Ésteres de sacarosa, emulsionantes especiales

Los ésteres de sacarosa de ácidos grasos, comúnmente conocidos como ésteres de sacarosa (E473), son un tipo especial de emulsionantes.

Los ésteres de sacarosa tienen varios beneficios además de la emulsificación, como la interacción de almidón, la protección de proteínas, la cristalización de azúcar y la aireación. En este artículo se resaltará la funcionalidad de emulsificación.

Los aspectos más interesantes de los ésteres de sacarosa son su solubilidad en agua y su alto valor de Equilibrio Hidrófilo-Lipofílico (HLB).

Solubilidad en agua

En todas las emulsiones típicas, hay pequeñas gotas (fase dispersa) suspendidas en un líquido (fase continua). En una emulsión de aceite en agua, el aceite es la fase dispersa, mientras que el agua es la fase continua. Cuando se mezclan aceite y agua, ¿qué tipo de emulsión se formará; O/W o W/O? La regla de Bancroft (llamada así por Wilder Dwight Bancroft, un físico químico estadounidense) establece:»La fase en la que un emulsionante es más soluble será la fase continua». Por lo tanto, aunque puede haber una fórmula con un 60% de aceite y un 40% de agua, si el emulsionante elegido es más soluble en agua, creará un sistema de aceite en agua.

Los ésteres de sacarosa son solubles en agua, por lo que crearán una emulsión de aceite en agua.

Valor HLB

Los emulsionantes se caracterizan por su valor HLB. El Equilibrio hidrofílico-lipofílico de un surfactante es una medida del grado en que es hidrofílico (amante del agua) o lipofílico (amante del aceite), determinado calculando o midiendo valores para las diferentes regiones de la molécula. Un emulsionante con un alto valor de HLB es soluble en agua, un emulsionante con un bajo valor de HLB es soluble en aceite. Los emulsionantes con diferentes valores de HLB tienen diferentes funcionalidades:

Bajo HLB 3-6 buen emulsionante W/O

Medio HLB 7-9 buen agente humectante

Alto HLB 10-18 buen emulsionante O/W

En la industria alimentaria se usan comúnmente varios emulsionantes. Este gráfico ofrece una visión general de los emulsionantes comerciales, su número e y su gama HLB:

Un emulsionante soluble en aceite de bajo contenido de HLB puede ser «forzado» para crear una emulsión de aceite en agua. Múltiples ejemplos de esto se pueden encontrar en el supermercado. Esto se puede hacer agregando aceite al agua mientras se corta. Sin embargo, esto nunca resultará en la mejor estabilidad de la emulsión. La estabilidad de una emulsión depende en gran medida del tamaño de la gota de aceite; las gotas de aceite más pequeñas dan como resultado una mejor estabilidad.

Los ésteres de sacarosa, como los producidos por Sisterna, ofrecen excelentes propiedades emulsionantes, por lo que resultan en emulsiones con gotas de aceite muy pequeñas. A continuación se presentan imágenes microscópicas (magnitud 400*) del vendaje (20% de aceite).

Aderezo con glicéridos Mono di al 1%

Apósito con 0,5% Sisterna SP70

Emulsiones con ésteres de sacarosa:

• Glóbulos grasos / gotitas de aceite más pequeños
• Estabilidad mejorada
• Sensación de boca cremosa mejorada (un gran número de pequeñas gotitas de aceite dan la impresión de un mayor contenido de grasa)
• Percepción de sabor mejorada
• Color más blanco (la luz se dispersa de manera diferente en gotitas de aceite más pequeñas)
• La grasa/aceite está mejor protegida contra, por ejemplo, el oxígeno y la luz (inhibición, oxidación/rancidez en, por ejemplo, dulce de azúcar
• La grasa/aceite se divide mejor a través del producto (antiadherente en, por ejemplo, productos con alto contenido de azúcar)

El poder de emulsión de los ésteres de sacarosa se puede utilizar en numerosos productos, a veces inesperados. A continuación se presenta una breve descripción de algunas posibilidades.

Mayonesa y aderezo

Para la emulsificación tradicionalmente se utiliza yema de huevo, sin embargo, esta se está reemplazando cada vez más por componentes emulsionantes como proteínas o emulsionantes. Los ésteres de sacarosa pueden ser una alternativa a la yema de huevo. Los tipos de alto HLB son solubles en agua fría y, por lo tanto, adecuados para la emulsificación en frío, así como para un proceso de emulsificación en caliente. Lo que hace que los ésteres de sacarosa sean excepcionales es su alto valor de HLB, que ayuda a crear gotas de aceite muy pequeñas. Esto da como resultado una salsa muy blanca y estable con una sensación cremosa en la boca y un sabor suave. Esta funcionalidad es particularmente valiosa para hacer una salsa baja en grasa sin disminuir la cremosidad. Aunque los ésteres de sacarosa son sensibles a un pH bajo (por debajo de 4), la acidez de la mayonesa no tiene por qué ser un problema. Cuando el pH es ligeramente inferior a 4, la mejor manera de trabajar es preparar la emulsión, antes de agregar los componentes ácidos. De esta manera, los ésteres de sacarosa se disuelven parcialmente en la gota de aceite, donde son menos sensibles al ácido.

salsas(blancas)

En la mayoría de las salsas, las proteínas, como la leche en polvo o el suero en polvo, se utilizan para la emulsificación y estabilización. Los ésteres de sacarosa pueden reemplazar a las proteínas lácteas y mejorar la estabilidad de la emulsión. Las proteínas actúan como emulsionantes de aceite en agua, pero los ésteres de sacarosa son emulsionantes mucho más potentes.

Incluso es posible disminuir el contenido de almidón o estabilizador. Con ésteres de sacarosa, la emulsión tiene suficiente estabilidad y no tiene que depender de una alta viscosidad. Con menos estabilizantes, la salsa se volverá menos pesada y pegajosa, pero será satinada y tendrá una excelente liberación de sabor.

Durante la pasteurización o esterilización, puede producirse una reacción de Maillard entre proteínas y azúcares, que da lugar a la formación de un color marrón grisáceo. Este es un problema importante en la cocción de salsas de crema que deben tener un color claro, como la salsa bechamel. Cuando las proteínas son reemplazadas por ésteres de sacarosa, no se puede producir una reacción de Maillard. La salsa blanca con ésteres de sacarosa es blanca, suave, estable y sabrosa.

Para mantener el sabor y la textura típicos de las proteínas lácteas en la salsa, una sustitución parcial por ésteres de sacarosa es una buena opción.

Emulsiones especiales

Los ingredientes solubles en grasa como omega-3 y algunos colorantes naturales están disponibles principalmente en polvo, copos de grasa o aceites. Para bebidas, lácteos y productos de confitería, existe un creciente interés por los ingredientes en forma líquida y dispersable en agua. Una emulsión de aceite concentrada (en glicerol o agua) podría ser una solución.

Sisterna ha desarrollado una tecnología para hacer emulsiones de aceite concentrado. Los fabricantes de, por ejemplo, omega-3, esteroles o colorantes naturales pueden utilizar esta tecnología, basada en aceite en glicerol, con ésteres de sacarosa como emulsionante. Las emulsiones son fluidas para pegar y tienen estabilidad a largo plazo. La emulsión se puede usar en alimentos sólidos, como dulces, así como en aplicaciones ácidas suaves y de baja viscosidad, como bebidas de frutas. Cuando los refrescos requieren una estabilidad ácida mejorada, los ésteres de sacarosa se pueden combinar con lecitina o Datem.

Imagen de emulsión de oleorresina / glicerol de pimentón con ésteres de sacarosa Sisterna

La tecnología de emulsión concentrada con ésteres de sacarosa permite crear una emulsión con gotas de aceite muy pequeñas (alrededor de 1 µm), con un equipo simple como un mezclador de alto cizallamiento. Esta emulsión concentrada se puede diluir con (por ejemplo) agua, y de esa manera se puede formar una emulsión estable de baja viscosidad.

Alternativas a la leche

Cada vez más personas buscan alternativas para los productos lácteos; hoy en día, especialmente en bebidas, hay muchas opciones disponibles, a base de soja, almendras, arroz, coco, etc. Los ésteres de sacarosa tienen dos funcionalidades en estos productos.

ésteres de Sacarosa se emulsionar el aceite en el producto. Especialmente en productos de baja viscosidad como bebidas, es importante obtener gotas de aceite muy pequeñas. En las bebidas, la viscosidad no ayuda a la estabilidad de la emulsión y depende en gran medida del tamaño de las gotas de aceite y del poder del emulsionante. Los ésteres de sacarosa y un homogeneizador de alta presión trabajarán juntos para alcanzar gotas de aceite ultra pequeñas, evitando que se forme un anillo de aceite (en el caso de una botella) y blanqueando la «leche».

Todas las alternativas a la leche contienen proteínas. Y al igual que el caseinato, estas proteínas también tienen un punto iso-eléctrico. Algunos son incluso más sensibles al ácido que la leche. Los ésteres de sacarosa interactuarán con estas proteínas, estabilizando la alternativa láctea contra la floculación.

Productos lácteos aireados

Los postres lácteos aireados, como el helado, la mousse y la cobertura batida, requieren funcionalidades opuestas de un emulsionante. En la mezcla líquida, lo mejor es un emulsionante con un alto valor de HLB (como los ésteres de sacarosa). Los ésteres de sacarosa reemplazarán rápidamente las proteínas del glóbulo de grasa (el envejecimiento puede ser más corto). La mezcla es estable; no se separará la grasa ni se batirá.

Cuando el producto se airea, la emulsión debe desestabilizarse ligeramente para formar una red de grasa alrededor de las células de aire. Los emulsionantes con un valor HLB bajo son más adecuados para esto.

Los mejores resultados se obtienen combinando ésteres de sacarosa de alto HLB con emulsionantes de bajo HLB como los emulsionantes MDG o de tendencia α (por ejemplo, ésteres de ácido láctico).

Los ésteres de sacarosa disminuyen fuertemente la tensión superficial entre el agua y el aire, por lo que la aireación conducirá rápidamente a un alto rebasamiento.

Además de los beneficios técnicos, los ésteres de sacarosa darán a los postres lácteos aireados una sensación en la boca fresca y menos grasosa, ya que hay menos grasa libre para formar una película grasosa grasosa en la boca. Los sabores serán mucho más pronunciados, lo que es especialmente importante en productos con sabores naturales delicados o sabor a chocolate.

Rellenos bajos en grasa

Los rellenos más utilizados consisten en grasa cremosa (40%) en la que se dispersan componentes como el azúcar, la leche en polvo y el cacao en polvo para crear el sabor adecuado.

Una buena manera de reducir la grasa en los rellenos, es hacer un relleno continuo de agua. Solo una pequeña porción de grasa o aceite (6-15%) se emulsiona en la fase acuosa. Este tipo de relleno puede tener una textura similar a una espuma con una densidad mucho menor que un relleno con crema.

Los ésteres de sacarosa emulsionarán la grasa o el aceite en la fase acuosa y facilitarán la aireación.

Imagen de relleno aireado bajo en grasa; Izquierda basada en ésteres de sacarosa HLB medios, derecha basada en ésteres de sacarosa HLB altos.

Para garantizar la estabilidad microbiana, la fase acuosa debe contener ingredientes de carga como fibra soluble y otros ingredientes que disminuyen la actividad acuosa. Como habrá bastante agua en tales rellenos, solo se pueden usar en productos «húmedos» como pasteles (actividad similar del agua).

Barras de cereales y otros productos pegajosos con alto contenido de azúcar

La pegajosidad puede ser una dificultad en la producción de productos con alto contenido de azúcar. El producto se adhiere a cintas de transporte o equipos de corte, lo que provoca la pérdida del producto y paradas de producción más frecuentes para la limpieza.

El éster de sacarosa facilita la mezcla de grasas en el producto azucarado, por ejemplo, en el jarabe aglutinante de barras de cereales. Las pequeñas gotas de aceite que se crean, con la ayuda de ésteres de sacarosa, actúan como un agente de liberación. Los ésteres de sacarosa optimizan la capacidad de lubricación de grasas y aceites, lo que resulta en una reducción significativa de la pegajosidad.

Dulces suaves masticables y dulce de azúcar

Los dulces suaves masticables, como el caramelo, el dulce de azúcar o los masticables son ejemplos en los que los ésteres de sacarosa pueden mejorar la suavidad. Las moléculas de éster de sacarosa aceleran la cristalización y forman una capa alrededor de los cristales de azúcar. Esta capa inhibe aún más el crecimiento de cristales, mejorando una textura suave.

Además, se puede aumentar el contenido de grasa; los ésteres de sacarosa dispersan la grasa en gotas de aceite muy pequeñas que dan una buena sensación en la boca sin riesgo de engrase.

Imagen de dulce de azúcar; izquierda con lecitina, derecha con Sisterna SP50

Este embalaje apretado de las gotas de aceite en la matriz de azúcar hará que la grasa sea menos accesible para el oxígeno y la luz, los iniciadores para la oxidación. Esto dará lugar a un retraso en la oxidación de la grasa y mejora la «anti-rancidez» de los dulces suaves.

Fruta aireada

Una espuma también es un tipo de emulsión, una mezcla de agua(fase) y aire, normalmente no miscible. Emulsionantes que emulsionan el aceite en agua, también serán buenos agentes aireadores. Los ésteres de sacarosa disminuyen fuertemente la tensión superficial entre el agua y el aire, por lo que el aire se incorpora fácilmente en un producto acuoso. Los ésteres de sacarosa, especialmente los tipos HLB medios, también estabilizarán la espuma. Sin embargo, para garantizar una larga vida útil sin sinéresis y contracción, se debe elegir una mezcla de estabilizantes y agentes gelificantes seleccionados.

Foto de preparación de fruta aireada con ésteres de sacarosa encima de yogur. Densidad izquierda 0,6 g / cm3, derecha 0.8 g/cm3

El éster de sacarosa Sisterna se puede utilizar en muchos otros productos alimenticios, y también por varias otras razones. En las aplicaciones descritas, la principal funcionalidad de los ésteres de sacarosa es la emulsificación. Sin embargo, los ésteres de sacarosa tienen más capacidades. Las funciones más importantes junto a la emulsificación son la protección de proteínas, la interacción de almidón y la cristalización de azúcar. Estas opciones adicionales hacen que los ésteres de sacarosa sean ingredientes valiosos para productos lácteos, productos de panadería y confitería.

Finalmente, algunos beneficios generales de los ésteres de sacarosa:

• Emulsionantes de alto grado
• Amplio rango de HLB
• Neutro en sabor, olor y color
• Soluble en agua (fría)
• Estable en condiciones de UHT
• Materias primas naturales y renovables
• Kosher, Halal, sin OGM, vegetariano, sin grasas trans

Acerca de Sisterna

Sisterna, líder del mercado europeo de ésteres de sacarosa, se enorgullece de demostrar el efecto multifacético de los ésteres de sacarosa en emulsiones. Sisterna se distingue como un socio flexible que ayudará a encontrar soluciones técnicas en el desarrollo, mejora y optimización de procesos de productos alimenticios. Desde los Países Bajos Sisterna presenta el servicio más actualizado en soporte de ventas y desarrollo de conocimiento. Póngase en contacto con Sisterna para conocer todos los beneficios que se pueden lograr con los ésteres de sacarosa.

Para obtener más información sobre Sisterna BV o ésteres de sacarosa, consulte www.sisterna.com.

Sobre el autor

Lia Bax

Lia es educada en ingeniería de alimentos y tiene más de 25 años de experiencia como tecnóloga de alimentos en emulsionantes, estabilizantes y fibras, y su aplicación en la industria alimentaria, principalmente panadería, lácteos, confitería y salsas & emulsiones especiales. Comenzó en un laboratorio para investigar las posibilidades de aplicación de todo tipo de ingredientes alimentarios, y ahora está trabajando en un papel más comercial, centrado en los ésteres de sacarosa.