Studiebot antwoord

Vraag gesteld door: gebruiker989 - 3 maanden geleden

Maak een oefenexamen van de volgende tekst: Model voor gelering
Het verschil tussen geleermiddelen en bind- en verdikkingsmiddelen is dat geleermiddelen reeds in kleine concentraties een vast netwerk kunnen vormen. Om dit netwerk te maken worden verbindingen gemaakt tussen de verschillende moleculen.
In dit model beelden de groene lijnen de moleculen af. Je ziet dat er steeds meer verbindingen gevormd worden tussen de moleculen. Er blijft wel steeds ruimte bestaan tussen de moleculen omdat ook andere ingredinten van het product zoals water in het netwerk gevangen moeten worden.
Indeling gelering
3D-netwerk gevormd door:
Jam:
Pectine
Gekookt ei:
Eiwitten
Yoghurt:
Eiwitten
Tomatenketchup:
Stapeling tomaten pulp deeltjes
3D-netwerk gevormd door:
Binding tussen lange ketens:
Waterstofbruggen; vb koolhydraten, gelatine. Jam kan hierdoor gevormd worden.
Zwavelbruggen S-S; vb eiwitten. Kan ontstaaan door verhitting bijv. Bij een hardgekookt ei en bij het kneden van brooddeegvorming glutennetwerk.
Ionbinding; vb eiwitten, koolhydraten Stapeling deeltjes:
Pulp deeltjes; vb appelmoes of ketchup
Vet deeltjes; vb mayonaisede vetbolletjes zijn zo dicht op elkaar gestapeld dat de
viscositeit van het product uiteindelijk vast word.
Verstrengeling ketens
Het netwerk kan gemaakt worden door verschillende verbindingen.
- Indien er veel OH-groepen of NH-groepen aanwezig zijn kunnen waterstofbruggen gevormd
worden
- Indien er ladingen aanwezig zijn op een molecule zoals bijvoorbeeld bij pectine (negatieve
lading op de zuurgroep afhankelijk van pH), kan er aantrekking ontstaan door toevoeging van
ionen (bij pectine toevoeging van calcium, positieve lading)
- Indien de ketens erg lang zijn, kunnen ze in elkaar verstrengeld raken (vergelijkbaar met het
touw van een bol wol dat helemaal in de knoop komt te zitten)

- Eiwitten kunnen ook zwavelbruggen vormen. Dit zijn verbindingen tussen twee SH- groepen.
Het aantal verbindingen dat gemaakt wordt tussen de moleculen bepaalt mee de stevigheid van het netwerk. Worden er veel verbindingen gemaakt dan ontstaat een stevig en stug netwerk. Zijn er minder verbindingen dan ontstaat een meer flexibel netwerk.
Vervorming gel door:
Druk: vb smeren van jam, schudden ketchup; de gelstructuur gaat verloren waardoor de
ketchup gaat stromen. Door het schudden breng je een kracht, druk op het netwerk.
Tijd: vb toetje synerese; moleculen in een product kunnen blijven bewegen waardoor
steeds meer verbindingen gemaakt kunnen worden over tijd. Een nadeel hiervan is dat er
synerese (uittredend water) kan ontstaan.
Temperatuur: vb gelatine; Door een bavarois (gel gemaakt op basis van gelatine) bij hoge
temperatuur te bewaren, zal de bavarois gaan wegsmelten.
Overzicht geleermiddelen
Gelatine Plantaardig;
Pectine
Agar-agar
Alginaten
Carrageen
bovenstaande kunnen in lage concentraties een vast 3D-netwerk maken.
Maar ook bij hoge concentratie zetmeel ontstaat een gel
Pectine (geleermiddel, verdikkingsmiddel, stabilisator)
Pectine wordt het meest gebruikt in jam, maar vind je ook terug in snoepjes (tum-tum), turks fruit en als stabilisator in drinkyoghurt
In snoep zorgt pectine voor een korte structuur. Denk aan turks fruit dat je makkelijk kan doorbijten
Pectine algemeen
Structuurelement in plant; het is de lijm die de plantcellen bij
elkaar houdt. Het pectinegehalte varieert tussen verschillende
planten.
Het is een onvertakt polymeer
Gewonnen uit resten sap-industrie (appelschillen en citrusschillen hoog gehalte aan
pectine) de schillen hebben een hoger pectine gehalte dan een aardappel of een tomaat.
Koolhydraat opgebouwd uit galacturonzuur
Ketenlengte: 200 500 monomeren (grote variatie)
Pectinegel: relatief korte structuur
Functionele groepen; Kan goed waterstofbruggen door de OH-groepen & Daarnaast heeft
pectine ook zuurgroepen (COOH groepen). Deze zuurgroepen kunnen veresterd zijn, dan is er een CH3 groep aanwezig (COOCH3 groep)

Pectine structuur
Gevoelig voor pH (bij hoge pH negatieve lading)


Methylgroep: bepaalt of pectine LM of HM is (low = weinig < 50%; high = veel > 50%)
PH= een maat voor het aantal + wat aanwezig is in een oplossing.
De COOH groep is gevoelig voor pH. Bij een lage pH zijn heel veel H+ ionen aanwezig. Hierdoor komt de groep voor als COOH groep. Bij een stijging van de pH zijn steeds minder H+ ionen beschikbaar. Vanaf pH 3,5 is zon sterk tekort van H+ ionen dat er steeds meer Htjes verdwijnen uit de COOH groep. De COOH groep wordt omgezet tot COO- groep. Er komt een negatieve lading op de groep. Er ontstaat afstoting tussen de pectine ketens.
De COOH groep kan veresterd zijn. Dan ontstaat een COOCH3 groep. Deze groep is niet gevoelig voor pH, er kunnen geen Htjes weggaan er kan geen lading op komen.
Elk monosacharide in de keten heeft een COOH groep. Deze groep kan voorkomen als COOH of als COOCH3. De verhouding COOH/COOCH3 bepaalt het soort pectine. Is meer dan de helft van de groepen een COOCH3 groep, dan is het een hoogveresterd pectine (high methoxy pectin = HM pectine).
Is minder dan de helft van de groepen een COOCH3 groep, dan is het een laagveresterd pectine (low methoxy pectin = LM pectine)
Wat is veresterd precies?
Snap de veresteringsgraad niet
Hoogveresterd pectine
Veel methyl groepen (COOCH3) weinig COOH groepen die lading kunnen krijgen
Gelvorming door:
Waterstofbruggen; word gevormd door de OH en COOH groepen. Tussen de pectine ketens. In het plaatje stellen de lange oranje ketens de
pectineketens voor en de streepjes tussen de ketens zijn
waterstofbruggen.
Figuur 4.1 structuurformule van polygalacturonzuur met twee methox
Men maakt onderscheid tussen zogenaamde hoogveresterde (>50 % terde pectines (< 50% veresterd). De aanwezige rgroepen ijn p ge pH (d.i. > 3,5) COO- aanwezig is waardoor een negatieve lading is.
Hoogveresterde pectines (E440a)
Figuur 4.2: model gelering hoogveresterde pectine: hydrofobe bindin 11
en niet met water.
Hydrofobe interacties; een CH3 groep is een apolaire, hydrofobe groep. Wanneer deze groepen elkaar aantrekken spreek je over hydrofobe interacties= de CH3 groepen keren zich naar elkaar toe, weg van het water.
Gelvorming bij afkoelen na verhitting; hierij gaat alle pectine in oplossing. Voorwaarden voor gelering:
minstens 60% suiker (waterbinding); toevoeging van suiker is
nodig om het water te binden zodat pectine verbindingen aangaat tussen de ketens
pH < 3,5 (lading zuurgroepen); bij een hogere PH zijn teveel nega
e
n
n aanwezigt op de COO- groepen. Er is een tekort aan H+. Door de negatieve lading op
de pectine ontstaat er afstoting tussen de ketens waardoor geen waterstofbruggen
meer gevormd kunnen worden.
Gel is gevoelig voor synerese; De pectinemoleculen blijven tijdens bewaring in beweging. Waterstofbruggen worden verbroken en weer opnieuw gevormd. Ketens komen steeds dichter tegen
Hoogveresterde pectine (HM = High Methylated) geleert in een milie bevat en waarvan de pH lager is dan 3,5. Zie figuur 4.2 voor een mo
(Herbstreith & Fox )
De suiker zorgt aw verlaging en dehydratatie van de pectinemolecule binding met elkaar aan te gaan. De lage pH zorgt ervoor dat pectine lading dragen waardoor afstoting zou kunnen optreden. De suikerco
of
m
e
e
ru
itw
is
se
lb
a
ar
.J
ek
unt de suikerconcentratie verlagen mits je
t
i
v
e
l
hiervoor figuur 4.3.
a
d
i
g
e
11 Herbreih & Fo. Brochre The peciali for Pecin
H
u d
n m n

elkaar te liggen en er worden steeds meer waterstofbruggen tussen de ketens gevormd (zelfde verhaal als bij retrogradatie van zetmeel). Doordat er steeds meer verbindingen tussen de ketens gevormd worden, wordt water minder gebonden en ontstaat synerese.
Niet thermoreversibel; Een gel gemaakt door hoogveresterd pectine is niet thermoreversibel. Je kan de gel niet opnieuw verwarmen
Laagveresterd pectine
Weinig methyl groepen veel COOH groepen die lading kunnen krijgen; deze negatieve ladingen die ontstaan bij een PH hoger dan 3,5 kunnen gebruikt worden om een netwerk te vormen.
Gelvorming door:
Aantrekking van tegengestelde ladingen; door toevoeging van postieve ladingen in de vorm van calcium ontstaat er een aanttrekking tussen de negatief geladen pectine en de positieve geladen calcium.
vorming van egg-box (eierdoos) structuur; dit onstaat doordat de pectine ketens zich om de het calcium heen vouwen. Het calcium is de eieren en de pectine is de doos.
Gelvorming bij afkoeling na verhitting; ook deze gel kan pas gevormd worden na verhitting. Voorwaarden voor deze gelvorm:
Toevoeging van Ca2+; er moet een positieve lading toegevoegd worden om deze gel te kunnen vormen. Vaak wordt hier dus calcium bij gebruikt.
pH > 3,5; moet voldoende hoog zijn want enkel bij hoge PH ontstaan de negatieve ladingen op de pectine ketens doordat er te weinig H+ zijn en er dus COO- groepen ontstaan.
Mogelijkheden bij deze vorm van gelering:
Suiker-vrij mogelijk; omdat er geen waterstofbruggen gevormd kunnen worden, het
water kan dus ook niet in de weg zitten. Het water moet niet gebonden worden . Thermoreversibel; na opwarmen en vervolgens weer afkoelen wordt weer een gel gevormd.
Let op! Laagveresterd pectine kan ook een gel vormen bij pH <3,5 maar dan volgens het principe van hoogveresterd pectine; Dan is er geen lading, maar zijn er wel nog steeds OH en COOH groepen waardoor een netwerk gevormd kan worden door waterstofbrugvorming. Dan moet wel suiker toegevoegd worden zoals dat ook het geval is bij hoogveresterd pectine.
Pectine gelering Pectine/suiker/zuur gel
pH2,83,5
suiker minimaal 60 %
HM pectine (>50% veresterd)
Calcium-pectinaat gel
pH3,5-5,5
suikergehalte laag
LM pectine (<50% veresterd)
Calcium: 20 100 mg / g pectine

Aan de linkerkant van het plaatje wordt de gelvorming met LM pectine beschreven.
De COOH groepen worden negatief geladen. Door toevoeging van Calcium2+ ontstaat aantrekking
Aan de rechterkant van het plaatje wordt de gelvorming met HM pectine beschreven.
Is de pH te hoog dan zijn er negatieve ladingen op de ketens waardoor afstoting ontstaat.
De COOCH3 groepen trekken elkaar aan met hydrofobe interacties (op de figuur staat een foutje ook het linker molecule moet COOCH3 zijn, de C ontbreekt)
Er worden waterstofbruggen gevormd
Er kan alleen een gel gevormd worden wanneer het water gebonden is (plaatje helemaal onderaan waarbij de zeshoekjes pectine voorstellen)
Pectine gelsterkte
Zowel hoog als laagveresterd pectine kunnen bij pH <3,5 een gel vormen. Deze gel ontstaat door waterstofbrug vorming.
Enkel laagveresterd pectine kan ook een gel vormen tussen pH 3,5 en 5,5, bij deze pH is LM pectine negatief geladen, door toevoeging van calcium ontstaat een gel.
HM pectine kan bij pH hoger dan 3,5 geen gel vormen. Er zijn te weinig COOH groepen die negatief geladen kunnen worden om een netwerk mee te vormen.
Hoogveresterd pectine gelsterkte
Veresteringsgraad bij HM pectine
Des te hoger de veresteringsgraad des te meer COOCH3 groepen.
Dus maar weinig COOH groepen die negatief geladen kunnen worden. COOCH3 groepen zijn niet gevoelig voor pH
Des te hoger de veresteringsgraad minder gevoelig voor pH
Gelvorming mogelijk bij hogere pH
%V= percentage veresterd
Is een pectine 75% veresterd dan zijn er nog maar weinig COOH groepen die negatief geladen kunnen worden. Bij een stijgende pH komt er dus minder snel veel lading op de ketens waardoor minder snel afstoting optreedt en bij hogere pH nog gelvorming mogelijk is. Is een pectine 55% veresterd dan zijn er nog erg veel COOH groepen die negatief geladen kunnen worden. Dit pectine is gevoeliger voor pH en kan enkel bij lagere pH een netwerk vormen.
Veresteringsgraad bij HM pectine
Des te hoger de veresteringsgraad des te meer COOCH3 groepen
COOCH3 groepen vormen hydrofobe interacties
Des te lager de veresteringsgraad des te meer COOH groepen
COOH groepen vormen waterstofbruggen
Waterstofbruggen geven een sterkere aantrekking dan hydrofobe interacties De sterkere aantrekking leidt tot een hogere gelsterkte
Is een pectine 75% veresterd dan zijn er veel COOCH3 groepen die hydrofobe interacties vormen Is een pectine 55% veresterd dan worden er meer waterstofbruggen gevormd
Deze bovenstaande nog even goed doornemen.

Andere factoren die de gelsterkte benvloeden:
pH
Beneden bepaalde pH neemt gelsterkte niet meer toe, maar ook boven een bepaalde PH kan je geen gel meer vormen.
Molmassa
Molmassa gelsterkte
De molmassa geeft aan hoe groot het molecule is. Des te groter het molecule is, des te meer verbindingen aangegaan kunnen worden tussen de moleculen. Dit leidt tot een hogere gelsterkte
Pectine geleertemperatuur Afhankelijk van:
Veresteringsgraad
60 65 % (slow set)
65 70 % (medium set)
70 75 % (rapid set); dit wordt zo genoemd omdat het
bij afkoelen reeds bij hoge temperatuur een gel gaat vormen. De rode curve vormt bij PH 3 reeds een gel bij 90C.
pH; Hoogveresterd pectine met 75%V heeft veel COOCH3 groepen en is daardoor minder gevoelig voor pH. De ph beinvloedt de snelheid van geleren en de geleertemperatuur.
Afkoelsnelheid; Na het koken moet het mengsel slechts 10 graden afkoelen voordat het stevig wordt. Dit is erg snel. Deze toepassing wordt gebruikt bij bijvoorbeeld de productie van jam met stukjes. Doordat de jam snel stevig wordt, kunnen de stukjes niet gaan bovendrijven. De geleertemperatuur wordt ook beinvloed door de afkoelsnelheid. De moleculen moeten de tijd krijgen om zich te ordenen ten opzichte van elkaar en verbindingen aangaan. Wordt het mengsel erg snel gekoeld dan zal mogelijks pas bij lagere temperatuur een gel gevormd worden omdat de moleculen de tijd moeten krijgen om verbindingen aan te gaan.
Je kan zien dat de rode curve nog een gel kan vormen bij hogere pH dan de blauwe curve.
Je ziet in de grafiek dat de rode curve bij pH 3 al een gel vormt bij 90C. Bij pH 3,4 wordt pas een gel gevormd bij 50C!
Overige geleermiddelen
Alginaten
Agar-agar
Carrageen

Alginaten (E400 E404)
Geleermiddel verdikkingsmiddel stabilisator emulgator: Vlees- en visproducten afdekgelei
Bakkerijproducten
Uit celwand van bruinwieren:
Lage pH (er is een COOH groep aanwezig) alginezuurHoge pH: alginaat (Na+ of Ca2+)
Lange ketens
Ziltige smaak; nadeel
Stevige gel met Na+, K+ of Ca2+ (smeltpunt > 100 C)
Polymeer van mannuronzuur en guluronzuur, heeft verschillende toepassingen zoals bv artificiele kersen. Kersen worden gepureerd en het sap wordt gemengd met alginaat. Dit wordt gedruppeld in een Ca2+ oplossing waardoor aan de buitenkant een stevige gel wordt gevormd. De binnenkant blijft zacht omdat hier minder Ca2+ komt.
Alginaat gelstructuur
Agar-agar (E406) en Carrageen (E407)
Egg-box structuur zoals LM pectine; komt doordat de ketens negatief geladen zijn en positief geladen calcium wordt toegevoegd.
In celwand van roodwieren:
Polysachariden van galactose
Vorming helices; dat doen beide moleculen. Helices= twee ketens wentelen om
elkaar heen in een spiraal vorm.
Agar-agar Weinig lading
Gelering door verdere verknoping; helices vormen de knooppunten tussen verschillende ketens.
Carrageen; hierbij is een negatieve lading aanwezig. Door toevoeging van positieve ionen zoals calcium kan een stevig netwerk gevormd worden.
SO3-
Gelering met K+ of Ca2+
Agar-agar (E406)
Vervanging van gelatine
Gelvorming
Smelt bij 90-95 C; het smelt niet weg in de mond, dat is bij gelatine wel zo.
Gelering bij afkoeling 30-40 C vorming helices
Kan een erg stevige gelstructuur vormen, er zijn veel lagere concentraties nodig dan
gelatine om een vergelijkbare gelsterkte te verkrijgen.
Naast geleermiddel wordt het ook toegepast als verdikkings, bindmiddel en stabilisator. In glazuur kan het gebruikt worden om water te binden zodat het glazuur niet aan de verpakking kleeft. Het kan er ook voor zorgen dat het glazuur niet gaat uitkristalliseren.

Thermoreversibel
Gevoelig voor synerese
Kruimelige structuur; kruimelig mondgevoel.
Carrageen (E407)
Toepassing: bind-, verdikkings-, geleermiddel of stabilisator
Vervanger van gelatine voor veganisten
3 types verschillende eigenschappen (het verschil heeft te maken met de negatieve
ladingen)
-Lambda-carrageen heeft per disacharide drie SO3- groepen -Iota-karrageen heeft er twee
-Kappa-carrageen heeft er slechts eentje.
Allemaal polysachariden en hebben monosachariden, maar de lading verschilt.
Lamda carrageen
Geleert niet, word enkel gebruikt als stabilisator
Toepassing: dressings, mondgevoel zuivel
water, kruidenazijn (azijn, kruidenextract),
suiker, zout, verdikkingsmiddel (E407, E415), rode paprika 0,4%, conserveermiddel E202, knoflookpoeder, peper, tijm, peterselie.
Iota carrageen
Elastische gel met Ca2+
Kappa carrageen
Meest toegepast
Snijdbare gel
Vorming helices in combinatie met ionen (kalium K+) sterke gel
Toepassing: chocolademelk; maar ook in andere zuivelproducten
Gelvorming met calcium (calcium als positieve deeltjes) Voorkomt uitzakken cacaodeeltjes; stabilisator.
Net als LM pectine en alginaat kunnen ook carragenen een gel vormen met positieve ionen.
eigenschappen van verschillende carragenen overzicht.

Synergisme: beiden moleculen versterken elkaar werking. Door de combinatie van beide moleculen kan in lage concentraties (als je ze apart gebruikt moet je hogere concentraties) reeds een stevig netwerk gevormd worden. Hebben dan een verdikkend effect op producten.. De oefenexamen moet geschreven zijn in de Nederlandse taal. Onderin staan de antwoorden. Het aantal vragen dat het oefenexamen moet bevatten is onbeperkt.

Antwoord rapporteren