Bentonita usp *

El uso de bentonitas en la clarificación y estabilización de bebidas

La clarificación y estabilización de bebidas requiere el empleo de aditivos y auxiliares que permitan la obtención de un estado de claridad sin la alteración de las características organolépticas del producto y la conservación de dicha claridad y las cualidades adquiridas. Los agentes que se utilizan para este fin son numerosos. En términos generales se pueden clasificar en: proteínas, polisacáridos, sustancias minerales, macromoléculas sintéticas y otros.

Dentro de las sustancias minerales, se utilizan productos naturales como las bentonitas o derivadas como el gel de sílice. Estos son compuestos que contienen sílice y presentan cargas de superficie tal que les confieren propiedades de débiles cambiadores de cationes.

Su floculación en el medio está determinada por cargas negativas y no tanto por las uniones de hidrógeno.

Las bentonitas son arcillas monmorillonitas en las que la constitución y las propiedades pueden variar según el origen y los tratamientos de purificación. La bentonita está constituida de “hojitas” con tres capas: capa octaédrica, capa tetraédrica y capa octaédrica.

En la capa tetraédrica un cierto número de iones Al+++ son remplazados por un mismo número de iones Mg++ que crean cierto número de cargas negativas en la superficie de la hojita.

En el estado seco las hojitas están apiladas unas sobre otras y los iones sodio (bentonitas sódicas) o calcio (bentonitas cálcica) se unen en la superficie para neutralizar las cargas.

Cuando la bentonita es introducida al agua, el agua se fija en la superficie y las hojitas se desprenden y la bentonita se hincha hasta 10-15 veces su volumen inicial.

Este fenómeno es acelerado por el calor.

La bentonita tiene las propiedades de un cambiador de iones débil que podrá flocular en presencia de cationes Ca++, Mg++ y Fe+++ que son cambiados por el sodio y provocan una deshidratación de las hojitas. Este fenómeno es el que explica que las bentonitas cálcicas se hinchen menos que las sódicas.

Las soluciones concentradas presentan un comportamiento tixotrópico debido al embrollo de las hojitas.

Una vez introducida en la bebida la bentonita hinchada reaccionará con las proteínas cargadas positivamente o con ciertos cationes del medio que desplazaran el sodio y el agua. En competición con los cationes, las proteínas serán fijadas preferentemente por el hecho de sus numerosas cargas.

La bentonita puede ser empleada a dosis elevadas debido a que no queda en suspensión, por lo que es muy eficaz para depósitos muy voluminosos.

La bentonita no es tóxica ni alergénica, por lo menos por contacto y vÍa digestiva.

La bentonita normalmente se encuentra en forma de polvos de color gamuza, blancos o verdosos que se suspenden en el agua desionzada. También se encuentra como gránulos o sémolas obtenidos por humidificación, pasados por un filtro y secados.

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Jarabes simples, saturados

Debido a su predominio como vehículos de la solución, consideraremos algunas de las calidades especiales de jarabes. Un jarabe es una solución concentrada o casi saturada de sacarosa en agua. Un jarabe simple contiene solamente sacarosa y agua purificada (por ejemplo jarabe USP). Los jarabes que contienen las sustancias de sabor agradable se conocen como jarabes saborizantes (por ejemplo jarabe de cereza, jarabe de acacia, etc. ). Los jarabes medicinales son aquéllos a los que se les han agregado compuestos terapéuticos ( por ejemplo jarabe de Guaifenesin).

El jarabe, USP contiene 850 g de sacarosa y 450 ml de agua en cada litro de jarabe. Aunque muy concentrada, la solución no es saturada. Dado que 1 g de sacarosa se disuelve en 0.5 ml de agua, sólo 425 ml de agua serían suficientes para disolver 850 g de sacarosa. Este leve exceso de agua realza la estabilidad del jarabe sobre una gama de temperaturas, permitiendo la conservación en cámara frigorífica sin la cristalización.

La alta solubilidad de la sacarosa indica un alto grado de hidratación o de puentes de hidrógeno entre la sacarosa y el agua. Esta asociación limita la asociación posterior entre el agua y los solutos adicionales. Por lo tanto, los jarabes tienen un poder solvente menor y esto puede ser un problema.

PRESERVACIÓN DE JARABES
El jarabe USP se encuentra protegido contra la contaminación bacteriana en virtud de su alta concentración del soluto. Sin embargo, jarabes más diluidos constituyen buenos medios para el crecimiento microbiano y requieren la adición de conservadores. Los jarabes industriales formulados contienen a menudo ingredientes para mejorar la solubilidad, estabilidad, gusto o aspecto y que también contribuyan a la preservación del producto. Es necesario, de un punto de vista económico, considerar la aditividad de los efectos conservadores de ingredientes tales como el alcohol, la glicerina, el propilenglicol y otros sólidos disueltos. El jarabe USP, teniendo una gravedad específica de 1.313 y una concentración de 85% w/v es una solución al 65% w/w. Este 65% en peso es la cantidad mínima de sacarosa que preservará el jarabe neutral. Si uno desea formular un jarabe que contenga menos sacarosa, la cantidad de alcohol u otros conservadores, puede ser estimado considerando el equivalente en jarabe USP y el equivalente en agua libre. Se puede asumir que el agua libre es preservada por 18% de alcohol.

Para calcular el equivalente de agua libre, el volumen ocupado por la sacarosa, el volumen preservado por la sacarosa y el volumen ocupado y/o preservado por otros añadidos, se deben restar del volumen total de la preparación. En jarabe USP, 850 g de sacarosa ocupan un volumen aparente de 550 ml; por lo tanto cada gramo de sacarosa ocupa 550/850 ó bien 0.647 ml. Si 850 g de sacarosa preservan 450 ml de agua, entonces cada gramo de sacarosa preserva 450/850 = 0.53 ml de agua.

Ejercicio:

¿Cuánto alcohol USP se requiere para preservar 1L de jarabe que contiene 500 g de sacarosa?
Volumen preservado por la sacarosa = 500 g x 0.53 ml/g = 265 ml
Volumen ocupado por la sucrose = 500 g x 0.647 ml/g = 324 ml
Equivalente de agua libre = 1000 ml - 265 ml - 324 ml = 411 ml
Volumen de alcohol requerido para preservar el producto: 411 ml x 18% = 74 ml
74 ml de alcohol absoluto ÷ 95% = 78 ml de alcohol USP
Si existen otros sólidos disueltos, se sustrae su volumen (normalmente estimado) del volumen de agua libre. Si hay glicerina presente, su volumen preserva un volumen igual de agua libre. El propilenglicol se considera equivalente al etanol.

PREPARACIÓN DE JARABES
Los jarabes se deben preparar cuidadosamente en equipo limpio para prevenir contaminaciones. Se pueden utilizar tres métodos para preparar jarabes :

· Disolución con calor
· Agitación sin calor
· Percolado

Aunque el método caliente es el más rápido, no es aplicable a jarabes cuyos ingredientes son termolábiles o volátiles. Cuando se emplea calor, la temperatura debe ser controlada cuidadosamente para evitar la descomposición y el oscurecimiento del jarabe (caramelización).

Los jarabes pueden ser preparados con otros azúcares, no sólo con sacarosa (glucosa, fructosa), con polioles no provenientes de azúcares (sorbitol, glicerina, propilenglicol y manitol), o con edulcorantes artificiales no nutritivos (aspartame, sacarina) que se utilizan cuando se requiere una reducción en el contenido calórico o glucogénico, por ejemplo en el caso de enfermos de diabéticos. Los Endulzantes no nutritivos no imparten la viscosidad característica de los jarabes por lo que requieren de la adición de otros ingredientes como metilcelulosa para ajustar la viscosidad. A pesar de que los polioles son menos dulces que la sacarosa, tienen la ventaja de proveer una viscosidad favorable y reducen las probabilidades de que la tapa del frasco de jarabe se “trabe” (cosa que ocurre al cristalizarse la sacarosa) y en algunos casos actúan como co-solventes y conservadores. Existe una solución comercial de sorbitol al 70% que se usa principalmente como vehículo.