Uso de agar-agar para la elaboración de gelatinas =
transparente
talladas en 3D
Use of agar-agar for the elaboration of transpar=
ent
gelatins carved in 3D
DOI: https://doi.org/10.33262/rmc.v6i2.1249
Karina Patricia Llerena Oñate 1
Instituto Lui=
s A.
Martínez Agronómico, Ecuador =
=
https://orcid.org/0000-0002-044=
3-1436.
RESUMEN
Introducción. La
gelatina es un ingrediente multifuncional que utiliza como agente gelifican=
te
en la industria de alimentos, además, es una fuente de colágeno. Los agentes
gelificantes se agregan a los medios microbianos líquidos para convertirlos=
en
medios semisólidos o sólidos. El agar de calidad alimentaria es una alterna=
tiva
la preparación de medios microbiológicos sólidos y es comparable al agar
bacteriológico en términos de sus propiedades de gelificación y estabilidad=
. Objetivo. Evaluar
el uso de agar – agar como agente gelificante en las características
organolépticas para la elaboración de la gelatina tallada en 3D.
ABSTRACT
Introduction. Gelatin is a multifunctional ingredient used as a gell=
ing
agent in the food industry, in addition, it is a source of collagen. Gelling
agents are added to liquid microbial media to convert them to semi-solid or
solid media. Food grade agar is an alternative to solid microbiological med=
ia
preparation and is comparable to bacteriological agar in terms of its gelli=
ng
properties and stability. Objective. Evaluate the use of agar-agar as a gel=
ling
agent in the organoleptic characteristics for the elaboration of 3D carved
gelatin. Methodology. An experimental design was applied for the elaboratio=
n of
3D carved gelatin, 4 treatments were used, of which 3 were agar with
concentrations of 0.2%, 0.35% and 0.45%. In addition, a sensory analysis was
carried out to evaluate aspects such as texture, flavor, transparency and
aroma. Results. It was obtained that the agar composition with 0.35% develo=
ped
better organoleptic properties, on the other hand, the flavor and color did=
not
have significant results, however, the texture maintained considerable
significance. Conclusion. The combination of a gelling agent (agar) and gel=
atin
has the ability to transfer strength and flexibility to 3D-cut gelatins, wh=
ich
causes the gelatin to remain at high temperatures. In addition, the most
favorable treatment was demonstrated by a microbiological analysis that it
complies with the Ecuadorian regulations.
INTRODUCCIÓN
La gelatina es un polímero natural que está hecho de la degradación hidrolític= a de la proteína del colágeno y su estructura distintiva de aminoácidos le confi= ere varios beneficios médicos. Generalmente, la gelatina está en forma de table= tas, gránulos o polvos y, a veces, se puede disolver en agua antes de su uso, es ampliamente explorada por los investigadores como una matriz para el cultivo celular tridimensional y como un componente de los andamios de ingeniería de tejidos. La gelatina tiene un alto contenido de proteínas en ciertos alimen= tos nutricionalmente equilibrados y puede sustituir las grasas y los carbohidra= tos y es libre de grasas y colesterol con alto contenido de proteínas (Alipal et al., 2020)<= span lang=3DES>.
La gelatina es un ingrediente multifu= ncional que se ha utilizado durante mucho tiempo en la industria alimentaria como agente gelificante, espesante y formador de película, así como como emulsionante y estabilizador. La fuente de colágeno y el proceso de fabrica= ción inciden significativamente en las propiedades fisicoquímicas y funcionales = de la gelatina (Rehman et al., 2016)<= span lang=3DES>. La producción tradicional de gelatina implica el pretratamiento= de la materia prima seguida de pasos de extracción y purificación y generalmente = se usa ácido o álcali en las etapas de pretratamiento para eliminar las impure= zas y escindir los enlaces cruzados de colágeno, luego la gelatina se produce mediante una desnaturalización térmica parcial del colágeno (Du et al., 2014)<= span lang=3DES>.
En la actualidad, en Ecuador la elaboración de alimentos en 3D ofrece una vari= edad de beneficios potenciales, incluso tienen el potencial de ser saludable y b= ueno para el medio ambiente porque puede ayudar a convertir ingredientes alternativos como proteínas de algas, hojas de remolacha o insectos en productos sabrosos. También abre la puerta a la personalización de los alimentos y, por lo tanto, se adapta a las necesidades y preferencias indiv= iduales, lo que ha dado auge a la elaboración de gelatina 3D. Sin embargo, la comercialización es el proceso final de la gelatina, pero en este punto el transporte de los alimentos en 3D ha generado ciertas complicaciones debido= a la temperatura que se requiere para mantener a los alimentos, esto se ve afectado aún más hasta en la región costa, por tal motivo, las formulaciones para la elaboración de la gelatina dependerán en función al clima. En funci= ón a lo descrito hasta este punto, el objetivo de este estudio fue evaluar el us= o de agar – agar como agente gelificante en las características organolépticas p= ara la elaboración de la gelatina tallada en 3D.
Los agentes gelificantes se agregan a= los medios microbianos líquidos para convertirlos en medios semisólidos o sólid= os. Generalmente, algunos polisacáridos coloidales y ciertas proteínas de origen microbiano y vegetal actúan como solidificadores<= /span> o estabilizadores en e= l medio formando una red molecular tridimensional continua (Spotti, 2013)<= span lang=3DES>. Los gelificantes aportan firmeza al medio e influyen en sus características de difusión. La velocidad de difusión depende de la viscosi= dad del medio, que posteriormente depende de la concentración y las característ= icas fisicoquímicas del agente (Marlin et al., 2012)<= span lang=3DES>. Ciertos agentes gelificantes pueden cambiar entre estado líquid= o y gel dependiendo de la temperatura, una propiedad que aumenta mucho su conveniencia. Un buen solidificante tiende a ser incoloro, inodoro y un buen retenedor de humedad.
Varios mesófilos y extremófilos son actualmente incultivos o poco cultivables debido a la falta de factores bióticos y abióticos adecuad= os. Cada agente gelificante tiene un rango limitado de pH y temperatura de funcionamiento óptimo y diferentes agentes gelificantes pueden ser degradad= os por un conjunto diferente de microorganismos, lo que requiere la necesidad = de varios agentes gelificantes. En los últimos tiempos, las fuentes tradiciona= les de agentes gelificantes se están utilizando en exceso, lo que requiere adem= ás la necesidad de nuevos agentes gelificantes.
Los medios sólidos, que se consiguen mediante la adición de agentes gelificante= s al caldo líquido, son más adecuados para la separación y aislamiento de microorganismos que los medios líquidos (Noguera et al., 2018). La gelatina se utili= zó para obtener el primer medio sólido en 1881 por Robert Koch. Su digestión p= or bacterias y la temperatura de fusión a 37 ° C limitaron su uso. Estos probl= emas asociados con la gelatina impulsaron la búsqueda de agentes alternativos (Hernández, 2013)<= span lang=3DES>. El uso de agar como alternativa a la gelatina fue propuesto por primera vez por Angelina Hesse (Casas et al., 2017).
Varias
ventajas del agar sobre la gelatina lo hicieron popular, ya que es estable =
en
un amplio rango de temperatura (temperatura de solidificación entre 32 y 42=
° C
y temperatura de fusión alrededor de 85 ° C) y, por lo tanto, es adecuado p=
ara
el crecimiento de organismos mesófilos (Koppmann, 2011). La firmeza de los medios
aumenta directamente en proporción a la concentración de agar (Das et al., 2015)<=
span
lang=3DES>. Además, el agar tiene buenas características de difusión y tiene
buena claridad, baja adhesividad y es metabólicamente inerte.
El agar de calidad alimentaria tambié= n se ha informado como una alternativa de bajo costo en la preparación de medios microbiológicos sólidos, el agar de calidad alimentaria es comparable al ag= ar bacteriológico en términos de sus propiedades de gelificación y estabilidad= (Villalobos et al., 2007).= Sin embargo, los medios producidos con agar de calidad alimentaria tienen menos claridad que los producidos con agar bacteriológico (Greiff et al., 2015)<= span lang=3DES>.
Existen algunos factor=
es o
medios donde la gelatina no se comporta adecuadamente estos son: las enzimas
proteolíticas presentes en algunas frutas, las cuales rompen las cadenas de
proteicas, esto dificulta formación de la red de gel. Preparaciones muy áci=
das,
la gelatina cuaja bien en un rango de pH de 3,5 a 10, al usar frutas muy ác=
idas
la gelificación ocurre lentamente y forma geles menos firmes. La gelatina
tolera entre 30 y 50 % de alcohol en la preparación, baja concentración de
alcohol aumenta la fuerza de gel. El azúcar incrementa la fuerza de gel, da=
do
que el azúcar captura agua durante la preparación, mientras que los product=
os
lácteos aumentan la fuerza del gel y aceleran la gelificación y la sal interfiere en la atracción ent=
re las
moléculas de gelatina y se obtienen geles más blandos (Noguera et al., 2018).
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó un estudio de diseño experimental ejecutado en un laboratorio especializado para el procesamiento de alimentos, como materia prima se consideró al agar como agente, además se utilizó gelatina sin sabor, crema vegetal y colorantes vegetales, todos los elementos utilizados cumplen con = los parámetros de calidad alimentaria.
En la figura 1, se describe la preparación de la gelatina base pa=
ra el
tallado en 3D.
Figura 1.<=
span
lang=3DES> Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la gelatina base=
o
transparente.
Por consiguiente, el proceso inicio con la preparación de la gelatina transpare= nte, en un recipiente de acero inoxidable se colocó 1 litro de agua purificada y= se procedió a mezclar 250 gramos de sacarosa, para posteriormente elevar la temperatura de la mezcla realizada hasta llegar al punto de ebullición. Aho= ra, se continuo con la hidratación, por lo cual, en temperatura ambiente se mez= cló el agente gelificante agar con 200 mililitros de agua hervida y 50 gramos de gelatina sin sabor, la mezcla requirió 5 minutos para su reposo.
En este punto del proceso se mezcló la solución de sacarosa con la gelatina hidratada, para obtener una mezcla homogénea se agito la preparación con 5mililitros de saborizante transparente y 5 gramos de ácido cítrico. Para finalizar la preparación, en moldes de polipropileno se agregó 80 gramos de= la gelatina, iniciando así el proceso de enfriamiento por 45 minutos a tempera= tura ambiente y posterior al enfriamiento por 120 minutos se refrigero la gelati= na.
Una vez que la gelatina estuvo lista, con una jeringa de 5 mililitros se introd= ujo gelatina de leche en la gelatina transparente, moldeando de esta manera fig= uras en tres dimensiones florales. Al finalizar el tallado, se cubrió cada molde= de gelatina con 20gramos de gelatina de leche, enviando así el producto final a refrigeración por una hora, finalizando la etapa de refrigeración se inició= con el desmoldado, se introdujo agua caliente en los moldes por 3 segundos y se= lo coloco en empaques de polipropileno transparente. Una vez finalizado todo el proceso, la gelatina se mantuvo refrigerada para mantener las característic= as organolépticas.
En consideración al agente agar, se pudo trabajar con 3 concentraciones con un diseño de 2x3, de 0,35 y 0,45 m/m. En la figura 2, se detalla el número de tratamientos y cada concentración del age= nte gelificante.
Figura 2. Cantidad de tratamient=
os
evaluados
Como se evidencia en la figura 2, se trabajó con tres tratamientos, adicional a = esto se incluyo un tratamiento testigo, muestra que no contuvo ningún agente de = gelificación, esto se realizó con la finalidad de diferenciar si el uso del agar como age= nte influye en las características organolépticas que se generó en la gelatina tallada en 3D.
Se convoco a 14 evaluadores como parte de la comisión sem= i-entrenada para el análisis sensorial, los cuales, tuvieron una capacitación previa al análisis. Para evaluar el producto se pidió que se considere textura, sabor, transparencia y aroma de las gelatinas talladas en 3D. Por lo establecido, = se estableció un formato de evaluación de una escala no estructurada de 10 centímetros, en donde la intensidad más débil de cada punto de análisis se direccionada al lado izquierdo y por lo contrario con una intensidad fuerte= se direccionada al lado derecho (ver tabla 2).
Tabla
2.
Orden
de entrega de los tratamientos a cada panelista
|
Panelistas |
|||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
|
|
1 |
x&nb=
sp; |
&nbs=
p; |
x&nb=
sp; |
x&nb=
sp; |
x |
x&nb=
sp; |
x |
x&nb=
sp; |
x&nb=
sp; |
|||||
|
2 |
x |
&nbs=
p; |
x&nb=
sp; |
x&nb=
sp; |
x |
x&nb=
sp; |
&nbs=
p;x |
x |
&nbs=
p;x |
&nbs=
p; |
|||||
|
3 |
x |
x |
x&nb=
sp; |
x |
&nbs=
p;x |
x&nb=
sp; |
&nbs=
p;x |
&nbs=
p; |
x&nb=
sp; |
&nbs=
p; |
|||||
|
4 |
&nbs=
p; |
x&nb=
sp; |
x |
x&nb=
sp; |
&nbs=
p; |
x |
x |
x |
&nbs=
p;x |
&nbs=
p; |
x |
Fuen=
te:
Cochran y Cox (1965, =
p. 519)
Se estableció cabinas de degustación para el análisis sensorial, las formulaci= ones fueron servidas a 5 ºC ± 2 °C planteadas e identificadas con tres números colocados al azar y se entregó 4 muestras a = cada evaluador.
Para
la obtención de resultados, se realizó un análisis de varianza con el 95% de
confianza y el 5% de margen de error obteniendo así las diferencias
significativas mediante el programa estadístico Statgr=
aphics
Centurion ver. 15.2.06. Posterior a los resulta=
dos, a
los tratamientos que emitieron buenos resultados se le realizo un análisis
microbiológico.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En respuesta a los análisis de los tratamientos en la tabla 2 se presenta las diferencias significativas obtenidas por procesos estadísticos. Los resulta= dos que obtuvieron un valor p < 0,05 en el análisis de varianza de muestran = que existe diferencias significativas. Como resultado, existió 4 grupos semejan= tes, sin embargo, se destaca el tratamiento 3, debido a que en su media tiene ma= yor valoración y dentro de un mismo grupo homogéneo se encuentra.
Tabla 2.
Análisis de varianza de tratamientos de gelatina tallada en 3D.
|
Tratamiento |
Transparencia1 |
Sabor1 |
Textura1 |
Aroma1 |
|
1 |
1,9
± 0,7 (a) |
4,5
± 2,5 (a) |
4,0
± 1,3 (ab) |
5,5
± 1,5 (a) |
|
2 |
<= span lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>6,5 ± 2,3 (c)<= o:p> |
<= span lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>5,5 ± 1,9 (a)<= o:p> |
<= span lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>5,2 ± 1,6 (a)<= o:p> |
<= span lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>5,1 ± 1,3 (a)<= o:p> |
|
3 |
8,8
± 0,7 (d) |
5,8
± 2,1 (a) |
6,0
± 1,4 (b) |
5,3
± 1,1 (a) |
|
4 |
<=
span
lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>3,9 ± 1,7 ( |
<=
span
lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>6,2 ± 1,9 (a) =
|
<= span lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>3,7 ± 1,7 (a)<= o:p> |
<= span lang=3DES style=3D'color:black;mso-fareast-language:ES-EC'>5,9 ± 1,5 (a)<= o:p> |
|
Valor
p |
0,0001 |
0,0865 |
0,024 |
0,0578 |
1 Tratamientos=
con la misma letra son estadísticamente iguales (p < 0,05).
1 Media ± DE (n =3D 8).
En consideración al sabor, se identifica que no hay diferencias estadísticamen= te significativas, por otra parte, en los atributos de sabor y color el uso del agar no aporta a las gelatinas elaboradas y finalmente en relación a la tex= tura si existe una diferencia estadísticamente significativa. Tanto el tratamien= to 1 como el tratamiento 3, en el resultado de la media obtuvieron una mayor valoración en comparación a los otros. Además, se encontraron dentro de un mismo grupo homogéneo.
En
este punto, lo mas adecuado seria utilizar la mezcla de gelatina con agar p=
ara
combinar todas las propiedades como obtener resistencia y flexibilidad a
temperaturas considerablemente elevadas (Rhein et al., 2015)<=
span
lang=3DES>.. En tal sentido, mencionado al tratamiento 1 (0,35 de agar), se=
ría la
opción más adecuada debido a los beneficios que generó en la gelatina talla=
da
en 3D. El agar como agente gelificante, cuenta con características resisten=
tes
y compactas, además se estima que tiene 10 veces más de fuerza gelificante =
en
comparación a la gelatina (Rhein et al., 2015)<=
span
lang=3DES>.
El uso del agar en la gelatina aporta varias ventajas, para que el agar pueda gelificarse debe estar a 40°C y finaliza aproximadamente a 25°C. En función= al tiempo, el agar depende de la concentración utilizada, volumen del liquido y la temperatura ambiente en donde se encuentre el producto. En la tabla 2, se c= onsideró el aroma de las gelatinas a lo que se obtuvo que no existe diferencias considerables, entendiendo que los evaluadores tuvieron la misma opinión. <= span style=3D'mso-spacerun:yes'>
Para finalizar, se realizó un análisis microbiológico de la gelatina con agar (0= ,35 % de contenido), como resultados representativos se obtuvo que tanto en hon= gos y microorganismo fue < 10 UPC/g. En función a los resultados microbiológ= icos se entiende que los resultados se encuentran bajo la norma del Ecuador (Norma Técnica Ecuatoriana, 2019)<= !--[if supportFields]><= span lang=3DES>. Los especificaciones q= ue solicita la norma es que las gelatinas se encuentre sin grumos en considera= ción a su aspecto, por otra parte, el color debe ser uniforme y el olor debe ser característico al que se este utilizando en la elaboración (Norma Técnica Ecuatoriana, 2019)<= !--[if supportFields]><= span lang=3DES>.
CONCLUSIONES
Este estudio, concluye que al incorporar agentes gelificantes como fue el agar influye de forma directa en las características sensoriales organolépticas = de la gelatina tallada en 3D, se trabajó con 4 tratamiento de los cuales 3 fue= ron de agar con diferente composición y 1 fue testigo, de los tratamientos con = agar el de composición de 0,35 m/m, fue la que presentó los resultados más favorables para las característ= icas organolépticas.
Al combinar gelatina con el agar como agente gelificante se transfiere los age= ntes de cada elemento como en este estudio fue una mayor resistencia y una mejor flexibilidad consistencia que se puede mantener en temperaturas elevadas. C= omo punto final, el análisis microbiológico demostró que el producto se encuent= ra bajo los parámetros de la Norma Técnica Ecuatoriana, considerando también q= ue en aspectos sensoriales y con las características organolépticas cumplieron= con la normativa y como consecuencia la gelatina estaría lista para ser introdu= cida en el mercado y empezar su comercialización.
REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
Alipal, J., Mohd, N., Lee, T., Nayan, =
N.,
Sahari, N., Basri, H., Idris, M. I., & Abdullah, H. Z. (2020). A review=
of
gelatin: Properties, sources, process, applications, and commercialisation.=
Materials
Today: Proceedings, 42, 240–250. https://doi.org/10.1016/j.matpr=
.2020.12.922
Casas, J.,
Albarracín, I., & Cortés, C. (2017). Gastronomía molecular. Una oportun=
idad
para el aprendizaje de la química experimental en contexto. TED: Tecné,
Episteme y Didaxis, 2(42), 125–142.
https://doi.org/10.17227/01203916.6967
Cochran, W. G., & Cox, G. M. (1981). Diseños
experimentales (p. 519). México: Trillas.
Das, N., Tr=
iparthi,
N., Basu, S., Bose, C., Maitra, S., & Khurana, S. (2015). Progress in t=
he
development of gelling agents for improved culturability of microorganisms.=
Frontiers
in Microbiology, 6. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00698
Du, L., Kep=
lová,
L., Khiari, Z., & Betti, M. (2014). Preparation and characterization of
gelatin from collagen biomass obtained through a pH-shifting process of
mechanically separated turkey meat. Poultry Science, 93(4),
989–1000. https://doi.org/10.3382/ps.2013-03609
Greiff, S.,=
Niepel,
C., & Wüstenberg, S. (2015). 21st century skills: International
advancements and recent developments. Thinking Skills and Creativity=
, 18,
1–3. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2015.04.007
Hernández, =
R.
(2013). Robert Koch entre caldos, gelatinas, tinciones y bacilos: Crónica d=
e un
acontecimiento. Hechos Microbiológicos, 4(1), 61–83.
http://aprendeenlinea.udea.edu.co/revistas/index.php/hm/article/view/20105/=
16978
Koppmann, M.
(2011). Manual de gastronomia (El encuentro entre la ciencia y la cocina=
).
XXI SIGLO VEINTIUNO EDITORES.
https://drive.google.com/file/d/0BxnSwNnzi9_TdEFNcGtwaW5NMGs/view?pli=3D1
Marlin, D.,
Gonzalez, O., & Constantino, J. (2012). Sustancias utilizadas como agen=
te
gelificante alternativas al agar en medios de cultivo para propagación in
vitro. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 3(2), 49=
–62.
https://www.redalyc.org/pdf/4759/475948929012.pdf
Noguera, F.,
Gigante, S., Menoni, C., Aude, I., Montero, D., & Peña, N. (2018). P=
rincipios
de la preparación de alimentos. Comisión Sectorial de Enseñanza (CSE) d=
e la
Universidad de la República.
https://www.cse.udelar.edu.uy/wp-content/uploads/2018/12/Principios-de-la-p=
reparación-de-alimentos-Noguera-2018.pdf
Norma Técni=
ca
Ecuatoriana. (2019). INEN 1521.
Rehman, W.,=
Majeed,
A., Mehra, R., Bhushan, S., Rani, P., Saini, K. C., & Bast, F. (2016).
Gelatin: A comprehensive report covering its indispensable aspects. Natu=
ral
Polymers: Derivatives, Blends and Composites, Volume I, September,
209–222.
Rhein, N., =
Ale, M.,
& Meyer, A. (2015). Seaweed hydrocolloid production: An update on enzyme
assisted extraction and modification technologies. Marine Drugs, =
13(6),
3340–3359. https://doi.org/10.3390/md13063340
Spotti, M. =
(2013). Estudio
de propiedades y estructura de geles mixtos proteína-polisacárido. Influenc=
ia
de la reacción de glicosilación [Universidad Nacional del Litoral].
https://bibliotecavirtual.unl.edu.ar:8443/bitstream/handle/11185/658/tesis.=
pdf?sequence=3D1
Villalobos,=
A.,
Calderón, L., Figueroa, C., Fierro, J., Otálora, G., Álvarez, R., Quevedo, =
B.,
Mercado, M., & Huertas-Valero, M. Trespalacios-Rangel, A. (2007).
Evaluación por método ecométrico de agar obtenido de algas rojas colombiana=
s. Universitas
Scientiarum, 12(3), 57–65. https://www.redalyc.org/pdf/499/49912=
306.pdf
PARA CIT=
AR EL
ARTÍCULO INDEXADO.