La gelatina y otros agentes coagulantes son de gran importancia en diversas industrias, desde la alimentaria hasta la farmacéutica, debido a su capacidad para clarificar líquidos, espesar preparaciones y formar geles. A continuación, se explora su papel en la elaboración de jugos y sus múltiples aplicaciones médicas.
Evaluación de Agentes Coagulantes en la Formulación de Jugo de Merey
Se realizaron estudios relativos a la elaboración de un jugo clarificado utilizando pseudofrutos de merey (Anacardium occidentale L.), con el fin de garantizar valor agregado a este frutal de importancia económica y social en la región oriental de Venezuela. Para ello, se emplearon pseudofrutos del clon enano precoz CCP-76, que presentaban problemas de turbidez y astringencia que desmejoraban la calidad del producto.
Objetivo y Metodología
El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el efecto de la gelatina sin sabor y el gluten, como agentes coagulantes, sobre la turbidez, astringencia y otras características de calidad del jugo. Pseudofrutos de merey, cosechados y seleccionados del huerto del INIA Anzoátegui, fueron tratados con agua clorada al 5% y procesados para extraer el jugo fresco.
El jugo fue sometido a diferentes formulaciones de gelatina sin sabor y de gluten (5, 10 y 12% m/v). Se efectuaron determinaciones químicas de pH, acidez total, azúcares reductores, taninos, contenido de sólidos solubles (°Brix) y vitamina C. Una vez envasado, el jugo fue sometido a análisis sensoriales para determinar su aceptabilidad.
Resultados de la Clarificación
Los resultados demostraron que el jugo clarificado, obtenido a partir de las diluciones de la gelatina sin sabor al 10% y del gluten al 12%, fue el de mejor clarificación, en comparación con el resto de las formulaciones, cuya floculación fue escasa, la precipitación muy lenta y el color amarillento poco atractivo. Aún cuando se observaron diferencias en el contenido de sólidos solubles y acidez titulable antes y después de la clarificación para ambos agentes en las diferentes formulaciones, estas no fueron determinantes para la selección de uno u otro.
Clarificación, evaporación y concentración de los jugos
La aceptación del jugo por parte de los panelistas fue mayor cuando se utilizó la gelatina sin sabor al 10% como medio clarificante. Este trabajo de investigación busca obtener un jugo clarificado a base de pseudofrutos de merey, aceptado por los consumidores y manteniendo su composición nutritiva, que contribuya al aprovechamiento integral del fruto/pseudofruto, disminuyendo así las pérdidas postcosecha.
Caracterización Fisicoquímica del Jugo Integral
En el Cuadro 1 se resumen los resultados de la determinación físico-química realizada en el jugo integral, donde se observó un contenido de sólidos solubles (SS) de 12 ºBrix, un valor aceptable ya que se han encontrado concentraciones de hasta 14 ºBrix en la última fase de maduración del pseudofruto. Los valores de pH obtenidos fueron de 4,3, similares a los encontrados por otros autores. El contenido de taninos (T), expresados en ácido galotánico, presentó un valor de 3,24x10-3 g ml-1 de jugo, comparable a lo señalado por otros autores. La acidez titulable (AT) determinada como ácido málico arrojó un valor de 0,22%, encontrándose en el límite inferior a los señalados por los patrones de calidad brasileños (0,22 a 0,52%), mientras que el contenido de vitamina C estuvo en el límite superior, confirmando la riqueza de la especie en esta vitamina.
| Muestra | SST (°Brix) | pH | Acidez Titulable | Taninos | Vitamina C |
|---|---|---|---|---|---|
| promedio | 12,0 | 4,3 | 0,22 | 3,4 | 335 |
Efecto de las Formulaciones de Gelatina sin Sabor sobre la Clarificación
El efecto de las formulaciones sobre la clarificación del jugo evidenció un comportamiento diferencial. La clarificación utilizando como medio coagulante la gelatina sin sabor al 5% formó pequeños flóculos y una banda angosta difusa donde el líquido sobrenadante fue escaso y de color claro amarillento. En el vaso conteniendo la gelatina sin sabor al 10%, se evidenciaron flóculos grandes que se depositaban con mayor velocidad; la banda de líquido sobrenadante fue mayor que en la de los otros tratamientos, y el color del líquido fue claro con presencia de muy pocas y pequeñas partículas en suspensión. En el vaso correspondiente a gelatina al 12%, se observó muy poca formación de flóculos, los cuales precipitaron muy lentamente y la banda del líquido sobrenadante fue muy difusa, no llegando a evidenciarse la separación de forma clara entre este líquido y el jugo clarificado.
Efecto de las Formulaciones de Gelatina sin Sabor sobre Contenido de Sólidos Solubles, pH y Taninos
El contenido de SS, usados como índice de azúcares totales en frutos, disminuyó en comparación con los encontrados en el jugo integral, debido a que la gelatina, como agente coagulante, arrastra todas las partículas. Las formulaciones de gelatina al 5 y 12%, que no presentaron un efecto marcado sobre la precipitación, tuvieron mayor contenido de SS que en aquel jugo clarificado con gelatina al 10%. Para el caso del pH, se observa que, al comparar los valores entre los jugos clarificados con gelatina al 5 y 10%, los valores son iguales y ligeramente superiores a aquellos presentes al 12%. La variación entre el jugo integral y las diferentes formulaciones de gelatina evidencia que no hay efecto entre la utilización de este agente coagulante sobre el pH del jugo de merey (Cuadro 2).
El contenido de taninos en el jugo clarificado fue menor al encontrado en el jugo integral, siendo el efecto mayor en el tratado con gelatina al 10%. Esto es debido a la atracción que ejerce el agente coagulante sobre los compuestos fenólicos, propiciando la formación de coágulos y, por consiguiente, su precipitación. La formulación que obtuvo la mayor formación de coágulos fue la que arrastró la mayor cantidad de partículas, disminuyendo la cantidad de taninos y, en consecuencia, la astringencia en la parte clarificada del jugo (Cuadro 2).
Para ambos parámetros, la acidez titulable y el contenido de vitamina C, los valores no mostraron pérdidas importantes por efecto de la precipitación del jugo cuando se añadió gelatina sin sabor en cualquiera de sus tres formulaciones: 5, 10 y 12%.
| Formulación Gelatina | SS (°Brix) | pH | Taninos (g ml-1) |
|---|---|---|---|
| 5% | 11,5 | 4,2 | 2,5x10-3 |
| 10% | 10,8 | 4,2 | 1,8x10-3 |
| 12% | 11,3 | 4,1 | 2,3x10-3 |
Evaluación Sensorial
El color no presentó diferencias significativas en cuanto a la preferencia entre los jugos clarificados con gelatina sin sabor al 5 y 10%; sin embargo, el formulado al 12% obtuvo muy baja aceptación, al presentar un color amarillento. El olor, en general, fue poco aceptado por los panelistas. En cuanto al sabor, el análisis de varianza (ANAVA) mostró diferencias significativas, indicando su preferencia sobre el jugo tratado con gelatina al 10%. El jugo correspondiente a la formulación del 12% fue el de mayor desagrado, por la poca reacción que se obtuvo para su precipitación y clarificación, manteniendo la consistencia y el sabor natural que incluye la astringencia característica presentada por el contenido de taninos. La combinación de estos parámetros que influyen sobre la aceptación del producto se refleja en el Cuadro 3.
| Formulación Gelatina | Apariencia (escala 1-9) | Olor (escala 1-9) | Sabor (escala 1-9) | Dulzura (escala 1-9) | Astringencia (escala 1-9) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5% | 7 | 5 | 6 | 7 | 4 |
| 10% | 8 | 6 | 8 | 8 | 2 |
| 12% | 3 | 4 | 3 | 6 | 7 |
Gelatina como Agente Coagulante en Alimentos y sus Propiedades
Las sustancias coagulantes más comunes utilizadas en la elaboración de frutas y hortalizas son las gomas solubles, la gelatina y la pectina. Se usan para espesar, emulsionar y coagular los productos. Además, los preservativos más empleados, como el bióxido de azufre, el bióxido de carbono, el ácido benzoico, el ácido ascórbico y el ácido cítrico, previenen el deterioro de los alimentos retardando el crecimiento de mohos, levaduras y bacterias.
Alternativas Vegetarianas y Veganas a la Gelatina Animal
- Agar-agar: Procedente de algas cocidas y prensadas, tiene una capacidad de absorber agua hasta diez veces superior a la gelatina de origen animal. Es capaz de resistir altas temperaturas sin derretirse, es rico en fibra y minerales, con propiedades refrescantes y saciantes.
- Carragenina (musgo irlandés): Obtenida de algas marinas rojas, se utiliza para espesar sopas, mousses y helados, elaborar gelatinas suaves o dar consistencia a algunos platos veganos y sin gluten.
- Pectina: Esta fibra natural se obtiene de frutas y verduras, especialmente de las pieles de manzanas, cítricos y frutos rojos. Es muy espesante y se utiliza como alternativa a la gelatina en repostería, especialmente en la elaboración de mermeladas y confituras.
- Kuzu: Originario de Asia, es un almidón que se utiliza para endurecer preparados y mejorar su consistencia. Sus propiedades gelificantes y su sabor neutro lo hacen ideal para recetas dulces y saladas, como sopas, cremas, estofados, salsas y pudines.
Es importante destacar que el consumo de gelatina muchas veces va ligado a la ingesta de proteínas. Multitud de fuentes vegetales ofrecen proteínas saludables y de gran calidad nutricional, como frutos secos, legumbres, soja en todos sus formatos, pipas y semillas, cacahuetes, cereales como el trigo, la avena, el salvado o la quinoa, o verduras como el brócoli o las coles de Bruselas.
La Gelatina en la Medicina: Una Historia de Innovación
La gelatina cuenta con una larga y variada historia en medicina que se remonta a 1834. Hoy en día, es un material habitual en numerosas aplicaciones farmacéuticas y biomédicas. La gelatina es una proteína derivada de materias primas animales, obtenida por hidrólisis parcial del colágeno, la proteína más abundante en el mundo animal, con altas concentraciones presentes en los tejidos conjuntivos. Se compone de dieciocho aminoácidos, ocho de los cuales se consideran esenciales.
Desarrollo de Cápsulas y Sustitutos Plasmáticos
François Mothes, un farmacéutico francés, inventó la cápsula de gelatina en 1834 para encapsular medicamentos líquidos de sabor desagradable. La cápsula de gelatina se extendió rápidamente por todo el mundo, y en 1847, James Murdock inventó la primera cápsula dura de gelatina de dos piezas. Robert P. Scherer revolucionó la producción de cápsulas de gelatina blanda (softgels) al desarrollar una máquina automática de llenado continuo que hizo posible la producción en masa.
En 1915, el Dr. James Logan fue la primera persona en administrar con éxito un sustituto del plasma a base de gelatina por vía intravenosa. Este desarrollo se retomó en la Segunda Guerra Mundial, y en la década de 1940, estudios clínicos demostraron que la gelatina podía ser un sustituto eficaz del plasma. El desarrollo de la gelatina succinilada permitió crear una gelatina más afinada, de alto peso molecular y baja viscosidad, ideal para los sustitutos del plasma.
Hemostáticos a Base de Gelatina
Los primeros hemostáticos a base de gelatina se desarrollaron en la década de 1940, en un momento en que los hemostáticos se fabricaban a partir de plasma humano y trombina bovina, ambos difíciles de purificar y con riesgo de infección. Los científicos empezaron a utilizar nuevos agentes hemostáticos a base de gelatina para crear hemostáticos más seguros. La gelatina es un agente hemostático muy utilizado que ayuda a los cirujanos a reducir la pérdida de sangre durante la cirugía, pudiendo absorber más de 40 veces su propio peso y creando coágulos artificiales. Las esponjas de gelatina pueden dejarse en el cuerpo para que se disuelvan de forma natural debido a su alta biocompatibilidad.
Gelatina en Cápsulas y Comprimidos
La gelatina se utiliza como excipiente en la producción de cápsulas duras y blandas, ofreciendo menores costes de producción, menos complejidad en su fabricación y excelentes índices de disolución del principio activo farmacéutico (API). La gelatina farmacéutica ofrece varias ventajas técnicas sobre los excipientes no gelatinosos, como la hidroxipropilmetilcelulosa (HMPC) para cápsulas duras y el almidón modificado para cápsulas blandas.
- La gelatina gelificante se utiliza tras la granulación del polvo del comprimido en compresión, confiriendo cohesividad, resistencia y dureza a los comprimidos.
- La gelatina no gelificante se utiliza en la compresión directa, con menor poder aglutinante.
Gelatina Hidrolizada y Estabilizadores para Vacunas
La gelatina hidrolizada es un componente importante de los sustitutos plasmáticos, una clase de formulación parenteral conocida como expansor de volumen. La gelatina hidrolizada que se utiliza en los sustitutos del plasma requiere una modificación especial. En algunas vacunas, se utiliza una gelatina especialmente purificada con bajos niveles de endotoxinas como estabilizador.
Aplicaciones en Ingeniería de Tejidos y Prótesis
En ingeniería de tejidos, la gelatina es un biomaterial útil que imita la matriz extracelular y favorece el crecimiento celular. Los tapones femorales, utilizados en las prótesis de cadera, pueden emplear gelatina purificada combinada con plastificante para aumentar la elasticidad, facilitando el cambio de prótesis y protegiendo los tejidos.
Adhesivos Médicos Basados en Gelatina
La presente invención se refiere a un uso novedoso de gelatina y un agente reticulante para la preparación de un adhesivo médico reticulable que forma un gel de gelatina reticulado en una zona de aplicación del cuerpo humano o animal. Existe la necesidad en distintos campos de la medicina de composiciones con propiedades adhesivas, es decir, los denominados adhesivos médicos. Los campos de aplicación incluyen la fijación de tejidos, el recubrimiento o cierre de superficies de heridas o la contención de hemorragias.
Ventajas de los Adhesivos de Gelatina
El adhesivo médico según la invención no requiere, aparte de la gelatina y el agente reticulante, ningún otro componente que contribuya a la formación del gel de gelatina reticulado, lo que simplifica su preparación. Una ventaja adicional es que el adhesivo médico no debe comprender componentes de origen humano, lo que hace la preparación más sencilla y económica, y elimina el riesgo de transmisión de enfermedades infecciosas. La reticulación controlada ofrece la ventaja de que el médico tiene suficiente tiempo para aplicar el adhesivo sobre la zona, inyectarlo o administrarlo de otros modos.
El adhesivo médico según la presente invención presenta una alta adhesividad, incluso frente a superficies de plástico planas. Además, no presenta esencialmente sinéresis, es decir, no aparece una contracción del gel con descarga de agua, lo que le confiere una alta estabilidad dimensional.
Biodegradabilidad y Biocompatibilidad
La gelatina es obtenible en una composición definida y reproducible, así como con alta pureza. Particularmente, no contiene prácticamente telopéptidos inmunogénicos que puedan desencadenar una reacción de defensa del cuerpo. En este sentido, la gelatina presenta una notable compatibilidad con tejidos y células como no puede garantizarse con otros biomateriales reabsorbibles como alginatos o quitosano. Aunque la gelatina no reticulada es soluble a la temperatura corporal (37ºC), puede transformarse mediante reticulación en una forma de tipo gel insoluble en estas condiciones. Al mismo tiempo, el gel de gelatina reticulado es totalmente reabsorbible, degradándose sin residuos en el cuerpo después de determinado tiempo mediante degradación hidrolítica.
Clarificación, evaporación y concentración de los jugos
Se prefiere gelatina porcina, particularmente gelatina de corteza de cerdo, ya que es obtenible con alta calidad y está autorizada para distintas aplicaciones médicas. La gelatina obtenida de peces de agua fría se caracteriza por una temperatura de gelificación relativamente baja, permitiendo su suministro disuelta a temperatura ambiente o enfriada. Para mejorar la biocompatibilidad, se utiliza preferiblemente una gelatina con un contenido especialmente bajo de endotoxinas (1.200 U.I./g o menor, e idealmente 50 U.I./g o menor).
Agentes Reticulantes y Formación de Gel
Son conocidos distintos tipos de agentes reticulantes que transforman la gelatina mediante conexiones inter- y/o intramoleculares en un gel de gelatina que es insoluble a temperaturas de 37ºC o menores. Con el trasfondo de la compatibilidad fisiológica, se recurre a la transglutaminasa como agente reticulante enzimático. Esta enzima cataliza la conexión de los restos de glutamina con los grupos ε-amino de restos de lisina, formando enlaces covalentes intermoleculares e intramoleculares. Se prefiere utilizar transglutaminasas de procedencia bacteriana, que son obtenibles con alta calidad y pureza.
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