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EXTRACTOS DE ALGAS

Alginatos
Los alginatos son extractos de algas pardas de la clase Phaeophycaeae. Las principales especies usadas industrialmente son de las familias Fucáceas, Laminariáceas , Alariáceas y Lessoniáceas. Se encuentran a lo largo de las costas rocosas del Atlántico Norte, principalmente en los Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia y Noruega.
El uso de las algas pardas se conoce desde épocas antiguas; los chinos y los romanos las usaban en preparaciones medicinales y cosméticas. Su producción industrial se inició en los Estados Unidos alrededor del año 1930. Al principio, los alginatos eran usados para la elaboración de alimentos enlatados destinados al consumo en altamar.

Se trata de macromoléculas lineales constituidas por dos tipos de monómeros unidos en (1-4): el ácido b-D manurónico y el ácido a-L gulurónico. Estas macromoléculas tienen un peso molecular comprendido entre 20.000 y 200.000. La relación ponderal manurónico / gulurónico, así como el reparto de motivos a lo largo de la cadena, varían de un extracto a otro, y determinan las propiedades del polímero, especialmente su gelificación. Esto depende principalmente de la especie de alga, y en menor grado de la madurez del alga y del área de cosecha.

Los procedimientos de preparación están basados en las propiedades de solubilidad de los alginatos, según su estado iónico y su poder complejante con el calcio. Un tratamiento preliminar de las algas con un ácido, permite eliminar los iones calcio unidos al alginato. La solubilización de las rnacromoléculas se obtiene a continuación al neutralizar con una base (generalmente NaOH) formando una sal alcalina. El alginato se precipita por reacidificación, bajo la forma de ácido algínico o por la adición de cloruro cálcico, bajo forma de alginato cálcico. En algunos casos el calcio se elimina por un nuevo tratamiento ácido.

Materia prima: Algas pardas
Desmineralización: Sistema de lixiviación en ácido
Extracción: Molido / Digestión en presencia de álcali
Clarificación / Filtración
Coagulación: Precipitación con ácido
Lavado y Prensado
Obtención del alginato Neutralización: Agregado de: Carbonato de calcio, potasio o amonio
Secado
Molido

Producto final Estandarización por mezclado
Control

El producto terminado presenta características de filamentos en fino o grueso, o de polvo incoloro o ligeramente amarillo, de sabor y olor característicos. Los alginatos se comercializan en forma de sales sódicas, de sodio de potasio, de amonio y de calcio. Más raramente se comercializa en forma de ácido algínico. Los alginatos pueden servir de base para la preparación de alginato de propilenglicol por esterificación del ácido algínico. Este derivado se emplea también a nivel alimentario.

Carrageninas
Se extraen de algas rojas de la familia Rhodophycaeae, de los géneros Chrondus, Gigartina, Euchema, Hypnea e Iridaea. Su recolección manual se hace durante la marea baja entre la primavera y el otoño. Provienen de las costas de diversos países como Francia, Chile, Brasil, Senegal, Indonesia, Las Filipinas, Marruecos, Argentina y Perú.
Familia y géneros botánicos de las algas rojas
Los residentes del condado de Carraghen en la costa sur de Irlanda usaban el “ musgo irlandés” en los alimentos y medicinas hace más de 600 años. Estas algas marinas eran usadas debido a su propiedad única de gelificar la leche. Al mismo tiempo, estas algas eran también recolectadas a lo largo de las costas de Francia, en particular en Brittany. El liquen blanqueado era utilizado para preparar un gel de leche conocido como “blanc-mange”, cuya traducción sería “comida blanca”. Este alimento se obtenía enfriando la leche en la cual se habían cocido las algas. Simultáneamente en los Estados Unidos se preparaba un alimento similar. Sin embargo, no fue hasta la Segunda Guerra Mundial, en que se inició la producción industrial de algunas especies.
Las carrageninas, o carragenanos, son polímeros sulfatados de unidades de galactosa, unidos alternativamente a-(1-3) y b-(1-4). Según el grado de sulfatación y la posición de los carbonos sustituidos por los ésteres­sulfatos, se distinguen diferentes fracciones cuyas principales son la kappa (k), la iota (i) y la lambda-(l)carragenina. Cada especie está caracterizada por una composición diferente en sus diversas fracciones, y las carrageninas comerciales son mezclas más o menos enriquecidas de una u otra de estas tres fracciones.

El proceso de extracción para su producción industrial se basa en dos propiedades de la carragenina: su solubilidad en agua caliente y su insolubilidad en solventes orgánicos polares. En primer lugar, las algas se lavan y se trituran bajo condiciones alcalinas para promover la extracción total del polisacárido. Luego, el extracto acuoso caliente filtrado en presencia de tierra de diatomeas, se pasa a través de un cedazo bajo presión. Así se obtiene un jarabe transparente que contiene carragenina en solución. A continuación, se la precipita con alcohol en forma de fibras, permaneciendo las impurezas en solución. Se prensa el coagulo, se lo lava y seca por evaporación bajo presión. Finalmente, se lo muele hasta obtener un polvo fino o granulado insípido e inodoro, de color blanco a beige. Este proceso permite alcanzar un producto de alta pureza.

Materia prima
Extracción
Purificación
Coagulación
Carragenina molida
Producto final

Los productos comerciales se diluyen frecuentemente con azúcares para fines de normalización y se mezclan con sal de uso alimenticio necesario para conseguir características de gelificación y espesamiento.

Agar y furcelarana
El agar (agarosa) también es extraído de las algas rojas de la familia Rhodophycaeae, de las especies gelidium, pterocladia y graciaria. Las zonas de recolección de estas algas son las costas de Japón, México y la costa oeste del Atlántico. Su estructura química es muy parecida a la de la carragenina. El dímero está constituido de un residuo de galactosa unido en (1-3) y de un residuo 6-anhidro-L-galactosa unido en (1-4).

El agar sin moler se presenta en haces de tiras delgadas, membranosas y aglutinadas, o en fragmentos escamosos o granulados. Presenta varios colores: anaranjado ligeramente amarillento, o gris amarillento, o amarillo pálido o incoloro. Es resistente cuando está húmedo y quebradizo al estado seco. El agar en polvo es blanco a blanco amarillento o amarillo pálido.
La furcelarana se extrae de otras algas rojas Furcellariafastigiata que se encuentra en las costas de Dinamarca y Canadá. Tiene una estructura química comparable a las carrageninas con un contenido de azufre algo más bajo a kappa-carragenina. Todas las macromoléculas tienen un peso molecular elevado, entre l05 y 106. Este peso molecular depende del origen botánico y del proceso utilizado en la extracción.

Los métodos de fabricación se basan en la solubilización de estas gomas en agua a 100°C durante varias horas, a veces, en medio alcalino. Para el agar, su recuperación se logra a partir de la solución filtrada por congelación, que produce una separación de fases. Por otro lado, la furcelarana se precipita en presencia de cloruro potásico.

Goma guar y garrofín
La goma guar proviene de una planta que ha sido cultivada durante siglos en la India y Pakistán. También se cultiva actualmente en los Estados Unidos.
Se extrae del endosperma de la semilla de Cyamopsis tetragonolobus, una planta anual que pertenece a la familia de las leguminosas. Las semillas de la planta guar tienen un diámetro de 4 a 5 mm. Son dicotiledóneas, es decir, el albumen consiste de dos endospermas y es éste la fuente de goma.
A diferencia, el garrofín se extrae del endosperma de la semilla del algarrobo, Ceretonia Siliqua, árbol del litoral del Mediterráneo. El fruto del algarrobo es una vaina de 20 cm de largo y de 2 a 4 cm de ancho.
Cada vaina contiene semillas ovoides de 8 a 9 mm de largo. Estas semillas contienen la reserva de energía que proveerá la goma espesante.
Muchas semillas de leguminosas contienen galactomananos de estructuras relacionadas, pero solo la goma guar y la goma de algarrobo se han usado extensamente. La goma de algarrobo y sus propiedades espesantes datan de épocas antiguas, ya que los egipcios usaban una pasta de esta goma como adhesivo en las vendas de las momias. Sin embargo, el desarrollo de su extracción industrial comenzó a principios del siglo XX. En la década del 40, se introdujo el uso de la goma guar, debido a una escasez de semillas de algarrobo; y recién en 1950 estuvo disponible comercialmente.

Estas gomas son galactomananos formados por encadena­miento lineal de b-D manosa unidas en (1-4) con ramificaciones constituidas por una sola unidad de a-D galactosa unida en a (1-6). El garrofín tiene como pro­medio una unidad de galactosa por cuatro manosas y esta relación es de 1 a 2 en la goma guar. Courtois y Le Dizet (1970) han establecido que la galactosa está repetida irregularmente en la larga cadena de manana, definiendo por lo tanto, zonas “lisas” de zonas “ramificadas” y de zonas intermedias. Esta irregulari­dad de estructura permite explicar las diferencias de propiedades entre estas dos sustancias (especialmente la solubilidad).

La fabricación de estas gomas es extremadamente sencilla, puesto que se reduce a un tratamiento mecánico. Separación de envolturas, eliminación del germen y molienda, hasta reducirlas a harina, que contiene 95 % de galactomananos. Y son comercializados en esta forma. Algunos fabricantes producen también gomas de gran pureza. La semilla se solubiliza en agua caliente y las partículas insolubles se separan por filtración con tierra de diatomeas. La solución transparente obtenida se precipita con alcohol isopropil, se lava y se prensa para remover el alcohol residual. Como última etapa, se seca, se muele y tamiza. En el mercado se encuentran diferentes tipos de harina guar con variable poder espesante.
Inclusive, la goma guar se puede adquirir en forma de polvo blanco a blanco amarillento casi inodoro. Es dispersable en agua fría o caliente y su valor de pH de dispersiones acuosas varía entre 5,4 y 6,4. El garrofín se presenta en polvo blanco ligeramente amarillento que gelifica fácilmente en agua caliente.


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