ХИДРОКОЛОИДИ: СВОЙСТВА, ВИДОВЕ, ПРИЛОЖЕНИЯ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На хидроколоидите са голяма група, хетерогенни, полимерни вещества включват главно полизахариди и някои протеини. Името му произлиза от гръцкия термин хидро, което означава вода, и колла, лепило.

Сред въглехидратите или полизахаридите са хидроколоидите като нишесте, агар, многобройни смоли, между другото. Има и такива с протеинов характер от висок търговски интерес, като например соев протеин, казеин или казеинат, желатин и яйчен белтък.

Източник: K Zoltan чрез Pexels

Хидроколоидите могат да имат различни източници: естествени от растителни, животински, водорасли и дори някои синтезирани от микроорганизми. Те също могат да бъдат полусинтетични, като целулозни производни.

Хидроколоидите образуват вискозни микроскопични дисперсии или гелове при контакт с вода; тоест те са хидрофилни, поради което се наричат ​​също хидрофилни колоиди. Те улавят водата в разклонената си полимерна структура.

По този начин те генерират различни текстури, вискозитет и еластичност, свойства, които се използват в хранителната, фармацевтичната, медицинската и научноизследователската индустрия като цяло.

Имоти

-В молекулната си структура те имат голям брой хидроксилни групи (-OH. Това ги кара да установят водородни връзки с вода, следователно те са хидрофилни и образуват колоидни дисперсии при контакт с нея.

-По същия начин хидроколоидите могат да образуват гелове поради йонни или температурни промени.

-Заради гелообразуващите си свойства, сгъстителите, текстилизаторите, наред с други, хидроколоидите се използват широко като добавки в хранително-вкусовата промишленост.

-Те могат да увеличат дебелината или текстурата на храната; те служат за контрол на образуването на ледени кристали; позволяват промяна на непрозрачността и аромата на храната.

-Хидроколоидите могат да се използват самостоятелно, а в някои случаи се използват смеси, които предлагат синергично поведение в техните характеристики или свойства, което увеличава тяхната полезност.

Видове

Хидроколоидите могат да бъдат класифицирани, като се имат предвид няколко критерия, като тяхната химическа структура, техния произход, техните свойства, наред с други характеристики.

Според химическата си структура

Хидроколоидите могат да бъдат класифицирани в две големи групи като полизахариди или протеини. Сред полизахаридите те могат да бъдат линейни, като целулоза, алгинати; или разклонени, като нишесте и декстран, между другото.

Освен това, в зависимост от вида на монозахарида, който съставлява полизахарида, те могат да бъдат хомополизахариди или хетерополизахариди.

Сред хомополизахаридите нишестето е съставено от дълги разклонени вериги от глюкоза, тоест съдържа същия тип монозахарид.

Сред хетерополизахаридите или въглехидратите, образувани от повече от един тип монозахариди, са хидроколоидите, като агар, гума арабик, и много други.

Групата на казеин, желатин и протеини от яйчен белтък, наред с други, са протеинови в природата.

Според нейния източник или произход

Според произхода си хидроколоидите могат да бъдат класифицирани като естествени - по-голямата част от тях, тъй като са получени от растения, животни, водорасли и микроорганизми. Има някои производни на естествени или химически модифицирани производни, както е посочено по-долу.

Зеленчуков в природата

От екстрактите на различни части на растенията може да се спомене целулозата, пектина, нишестето, голямото разнообразие от венци, като арабика, тамаринд, между другото.

От животински произход

Има желатин, казеин, протеин от яйчен белтък, соев протеин.

Получава се от водорасли

От различни видове водорасли имате например агар, карагенан, алгинат.

От микробен произход

Като ксантан, декстран, курдлан, рояк, между другото.

Модифициран или полусинтетичен

Такива като метилцелулоза, етилцелулоза, карбоксиметилцелулоза, пропиленгликол алгинат, модифицирани нишестета, наред с други.

Приложения

В хранително-вкусовата промишленост

Хидроколоидите се използват в хранително-вкусовата промишленост като сгъстяващи и желиращи добавки. Те променят свойствата като вискозитет и текстура на храната.

В зависимост от използвания хидроколоид, концентрацията му, рН, температурата и храните, в които се използва, срокът на годност се увеличава, качеството на храната се подобрява и се предизвикват различни усещания в устата на закусвалните.

Като сгъстители за супи, сосове, гарнитури и дресинг за салати сред други храни се използват различни видове дъвки като арабика, гуар или гаран и рог, наред с други. Ксантанът и нишестето също са сгъстители.

Като желиращи средства или гелообразуватели, хидроколоидите като пектин, алгинат, агар, гелан и карагенан се използват главно в желета, конфитюри, желатини с малко захар и сладоледи сред другите храни.

Има хидроколоиди, като агар агар, който се използва при готвене от вегани, за да се избегне използването на конвенционален желатин, който съдържа вещества от животински произход при приготвянето му.

Във фармацията, изследователските и клиничните лаборатории

Хидроколоидите като агар се използват при получаването на различни видове среда на микробиологична култура. Той представлява основата, която ще даде различна текстура на тези среди, които издържат на температурите на стерилизация, без да ги променят.

Като средство за провеждане на различни процеси на хроматография и филтриране на гел се използва хидроколоидът Sephadex, обикновено използван в колони. Това позволява отделянето или пречистването на протеини и други биомолекули въз основа на различния им размер или молекулно тегло.

В медицината

В стоматологията при специфични условия алгинатните и агар хидроколоидите са добри материали за създаване на зъбни впечатления.

В медицината хидроколоидите като декстран, хидроксиетил нишесте, желатин, наред с други, се използват в инфузионни течности и разтвори за разширяване на обема за лечение на хиповолемия.

Хидроколоидите като венците се използват при производството на биоадхезиви за хирургични превръзки, превръзки или покрития, прилагани за лечение на язви и рани под налягане.

Агар като целулоза не може да се усвоява от храносмилателната система на човешкото тяло, следователно не осигурява енергия, но служи като фибри, които задържат вода, което позволява използването му в лекарства като лаксативи.

Примери за хидроколоиди

Има много примери за хидроколоиди, споменати в предишните раздели, сред които следното може да бъде разширено по-подробно:

-Полисахарид декстран. Той е разклонен или омрежен и се образува от голямо количество глюкоза, използва се в сефадекс, гел със сферична триизмерна структура, който има пори вътре.

Тези сфери показват вариации в омрежването на органичните вериги, които ги съставят, получавайки различни видове сефадекс. Колкото по-високо е омрежването, толкова по-малък е размерът на порите на сферата.

-Карагенаните, които са различни видове, получени от галактоза, включват фурцеларани и се получават от червени водорасли от различен род и вид.

-Сред разнообразието от венци, заслужава да се посочи като пример гума арабика, която се получава от смола, извлечена от различни видове акация.

-И накрая сред производните на зърнените култури са арабиноксиланите , инулинът, сред много други примери.

Препратки

1. AACC International Online Books. Глава 1: Въведение в хранителните хидроколоиди. Взета от: aaccipublications.aaccnet.org
2. Glyn O. Phillips, PA Williams. (2009 г.). Наръчник за хидроколоиди. Възстановено от:
3. Общ преглед на хранителните хидроколоиди., Взета от: application.wiley-vch.de
4. Saha, D., & Bhattacharya, S. (2010). Хидроколоидите като сгъстяващи и желиращи агенти в храната: критичен преглед. Journal of Food Science and Technology, 47 (6), 587–597.
5. Жасмин Фоо. (2018). Как да си направим агар агар. Snapguide. Взета от: snapguide.com
6. Wikipedia. (2018). Sephadex. Взета от: en.wikipedia.org