Agenţii de îngroşare sunt hidrocoloizi din grupul polizaharidelor şi proteinelor care, adăugaţi în aliment, se dispersează şi/sau dizolvă în mediul apos, controlând textura acestuia prin formarea de soluţii vâscoase şi/sau geluri.

Hidrocoloizii au un rol complex. Ei sunt utilizaţi în industria alimentară, în principal, pentru corectarea texturii alimentelor prin creşterea consistenţei acestora dar, în mod secundar, aceste substanţe contribuie şi la: stabilizarea emulsiilor şi a suspensiilor, formarea de filme la suprafaţa unor alimente, controlul eliberării aromelor, controlul procesului de spumare şi nu în ultimul rând, unii dintre aceştia, sunt folosiţi ca fibre alimentare în cadrul dietelor hipocalorice.

Caracteristicile generale ale hidrocoloizilor

Capacitatea de îngroşare

Adăugarea hidrocoloizilor în alimente reduce mobilitatea apei din sistem şi induce creşterea vâscozităţii acestora datorită dimensiunilor moleculare mari, configuraţiei specifice, sarcinilor electrice şi a posibilităţii de a forma legături intra şi intermoleculare.
Vâscozitatea soluţiei formate depinde de mai mulţi factori: caracteristicile substanţei (dimensiunea şi forma moleculei, distribuţia sarcinilor electrice etc), temperatura soluţiei, rata de forfecare, timpul de forfecare, prezenţa în soluţie a unor substanţe ce pot acţiona antagonist sau sinergic.
Vâscozitatea soluţiilor în care se găsesc polizaharide cu sarcină electrică este dependentă de pH-ul soluţiei şi de concentraţia acesteia în electroliţi.
Majoritatea hidrocoloizilor folosiţi în industria alimentară manifestă un comportament pseudoplastic caracterizat prin variaţia vâscozităţii în funcţie intensitatea agitării soluţiei, o mică parte dintre aceştia fiind substanţe tixotrope, la care vâscozitatea soluţiei depinde de timpul de agitarea a soluţiilor.
În funcţie de tipul substanţei utilizate, temperatura, prin valoarea acesteia şi prin timpul de aplicare, influenţează negativ sau pozitiv vâscozitatea soluţiei. De regulă, vâscozitatea soluţiei scade odată cu creşterea temperaturii, dar există substanţe a căror soluţii se comportă diferit (metil-celuloza).Concentraţia hidrocoloidului în soluţie este un factor important care afectează vâscozitatea soluţiei. Vâscozitatea soluţiilor de polimer creşte progresiv până la o concentraţie critică, specifică pentru fiecare substanţă în parte, moment în care moleculele de polimer se aglomerează iar vâscozitatea soluţiilor variază independent de forţa de forfecare.
În prezenţa unor zaharuri, proteine, acizi ioni ai unor metale, comportamentul hidrocoloizilor în soluţie este modificat, vâscozitatea soluţiilor obţinute fiind mai mică sau mai mare, hidratarea coloizilor fiind afectată.
Pentru a se obţine efectul scontat în aliment, de cele mai multe ori, se folosesc amestecuri de coloizi care, prin efect sinergic, determină formarea de soluţii cu vâscozităţi mai mari decât în cazul folosirii fiecărui coloid separat.

Capacitatea de gelifiere
În anumite condiţii, în soluţiile de hidrocoloizi se produc asocieri intermoleculare prin care zone ale lanţurilor de polimeri se cuplează formând zone de joncţiune, ce conduc la formarea de reţele tridimensionale de tipul gelurilor. Gelurile formate de hidrocoloizi sunt considerate „geluri fizice” deoarece zonele de joncţiune sunt consecinţa unor interacţiuni fizice consolidate prin legături de hidrogen, asocieri hidrofobe, legături mediate de cationi etc., fiind diferite de gelurile polimerice sintetice, stabilizate prin legături puternice de tip covalent.
Unii hidrocoloizi (gelatina, agar-agarul) formează geluri termo-reversibile gelificarea fiind indusă de încălzirea sau răcirea soluţiilor, iar alţi hidrocoloizi (alginaţii)formează geluri termo-ireversibile (în cazul acestora zonele de joncţiune apar prin intervenţia unor cationi bivalenţi).
Gelificarea este dependentă de concentraţia hidrocoloizilor în soluţie, fenomenul
producându-se la o anumită concentraţie „critică” specifică fiecărei substanţe. Creşterea concentraţiei peste această valoare va determina o creştere a rigidităţii gelului. Creşterea rigidităţii gelurilor este acompaniată de apariţia fenomenului de „sinereză”, ca urmare a creşterii gradului de agregare a lanţurilor polimerice. Fenomenul este nedorit şi se previne prin adăugarea în soluţii a unor hidrocoloizi care nu gelifică dar cresc vâscozitatea soluţiilor.

Capacitatea de a forma filme şi capacitatea de emulsionare
Formarea de filme este consecinţa relaxării legăturilor dintre molecule, ca urmare a forfecării şi a extinderii moleculelor flexibile pe direcţia de curgere. Formarea de filme la interfaţa dintre două faze ale unei emulsii conduce la reducerea tensiunii dintre cele două faze şi la stabilizarea emulsiilor. Efectul stabilizator în cazul emulsiilor ulei în apă se manifestă şica urmare a creşterii vâscozităţii fazei apoase, exercitându-se un efect mecanic prin care se reduce mult posibilitatea de contact dintre picăturile de ulei dispersate.
Capacitatea de stabilizare şi capacitatea de floculare
Gumele hidrofile, prin capacitatea lor de a lega moleculele de apă, reduc efectul negativ al congelării asupra unor produse alimentare. Astfel, în îngheţată se reduce cantitatea de apă expusă îngheţului iar cristalele de gheaţă formate sunt mici, textura produsului fiind fină, apreciată de consumatori. Fenomenul prezintă importanţă şi în cazul produselor alimentare care conţin cantităţi mari de zahăr prevenindu-se recristalizarea sub formă de cristale mari de zahăr.
Hidrocoloizii se utilizează în industria alimentară şi pentru a se stabiliza unele sisteme disperse instabile datorită predispoziţiei la agregare şi floculare: Gumele previn floculare prin creşterea încărcăturii electrice de la suprafaţa particulelor dispersate (carboxi-metil-celuloza în dispersiile proteice), prin efecte de tip steric, consecinţă a particularităţilor structurale ale gumelor (alginaţii şi pectinele) şi prin creşterea vâscozităţii sistemelor disperse.
 
Hidrocolozii – fibre alimentare
Creşterea cererii de alimente cu un conţinut redus de grăsimi şi în acelaşi timp cu un conţinut ridicat de fibre a condus la utilizarea unor cantităţi mari de hidrocoloizi în dietele hipocalorice. Folosirea hidrocoloizilor în acest scop este argumentată de o serie de caracteristici benefice pentru consumator: sunt rezistenţi la acţiunea enzimelor digestive din stomac şi intestinul subţire al omului; sunt descompuşi prin fermentaţie în intestinul gros iar prin produşii rezultaţi stimulează microorganismele benefice (bifidobacteriile) şi le inhibă pe cele dăunătoare (clostridienii); controlează aportul prin dietă a unor nutrienţi care pot produce efecte nedorite consumatorului când sunt în exces (lipide şi glucide) şi nu în ultimul rând unii hidrocoloizi reduc nivelul colesterolului din sânge.

Clasificarea hidrocoloizilor

Ce mai importantă clasificare a hidrocoloizilor folosiţi în industria alimentară ţine cont de originea acestora. După originea lor aceştia pot fi:
  • hidrocoloizi obţinuţi din vegetale (celuloza, guma de guar, guma karaya, guma tragacanth, guma ghatti, pectinele, amidonul, etc.)
  • hidrocoloizi obţinuţi din alge (agar-agar, caragenan, acidul alginic)
  • hidrocoloizi produşi de microorganisme (xantan, curdlan, gellan, celuloza)
  • hidrocoloizi obţinuţi din ţesuturi animale (gelatina, chitosanul)