su propiedad emulsionante.

El tipo de grasa presente en el pan puede tener diversos orígenes, ya sea animal, como manteca de cerdo, mantequilla o de origen vegetal como aceites y margarina.

Funciones:

1.- Los lípidos actúan como emulsionantes, ya que facilitan la emulsión, confiriéndole a esta mayor estabilidad respecto a la que se puede obtener solamente con proteínas

2.- Retarda el endurecimiento del pan y mejora las características de la masa.

3.- Al añadirle grasas emulsionantes a la masa se forma una sutil capa entre las partículas de almidón y la red glutínica, todo esto otorga a la miga una estructura fina y homogénea, además, le da la posibilidad de elongarse sin romperse y retener las burbujas de gas evitando que se unan para formar burbujas más grandes.

Los efectos que tiene al contener excesos de grasa en el pan son los siguientes:

- Pérdida de volumen.

- Textura y gusto grasoso.

- El pan tendrá características de masa nueva (fresca).

LECHE

La leche utilizada comúnmente en panificación es la leche en polvo descremada, por sus múltiples razones de orden práctico, tales como: su uniformidad, su facilidad de manejo, la ausencia de necesidad de refrigeración, su precio, su mínima perdida por fácil empleo, bajo espacio al almacenar y duración.

La leche ejerce así mismo un marcado efecto tampón o buffer sobre las reacciones químicas de la masa, las que ocurren como resultado de las fermentaciones.

Funciones:

1.- Mejora el aspecto y color del pan: La lactosa de la leche que no es fermentada por la levadura, otorga un rico color dorado a la corteza, resultado de las reacciones de pardeamiento no enzimático de estas con las proteínas bajo influencia del calor en el horno.

2.- Ayuda a que se forme una corteza fina: Debido a que la leche capta humedad y la retiene, evita la migración desde la corteza hacia el medio ambiente.