HYDROCOLLOÏDEN: EIGENSCHAPPEN, SOORTEN, TOEPASSINGEN EN VOORBEELDEN - CHEMIE - 2026

De hydrocolloïden zijn een grote groep, heterogene, polymere stoffen omvatten voornamelijk polysacchariden en wat proteïne. De naam is afgeleid van de Griekse term hydro, wat water betekent, en kolla, lijm.

Onder de koolhydraten of polysacchariden bevinden zich hydrocolloïden zoals zetmeel, agar, talrijke gommen, onder andere. Er zijn ook die met een proteïneaard met hoog commercieel belang, zoals onder andere soja-eiwit, caseïne of caseïnaat, gelatine en eiwitproteïnen.

Bron: K Zoltan via Pexels

Hydrocolloïden kunnen verschillende bronnen hebben: natuurlijk van plantaardig, dierlijk, algen, en zelfs sommige gesynthetiseerd door micro-organismen. Ze kunnen ook halfsynthetisch zijn, zoals cellulosederivaten.

Hydrocolloïden vormen viskeuze microscopisch kleine dispersies of gels bij contact met water; dat wil zeggen, ze zijn hydrofiel, daarom worden ze ook wel hydrofiele colloïden genoemd. Ze houden water vast in hun vertakte, polymere structuur.

Op deze manier genereren ze verschillende texturen, viscositeit en elasticiteit, eigenschappen die worden gebruikt in de voedings-, farmaceutische, medische en onderzoeksindustrie in het algemeen.

Eigendommen

-In hun moleculaire structuur hebben ze een groot aantal hydroxylgroepen (-OH. Dit zorgt ervoor dat ze waterstofbruggen met water tot stand brengen, daarom zijn ze hydrofiel en vormen ze colloïdale dispersies wanneer ze ermee in contact komen.

Evenzo kunnen hydrocolloïden gels vormen als gevolg van ionische of temperatuurveranderingen.

- Vanwege hun gelvormende eigenschappen worden onder andere verdikkingsmiddelen, texturizers hydrocolloïden veel gebruikt als additieven in de voedingsindustrie.

-Ze kunnen de dikte of textuur van voedsel vergroten; ze dienen om de vorming van ijskristallen te beheersen; laten variëren van de dekking en smaak van voedsel.

-Hydrocolloïden kunnen alleen worden gebruikt en in sommige gevallen worden mengsels gebruikt die synergetisch gedrag vertonen in hun kenmerken of eigenschappen, waardoor hun bruikbaarheid toeneemt.

Soorten

Hydrocolloïden kunnen worden geclassificeerd op basis van verschillende criteria, zoals hun chemische structuur, hun oorsprong, hun eigenschappen en andere kenmerken.

Volgens zijn chemische structuur

Hydrocolloïden kunnen in twee grote groepen worden ingedeeld als polysacchariden of eiwitten. Onder de polysacchariden kunnen ze lineair zijn, zoals cellulose, alginaten; of vertakt, zoals onder andere zetmeel en dextraan.

Bovendien kunnen het, afhankelijk van het type monosaccharide waaruit het polysaccharide bestaat, homopolysacchariden of heteropolysacchariden zijn.

Onder de homopolysacchariden bestaat zetmeel uit lange vertakte ketens van glucose, dat wil zeggen dat het hetzelfde type monosaccharide bevat.

Onder de heteropolysacchariden of koolhydraten die worden gevormd door meer dan één type monosacchariden, bevinden zich hydrocolloïden zoals agar, Arabische gom en vele andere.

De groep van onder meer caseïne-, gelatine- en eiwitproteïnen is proteïne van aard.

Volgens de bron of oorsprong

Volgens hun oorsprong kunnen hydrocolloïden als natuurlijk worden geclassificeerd -de overgrote meerderheid-, aangezien ze worden verkregen uit planten, dieren, algen en micro-organismen. Sommige zijn afgeleid van natuurlijke of chemisch gemodificeerde derivaten, zoals hieronder gespecificeerd.

Groente van aard

Uit de extracten van verschillende delen van de plant kunnen cellulose, pectine, zetmeel, de grote verscheidenheid aan gommen zoals arabisch, tamarinde gom, onder anderen worden genoemd.

Van dierlijke oorsprong

Er is gelatine, caseïne, eiwitproteïne, soja-proteïne.

Verkregen uit algen

Van verschillende soorten algen heb je bijvoorbeeld agar, carragenen, alginaat.

Van microbiële oorsprong

Zoals xanthaan, dextran, curdlán, zwerm, onder anderen.

Gemodificeerd of semi-synthetisch

Zoals methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, propyleenglycolalginaat, gemodificeerde zetmelen, onder anderen.

Toepassingen

In de voedingsindustrie

Hydrocolloïden worden in de voedingsmiddelenindustrie gebruikt als verdikkings- en geleeradditieven. Deze modificeren de eigenschappen zoals viscositeit en textuur van voedsel.

Afhankelijk van het gebruikte hydrocolloïde, de concentratie, de pH, de temperatuur en het voedsel waarin het wordt gebruikt, wordt de houdbaarheid verlengd, wordt de kwaliteit van het voedsel verbeterd en worden er verschillende sensaties opgewekt in de mond van de gasten.

Als verdikkingsmiddelen voor onder andere soepen, sauzen, toppings en saladedressing, worden verschillende soorten gom gebruikt, zoals onder andere arabica, guar of guaran en johannesbrood. Xanthaan en zetmeel zijn ook verdikkingsmiddelen.

Als geleermiddelen of gelvormers worden hydrocolloïden zoals pectine, alginaat, agar, gellan en carrageen voornamelijk gebruikt in gelei, jam, gelatine met weinig suiker en ijs, naast andere voedingsmiddelen.

Er zijn hydrocolloïden, zoals agar-agar, die door veganisten wordt gebruikt bij het koken om het gebruik van conventionele gelatine te vermijden, die stoffen van dierlijke oorsprong bevat bij de bereiding.

In de farmacie, onderzoeks- en klinische laboratoria

Hydrocolloïden zoals agar worden gebruikt bij de bereiding van verschillende soorten microbiologische kweekmedia. Het vormt de basis die een andere textuur zal geven aan deze media, die de sterilisatietemperaturen kunnen weerstaan ​​zonder ze te wijzigen.

Als middel om verschillende chromatografie- en gelfiltratieprocessen uit te voeren, wordt de hydrocolloïde Sephadex gebruikt, meestal gebruikt in kolommen. Hierdoor kunnen eiwitten en andere biomoleculen worden gescheiden of gezuiverd op basis van hun verschillende grootte of molecuulgewicht.

In de geneeskunde

In de tandheelkunde zijn onder specifieke omstandigheden alginaat en agarhydrocolloïden goede materialen voor het maken van tandafdrukken.

In de geneeskunde worden hydrocolloïden zoals onder andere dextraan, hydroxyethylzetmeel, gelatine gebruikt in infusievloeistoffen en volume-expanderoplossingen voor de behandeling van hypovolemie.

Hydrocolloïden zoals tandvlees worden gebruikt bij de vervaardiging van bioadhesieven voor chirurgische verbanden, verbanden of bedekkingen die worden toegepast voor de behandeling van decubitus en wonden.

Agar-achtige cellulose kan niet worden verteerd door het spijsverteringsstelsel van het menselijk lichaam, daarom levert het geen energie, maar het dient als een vezel die water vasthoudt, waardoor het kan worden gebruikt in medicijnen zoals laxeermiddelen.

Voorbeelden van hydrocolloïden

Er zijn veel voorbeelden van hydrocolloïden die in de vorige paragrafen zijn genoemd, waarvan de volgende in meer detail kunnen worden uitgebreid:

-Het polysaccharide dextran. Het is vertakt of verknoopt en het wordt gevormd door een grote hoeveelheid glucose, die wordt gebruikt in sephadex, een gel met een bolvormige driedimensionale structuur met poriën aan de binnenkant.

Deze bollen vertonen variaties in de verknoping van de organische ketens waaruit ze bestaan, waardoor verschillende soorten sephadex worden verkregen. Hoe hoger de verknoping, hoe kleiner de poriegrootte van de bol.

-Carrageenans, die verschillende soorten zijn die zijn afgeleid van galactose, omvatten furcelarans en worden verkregen uit rode algen van verschillende geslachten en soorten.

-Onder de verscheidenheid aan gommen is het de moeite waard om bijvoorbeeld Arabische gom te benadrukken, die wordt verkregen uit een hars die is geëxtraheerd uit verschillende soorten acacia.

-En tenslotte behoren tot de derivaten van granen arabinoxylaan , inuline, en vele andere voorbeelden.

Referenties

1. AACC International Online Books. Hoofdstuk 1: Inleiding tot voedselhydrocolloïden. Ontleend aan: aaccipublications.aaccnet.org
2. Glyn O. Phillips, PA Williams. (2009). Handbook of Hydrocolloids. Hersteld van: https://books.google.co.ve
3. Algemeen overzicht van voedselhydrocolloïden. . Genomen uit: application.wiley-vch.de
4. Saha, D., en Bhattacharya, S. (2010). Hydrocolloïden als verdikkings- en geleermiddelen in voedsel: een kritische beoordeling. Journal of Food Science and Technology, 47 (6), 587-597. http://doi.org/10.1007/s13197-010-0162-6
5. Jasmin Foo. (2018). Hoe Agar Agar te maken. Snapguide. Genomen van: snapguide.com
6. Wikipedia. (2018). Sephadex. Ontleend aan: en.wikipedia.org