Propiedades Funcionales de los lípidos:

Suavidad:

Palatabilidad, cremosidad.

(La palatabilidad es un término utilizado para describir el grado de agrado del perro o gato en cuanto al sabor, el olor y la textura de un alimento. Los fabricantes de alimentos para mascotas de primera calidad dedican mucho tiempo a realizar estudios alimentarios controlados para determinar la combinación correcta de ingredientes y las técnicas de procesamiento más adecuadas para producir un alimento nutritivo y apetitoso.)

Cuerpo:

El cuerpo está dado por la consistencia y la viscosidad. Antes, los Yogures dietéticos eran más líquidos. Ahora tienen espesantes para darles el cuerpo que pierden al sacarles la grasa.

Brillo:

En chocolates, manzanas y papas fritas. Las papas fritas pueden tener hasta un 40% de grasa!.

Medio de Transferencia del Calor:

El motivo de una cocción es hacer más digerible al alimento. Los lípidos tienen bajo calor específico, y logra subir mucho de temperatura. Por esto, las frituras se hacen más rápido y son más ricas. En general, se pierde menos valor nutricional porque los nutrientes son más sensibles a largo tiempo de cocción que a la alta temperatura. También se evita la disolución de nutrientes hidrosolubles. La desventaja es que parte del aceite se incorpora al alimento porque al evaporarse el agua, entra el aceite.

1

Flavor:

Los TAG no tienen sabores ni aromas propios, pero disuelven y retienen componentes que puedan dar flavor. Los precursores del flavor son la hidrólisis, la oxidación y las reacciones de Maillard. Los lípidos disuelven, transportan y retienen sustancias aromáticas.

Factores que afectan la liberación del flavor:

- Fenómeno de partición: Se define Pow=Co/Cw y Paw=Ca/Cw. A alta Pow, más se retiene del compuesto que da flavor en el lípido.

- Transporte de masa: En general, en los alimentos, la grasa está emulsionada. De ese modo el sabor y el olor va de la mano de transferencia de materia de las gotas a la fase acuosa y de la fase acuosa al aire. Va ha haber un transporte que depende del tamaño de las gotas y de la viscosidad de cada fase.

Como se ve, los compuestos que dan flavor duran más su efecto si son liposolubles. Las grasas pueden dar compuestos que den flavor por distintas reacciones (hidrólisis y oxidaciones).

Capacidad Emulsionante:

Las emulsiones son dispersiones de una fase líquida en otra inmiscible. Las mismas, son inestables termodinámicamente, y poseen alta área interfacial. Pueden ser orgánicas en agua o agua en orgánica. Los lípidos presentan estructuras anfipáticas, por lo que en la interfaz se ubican las zonas polares de los mismos. La tensión interfacial alta es la fuerza impulsora que lleva a que las emulsiones sean inestables termodinámicamente. Los agentes que ayudan a disminuir de alguna forma la tensión interfacial se llaman emulsionantes.

2

Los emulsionantes, son sustancias anfipáticas, y no todos sirven para cualquier dispersión. Para que sirva, la mayor parte de la molécula del emulsionante debe estar disuelta en la fase contínua. Algunos ejemplos son:

- Proteinas: Emulsiones O/W. La mayor parte de las proteínas es polar.

- Polisacáridos: No tienen afinidad con los lípidos, por lo que no se interponen en la interfase. Lo que sucede con estos es que aumentan la viscosidad del agua, por lo que estabilizan la emulsión O/W.

- Surfactantes de bajo peso molecular: Se usan para emulsiones O/W y W/O.

- Fosfolípidos: Estabilizan emulsiones en grasa láctea, y en huevo. Por eso se agrega grasa o huevos a algunos alimentos.

- MAG/DAG: Se obtienen por síntesis.

- Esteres de Poliglicerol.

- Esteres de sorbitol: Monoésteres de sorbitol (SPAN) o poliésteres de sorbitol (TWEEN)

- Jabones: Estearoil lactilato de sodio.

Buscar más de esto, es importante.

Se define el BHL (Balance Hidrofílico Lipofílico) como una magnitud que una idea del tipo de emulsión que puede estabilizar un cierto emulsionante. De ese modo, si BHL es 1 el emulsionante es no polar, y si es 20 es polar. Si un cierto emulsionante tiene un BHL entre 3 y 6, estabiliza emulsiones W/O, y si tiene un BHL entre 8 y 18 estabiliza emulsiones O/W. Los de BHL intermedio son malos emulsionantes.

En los emulsionantes el tipo de carga (positiva o negativa) no importa, pero si importa el pH, puesto que afecta la carga total del emulsionante.

Los emulsionantes catióncos se estabilizan a bajo pH, los aniónicos a alto pH, los anfotéricos a pHs altos o bajos pero no a pH neutro y los no iónicos a todo pH.

3

La mayonesa es una excepción. La proporción de fase dispersa es mayor que la contínua. Las gotas de aceite están muy cerca entre sí, y es más estable de lo esperado, sobre todo por los emulsionantes que tiene (huevo principalmente): fosfolípidos, colesterol y proteínas anfipáticas.

Plasticidad:

La consistencia de la grasa depende del porcentaje de grasa sólida y del tamaño y tipo de cristales. Algunas grasas se comportan como fluidos plásticos. Al aplicar una fuerza empiezan a fluir, pero sino no fluyen. Esto pasa cuando el porcentaje de grasa sólida se encuentra entre 15 y 25%, o cuando los cristales son β’ (fácil compresión, y retienen aire y líquido).

Del gráfico anterior, se ve que cuanto menor es la pendiente, mayor es el rango en que la grasa tiene comportamiento plástico. Los cristales beta no sirven porque no retienen grasa líquida, y de ese modo la grasas sólida se separa del resto. La pendiente de estos gráficos va de la mano de la composición glicerídica. Conforme es más homogénea, más empinada es la recta.

Propiedades de Cobertura:

Las coberturas (de chocolate por ejemplo), le dan textura y brillo a los alimentos. Además de esto, evitan el intercambio de agua con el medio ambiente. El perfil de IGS de grasa de cacao tiene alta pendiente, y funde completamente a 37ºC. Los sustitutos más económicos poseen distinto flavor y pierden brillo rápidamente.

Alteraciones de los lípidos por reacciones:

A- HIDRÓLISIS:

a. Por acción del calor: Sucede en frituras. La velocidad de hidrólisis se duplica al subir 10ºC la temperatura. Los ácidos grasos libres poseen bajo punto de humo (temperatura a la cual se descomponen), baja tensión superficial (se forma espuma y baja la calidad alimenticia. Adsorben más aceite y desde el punto de vista nutricional se forman productos tóxicos), y se oxidan más rápido que si estuvieran esterificados.

4

b. Enzimática: Se usan lipasas. Las mismas catalizan la hidrólisis de TAG a glicerol y ácidos grasos. Se produce en donde halla o hubo estructura celular o en fluidos biológicos (leche). Los ácidos grasos de cadena corta dan olor. La rancidez hidrolítica (manteca!!) se produce cuando hay AG de menos de 12 atomos de carbono. Las lipasas son activas en la interfase O/W. Este proceso sucede en leche, oleaginosas, cereales, frutos, etc. Las fosfolipasas hidrolizan fosfolípidos

B- Oxidación: Un cierto grado de oxidación es favorable porque contribuye al aroma y el sabor (Ej: carne y frituras). Los poliinsaturados se oxidan más rápidamente, y baja la calidad nutricional porque varios de ellos son esenciales.

a. No enzimática:

La autooxidación ocurre por la formación de radicales libres en la grasa. Es un proceso autocatalítico y que tiene como siempre etapas de iniciación, propagación y terminación:

Las insaturaciones se oxidan más rápidamente porque los radicales se estabilizan por resonancia. Las consecuencias de esto es que se corren las dobles ligaduras de los AG insaturados y se forman ácidos grasos conugados. Por otro lado, se producen isomerizaciones, por lo que aparecen AG trans.

Se define el índice de peróxido (IP) cómo los miliequivalentes de Oxígeno por cada Kg de grasa. En la descomposición de peróxidos se forman aldehídos y cetonas.

5

En la zona 1, no se forman peróxidos, suelen estar formándose radicales libres. En la zona dos, empiezan a aparecer los peróxidos que crecen exponencialmente en el tiempo, pero luego vuelven a caer en la zona 3 porque reaccionan y se consumen.

La oxidación también puede ser promovía por luz, llevando a la oxidación fotosensibilizada. Un fotosensibilizador captura y concentra energía luminosa, pasando a un estado excitado de mayor energía. Típicos fotosensibilizadores son la clorofila, la feofitina, riboflavina, mioglobina, hemoglobina, etc.

Los estados excitados de los sensibilizadores actúan sobre los lípidos oxidándolos. Hay dos mecanismos principales por los que se produce la oxidación (Tipo I y Tipo II):

La fotooxidación Tipo I es escencialmente idéntica a la autooxidación salvo porque es diferente la iniciación. En la fotooxidación Tipo II, el producto que se forma (peróxido) es el mismo pero el mecanismo es distinto que en la autooxidación. Un dato interesante es que el caroteno, como se ve en la última ecuación, es un antioxidante y ahí se ve bien cómo actúa.

6

En cuanto a la descomposición de los hidroperóxidos formados, los productos son aldehídos, cetonas, alcoholes, ácidos, ésteres, lactonas, éteres, hidrocarburos y polímeros.

7

Factores que influyen en la velocidad de reacción:

i- Presión de O2. A mayor cantidad de oxígeno, más rápida es la reacción

ii- Energía radiante. La luz UV promueve la formación de radicales libres, y la luz visible promueve la fotooxidación.

iii- Temperatura. A mayor temperatura, mayor velocidad de reacción

iv- Área superficial. A mayor área, mayor contacto con el oxígeno.

v- Composición acídica. A mayor índice de iodo, mayor velocidad.

vi- Los AG cis se oxidan más fácilmente que los trans

vii- IA. Los ácidos grasos libres se oxidan más rápidamente. De ese modo, a mayor IA, mayor velocidad

viii- Metales peroxidantes. Co, Cu, Fe.

ix- Actividad de agua. Depende del alimento. En algunos esto no es una variable. Por ejemplo, en aceite, aw=0!. En zonas de alta actividad de agua, el agua va a disolver oxígeno y metales peroxidantes. La zona de deplesión es la zona de monocapa, en la cual se hidratan los metales pero no pueden movilizarse, y no se disuelve O2, por lo que no entra al alimento. A alta actividad de agua, el efecto de dilusión disminuye la velocidad.

Inhibición de la oxidación:

i. Exclusión del oxígeno, envasando al vacío o en atmósfera inerte.

ii. Almacenamiento a baja temperatura. Retarda la oxidación.

iii. Oscuridad. Usar envases oscuro al abrigo de la luz (aceites)

iv. Evitar contacto con metales peroxidantes. Usar acero inoxidable o barnices protectores.

v. Agregar antioxidantes. Para evitar la fotooxidación tipo II se usan carotenos, y para la autooxidación se usan compuestos que formen radicales libres más fácilmente que las gasas, como tocoferol, que eviten la propagación y que tienen un tiempo de vida útil. Los antioxidantes sólo sirven en la etapa de inciación y aumentan la vida útil del alimento, como se ve en la figura de más abajo. Los compuestos que forman complejos con metales se consideran antioxidantes secundarios.

8

vi. Inactivación de enzimas.

Bueno, y algunas consideraciones de cocina:

El punto de humo:

a. Disminuye al aumentar el IA

b. Disminuye al bajar el PM de los AG

c. Disminuye en presencia de residuos de alimentos.

d. Un punto de humo bajo indica que el aceite está muy alterado.

e. Al bajar el punto de humo baja la calidad de los productos fritos.

f. Mayor tendencia al pardeo

Para reutilizar aceites en frituras:

a. Aceite de buena calidad y estabilidad

b. Filtrado frecuentemente

c. Limpieza y vaciado del equipo

d. Frecuente análisis del aceite

e. Reemplazo cuando sea necesario

Durante la fritura…

a. El agua pasa al aceite y se evapora, por lo que disminuye el oxígeno disponible.

b. El alimento forma compuestos volátiles, aumenta el porcentaje de lípidos, y sucede pardeo.

Efecto de la oxidación sobre el valor nutritivo de los alimentos:

a. Disminuyes AG esenciales

9

b. Baja el VN de las proteínas (Maillard)

c. Baja la digestibilidad

d. Daño a membranas celulares

e. Desarrollo de placas en las paredes celulares.

b- Oxidación Enzimática:

La enzima es la lipooxigenasa. Tiene Fe3+ como grupo prostético. Solo oxida AG poliinsaturados.

Las característica principales son la especificidad del sustrato, selectividad, tiene un pH óptimo de trabajo, y es sensible al calor.

La velocidad de reacción de esta enzima aumenta a menor temperatura (es activa aún en freezer!). La energía de activación es baja (17 Kcal/mol). En alimentos que tengan estructuras celulares (vegetales) no se almacenan crudos sino que se les da un golpe de horno.

Los productos de la enzima son peróxidos. Los peróxidos son los que activan a la enzima, según su mecanismo.

Carne

La carne es la parte comestible de los músculos de animales bovinos, ovinos y porcinos. La carne es distinta al músculo, puesto que el músculo hace referencia a un animal vivo y se entiende por carne lo que “queda” luego de que el músculo sufra una serie de transformaciones que lo hacen comestible.

10

El músculo está compuesto por filamentos gruesos, que no son otra cosa que un apilamiento de fibras musculares (Figura 4), la cual a su vez es un apilamiento de miofibrillas. Las miofibrillas se pueden pensar como una repetición de sarcómeros, donde se entiende por sarcómero a la unidad contráctil del músculo. En el dibujo anterior sería desde la primer línea Z hasta la próxima. En el sarcómero tenemos fundamentalmente “dos bandas”: Banda I y Banda A. La banda A está conformada por filamentos gruesos y la banda I por filamentos finos. El último dibujo de la figura anterior muestra cómo las bandas están “interpenetradas”, y, como es de esperar, el proceso de contracción o relajación está asociado con la interpenetración de estas bandas. De ese modo, en una contracción las líneas Z se acercan, y en una relajación, las líneas Z se alejan. Un dato importante es que las bandas A están fijas, y son las bandas I las que penetran a las otras para producir la contracción.

El último dibujo muestra los miofilamentos, tanto de la banda A como de la I. La composición de los mismos no es idéntica para ambas bandas: Los miofilamentos de la banda I están formados por filamentos de actina y los de la banda A por filamentos de miosina.

11

La miosina está conformada por “dos zonas”: La miosina pesada y la liviana. Observar cómo de la miosina pesada se observa esas “ramificaciones” que están ahí para que los filamentos gruesos y delgados interactúen.

La miosina y la actina son insolubles en agua pero se solubilizan en soluciones salinas. Esto explica que se agregue sal para tiernizar la carne. El tejido conectivo es el 20% restante, y rodea al músculo. Esta formado fundamentalmente por colágeno y elastina, que son insolubles en agua y soluciones salinas, pero se solubilizan en agua caliente. (Por esto al cocinar la carne la misma se tierniza). El colágeno es una triple hélice con puentes disulfuro que se rompen al calentar.

La carne está compuesta aproximadamente por un 75% de agua, un 20% de proteínas, un 4-50% de grasa (muy variable), y un 1% de cenizas. Hay muy baja proporción de HdC, y un porcentaje muy variable de glucógeno dependiendo de la actividad del músculo. Puede llegar a haber 1%. También hay baja cantidad de ácido láctico.

La actividad de agua es alta (0,98), lo cual se explica teniendo en cuenta que prácticamente no hay sustancias que liguen agua. Esto genera que la carne sea muy susceptible de ser contaminada por microorganismos. La carne tiende a perder agua con facilidad. Esto influye en la terneza, que disminuye conforme se pierde agua.

Las proteínas presentes en carne se pueden dividir en tres grandes grupos:

i. Sarcoplasmáticas (solubles en agua): 30% del total de proteínas. Son globulinas, enzimas de la glucólisis y mioglobinas.

ii. Contráctiles (solubles en soluciones salinas): Son el 50% del total. Intervienen en el mecanismo de relajación y contracción muscular (miosina, actina, etc)

iii. Conectivas (solubles al calentar): Son el 20% restante. Principalmente colágeno y elastina.

Las características nutricionales de la carne son:

a- Buena fuente de vitaminas

b- Alto contenido nutricional

c- Alto porcentaje de aminoácidos esenciales.

12

d- Fuente de minerales importantes (Fe, Zn, Ca)

e- Buena fuente de hierro. Su biodisponibilidad es mayor en carnes que en vegetales.

La grasa que pueda poseer la carne es de dos tipos: Grasa celular (Composición de membranas. Rica en AG insaturados, y en baja concentración) y grasa del tejido adiposo (con alto contenido de AG saturados)

El porcentaje de grasa en la carne de vaca es variable dependiendo del tipo de músculo. El ácido graso predominante es el oleico (40%), y el resto son saturados. En cerdos, hay aproximadamente un 10% de linoleico, y en pescado abundan los ácidos grasos insaturados. Esto se debe a que los peces viven a baja temperatura en el agua y si los ácidos grasos fueran saturados entonces las grasas precipitarían!.

La carne posee además aminas como lisina, carnitina y putrescina. Dichas aminas se miden en el ensayo de NBV y influyen en el aroma de la carne. Las mismas se generan por descarboxilación de aminoácidos y aumentan en concentración por acción microbiana.

En cuanto a vitaminas, el hígado es muy rico en todas las vitaminas.

Proceso de Contracción-Relajación

La contracción y relajación está dada por la interacción de la actina de los filamentos delgados con la miosina de los filamentos gruesos. Los miofilamentos de actina son polímeros de G actina que también poseen agregados de “tropomiosina” y “troponina”. Estos compuestos tienen actividad regulatoria e impiden que la actina interactúa con la miosina. Si aumenta la concentración de calcio, ahora estas unidades regulatorias permiten la interacción y el músculo se contrae:

AM AMCa2+

ATP-Mg2+

relajado contraido

+

Si está relajado, no hay Calcio en el citoplasma (está dentro del retículo sarcoplasmático). Par que haya contracción, ocurre primero la aparición de un impulso nervioso que produce la liberación de calcio al citoplasma. El calcio ejerce un efecto activador de la ATPasa, que transforma ATP en Pi y libera energía (necesaria para la contracción!). Se une a la troponina, que cambia la conformación del filamento delgado e impide que la troponina siga interactuando con la actina, y la actina queda libre de interactuar con la miosina.

La contracción sigue hasta que cese el impulso nervioso. Ahí el calcio vuelve al retículo sarcoplasmático. Queda libre la troponina que vuelve a interactuar con la actina. Para sacar el calcio del citoplasma hay una bomba (no es espontáneo) que necesita ATP, por lo que la relajación necesita energía.

Muerte del Animal:

Ni bien el animal muere, las reacciones tienden a seguir ocurriendo como pueden pero sin regulación. No hay circulación de sangre, no hay renovación de sustratos y no hay oxígeno. Esto genera que se acumule ácido láctico (no se puede entrar a Krebs) y disminuya el pH hasta 5,3. En este punto, se inhiben las enzimas de la glucólisis, y esto incide en la calidad de la carne

13

(sensorial y biológica). La disminución del pH tiene que ocurrir de manera lenta, a medida que se pierde la temperatura corporal. Si no, hay desnaturalización de proteínas, que incide en la terneza. Esto depende también de la concentración de glucógeno, por lo que es importante el estrés y la alimentación del animal.

En aerobiosis, se generan 30 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. En aerobiosis estas cantidades disminuyen drásticamente, por lo que no se puede bombear el calcio para inducir la relajación. Esto justifica la famosa “rigidez cadavérica”. A pH de rigidez cadavérica se rompen las membranas de los lisosomas, por lo que se liberan proteasas que empiezan a hidrolizar proteínas, que liberan aac básicos, y el pH vuelve a subir por neutralización. Si la desnaturalización de las proteínas es lenta, se puede revertir la misma por el aumento de pH. Si el pH es mayor a 6, la carne es comestible. Si el pH es mayor a 7, la carne no es apta para consumo. Luego, el pH sigue aumentando, y esto hace que sea apto para el desarrollo microbiano, que liberan aminas.

En total hay tres etapas:

i- Hasta el Rigor Mortis

ii- Maduración

iii- Aptitud para el consumo.

En la maduración, se producen sustancias que aportan el flavor y se oxidan lípidos.

Calidad de la Carne Fresca:

i. Terneza: Aumenta con la actividad de agua.

ii. Contenido graso: A mayor contenido graso, mayor terneza

iii. Proporción Proteica: Tejido conectivo. Si aumentan las proteínas, disminuye la terneza. En animales viejos, el colágeno es insoluble, por lo que la carne es dura. La cocción hace que se solubilice el colágeno y aumente la terneza.

14

iv. Color: Da idea de la frescura. La mioglobina con Fe2+ es de color roja. En ausencia de oxígeno, el color de la carne es rojo púrpura. Conforme aumenta la presión parcial de oxígeno el Fe2+ puede oxidarse, y la mioglobina toma color pardo. Este proceso puede revertirse, solo en carne fresca, por un sistema de citocromos. Hay productos que tienen un color rosado y púrpura. Eso se debe al agregado de NaNO2, que genera NO, que le da un color rojo oscuro a la mioglobina. En la cocción se vuelve rosado por la desnaturalización de la Mb. El color también da una idea del contenido de Fe.

Leche

Cómo arrancar un resumen de leche si no de esta manera?

Definición: Con la definición de leche sin otro calificativo, se entiende el producto del ordeñe total e ininterrumpido, en condiciones de higiene, de la vaca lechera en buen estado de salud y alimentación, proveniente de tambos inscriptos y habilitados por la autoridad sanitaria Bromatológica Jurisdiccional y sin aditivos de ninguna especie.

Composición: La leche es un alimento muy completo y de alta complejidad. En general se dice en qué es pobre y no en qué es rica la leche. Se consumen aproximadamente 200 litros de leche por persona por año. El 40% de la producción de leche se destina al consumo interno, y la composición de la misma varía según las condiciones de ordeñe.

La composición y la cantidad dependen de la raza del animal y de la estación del año. También dependen del individuo dentro de una misma raza, de la alimentación, de la forma de ordeñe y del manejo de los animales. La leche se paga por la calidad de la leche cruda: impurezas, condiciones de acarreo (cadena de frio), recuento de bacterias totales, sedimento, características sensoriales, residuos de antibióticos, contenido proteico, etc. La grasa de la leche es lo más caro por todos los derivados que puede dar.

Composición Porcentaje Medio

Lípidos 3,5%

Proteínas 3,5%

Lactosa 4,7%

Cenizas 0,8%

Agua 87,5%

La leche también tiene enzimas, ácidos orgánicos y gases disueltos.

Bueno, vamos a ir uno a uno analizando los componentes:

a- LIPIDOS:

Dentro de los lípidos que presentan la leche, el 95-98% corresponde a triglicéridos. También hay fosfolípidos que estabilizan la emulsión (0,5-1%) (principalmente fosfatidil colina 30%, fosfatidiletanolamina 35%, fosfatidil serina 10% y esfingomielina 25%), y un 1% de lípidos

15

insaponificables (vitaminas liposolubles como la A, D, E y K, colesterol, ésteres de colesterol y pigmentos).

La grasa de la leche está formada por lípidos sólidos a temperatura ambiente. El punto de fusión es de aproximadamente 37ºC. Esto es porque los TAG son muy variados, y individualemente forman un rango desde -72ºC a 72ºC. Los lípidos, en la grasa de la leche, cristalizan como β, β’1 o β’2. La grasa en la leche se encuentra formando glóbulos o granos. Tienen una membrana que estabiliza la emulsión y en su interior está la grasa. La membrana está formada por fosfolípidos y fosfoproteínas. En dicha membrana, hay un arreglo de polaridades para lograr mantener estable la emulsión.

Las membranas presentan una polidispersión de tamaños considerable (desde 0,1 µm hasta 22 µm), con un promedio de 3,5µm, en una cantidad alta, de 1,5-3x109/cm3. Cuando se homogeniza la leche, se hace la división de los glóbulos para tener un tamaño parejo, lo cual evita la desestabilización de la emulsión y no se forma una capa de grasa en la superficie superior de la misma.

Los AG saturados conforman 2/3 de los ácidos grasos totales (1/3 para insaturados), poseyendo principalmente ácidos grasos de cadena corta. Hay un 95% de cis y un 5% de trans, y en general los ácidos grasos tienen número par de carbonos y las cadenas generalmente son lineales. Las bacterias del rumen de la vaca hidrogenan los AG provenientes de la dieta, lo cual explica que la mayoría sean saturados. Los ácidos grasos de bajo peso molecular sirven como índice de genuinidad, porque una adulteración es mezcla esas grasas con grasas más baratas (vegetal o animal pero no de leche) que no tienen AG de cadena corta!.

b- PROTEINAS

Dentro de las sustancias nitrogenadas presentes en la leche, el 95% corresponde a proteínas. Dentro de las proteínas, un 78% son caseínas (que se encuentran en suspensión), un 17% son proteínas del suero (solubles) y también hay proteasas y peptonas.

La caseína entera o bruta es la porción de proteínas que precipita a partir de la leche descremada a 20ºC y un pH de 4,6.

Hay muchos tipos de caseínas (αS1, αS2, β, χ, γ1, γ2, γ3), y hablaré un rato de cada una de ellas.

- α: Son fosfoproteínas que tienen ocho residuos de serina que está esterificado con un grupo fosfato. En presencia de Ca2+ (a la concentración de la leche) dan compuestos insolubles y su solubilización no depende del pH.

- β: Es una fosfoproteína que tiene 5 resíduos de serina. También forma compuestos insolubles con Ca2+, y su solubilidad depende de la temperatura.

- χ: Es una fosfoglicoproteína. Tiene menos residuos de fosfato que las otras. Tiene residuos de galactosa (neutra), galactosamina (básico) y ácido cinámico(¿?) (ácido). Por esto no forma compuestos insolubles con el Ca2+. Actúa como coloide protector de las otras caseínas evitando que precipiten.

Las caseínas forman micelas (el 90%), que tienen un tamaño menor al de los glóbulos grasos (20-300 nm, con un promedio de 130 nm). Existen también sub micelas que forman las micelas. Estas se agrupan por puentes fosfato de Calcio.

16

La idea básica es que cada micela está formada por muchas submicelas, dentro de las cuales hay varios tipos. Las submicelas se agrupan entre si por puentes de calcio, y de ese modo la forma de que la “micela” deje de crecer es desfavorecer la formación de esos puentes. Asi es que en el exterior de las micelas, las submicelas están formadas por caseína χ que no posee grupos fosfatos para ligar calcio, y en el interior de las micelas las submicelas están formadas por caseínas pero NO son ricas en caseína χ. Las micelas son estables frente al tratamiento que se le hace a la lehe, y un aumento del pH, la concentración de Ca2+ y la temperatura favorece el crecimiento de micelas y su estabilidad. Como comentario, es importante tener en cuenta que si el pH disminuye y se alcanza el PI de las caseínas, las mismas dejan de ligar calcio y precipitan (el Ca2+ queda en el suero). Por supuesto una disminución del pH también genera que el tamaño de las micelas se reduzca.

Las submicelas ricas en χ-caseína tienen carga negativa (grupos COO-) en la superficie, por lo que no atrae más submicelas. Además tiene polipéptidos (pelos) que generan impedimento estérico. Para describir las micelas se usa la Teoría de Schmidt.

Las proteínas del suero son proteínas solubles. Quedan solubilizadas en las condiciones en que se precipita la caseína bruta, pero si aumento la temperatura (hasta ebullición) las mismas precipitan.

Las principales proteínas del suero son β-lactoglobulina (de alto valor biológico, que contiene aac azufrados y se descompone a alta temperatura liberando H2S) que conforma el 50% de las mismas, la α-lactoglobulina, que está asociada a la síntesis de lactosa y que representa el 22% de las mismas, y seroalbúmina que representa el 6% y inmunoglobulinas, que representan el 12%.

Antes de que la leche sea secretada, el fluido que posee la vaca interiormente es muy rico en proteínas del suero (dan inmunidad al ternero). Por esto, hay que esperar unos días antes de obtener lo que definimos como leche.

Las proteasas y peptonas están asociadas (algunas) a los glóbulos grasos. Quedan solubles porque son de bajo peso molecular. Las mismas precipitan por tratamiento con ácido tricloroacético. Las sustancias nitrogenadas no proteicas son principalmente amoníaco, urea, creatinina, aminas y aac libres.

c. Lactosa

La lactosa tiene un poder edulcorante 5 veces menor que la sacarosa. La lactosa es el compuesto más lábil dentro de la leche, por lo que lleva al deterioro por fermentación de microorganismos, que generan ácido láctico. Esta labilidad se puede aprovechar para obtener subproductos, como quesos o yogurt. De la cantidad de lactosa depende la cantidad de leche que produce la vaca. Si hay mastitis, disminuye la capacidad de producir lactosa, por lo que disminuye le cantidad de leche.

La lactosa es el principal componente en solución, y contribuye a la presión osmótica. Si hay mastitis, disminuye la presión osmótica. El compuesto que compensa principalmente este descenso es el Cl-. (Recordar que en mastitis, disminuyen las caseínas, aumentan las proteínas del suero, aumentan cloruros, disminuye lactosa y el pH termina aumentando, mientras que la acidez prácticamente no varía).

17

Hay personas que son intolerantes a la lactosa, porque les falta la enzima lactasa o porque esta enzima es inducida por el consumo de leche y deja de sintetizarse cuando deja de consumirse. Para estas personas, se da leche deslactosada (hidrolizan la lactosa en glu y fruc).

d. Cenizas:

Los minerales principales de las cenizas de leche son fosfatos y calcio. También hay sodio y magnesio. La leche es pobre en Fe. Las cenizas pueden servir de índice para detectar adulteraciones (por ejemplo agregado de NaHCO3).

e. Otros:

El ácido orgánico principal es el cítrico (en baja concentración), hay vitaminas hidrosolubles en el suero y liposolubles en los glóbulos grasos, y pigmentos como carotenoides y xantófilos (escualeno, licopeno). La leche es pobre en vitamina C.

Propiedades Físicas de la Leche

La leche está formada por tres sistemas dispersos:

a- Solución: Compuestos solubles (lactosa, sales, prots del suero, algo de caseína)

b- Emulsión: Grasas y vitaminas liposolubles

c- Suspensión: Micelas de caseína como partículas en suspensión

El color de la leche se debe a la incidencia de la luz en las partículas de los glóbulos de grasa y en las micelas de caseína. Si sacáramos los glóbulos y las micelas queda el suero de color verdoso por la riboflavina y la coloración “crema” es por los carotenoides.

Adulteraciones:

Las principales adulteraciones son el aguado (que disminuye la densidad), el descremado (que aumenta la densidad) y el agregado de HCO3-, que no se ve en el ESNG porque la cantidad agregada es baja ero sí se ve en las cenizas.

El descenso crioscópico depende de los sólidos disueltos. Si hay aguado, la Tf se acerca a 0ºC. Si la acidéz está aumentada no podría llegar a detectarse el aguado.

El pH normal de la leche es 6,6-6,8, y está dado por la acidéz natural de la leche (CO2 disuelto, grupos fosfato de fosfolípidos, etc). La acidéz puede estar aumentada por microorganismos, que generan ácido láctico (una lactosa rinde 4 ácidos lácticos), que podría detectarse por el descenso crioscópico. El pH es más indicativo de la conservación que la acidéz. Si aumenta la acidéz y el pH está normal, puede tratarse de una leche muy rica en sólidos. Si el pH es bajo y la acidéz es baja, se trata de microorganismos. Si el pH es alto y la acidéz no varía, mastitis.

18

Cereales

Los cereales son un grupo e frutos o granos que tienen características comunes. Son frutos de las gramíneas. Cuando se usan para sembrar, se les llama semillas, mientras que para alimentos se los llama granos.

Son el aporte calórico más importante de la dieta, y conforman la base de la pirámide nutricional. En algunos casos, representan un buen aporte de proteínas, aunque no son de buena calidad.

Estructura del Grano

Los cariópsides del grano pueden estar desnudas (trigo, centeno, maíz) o pueden estar vestidas (cebada, avena, arroz). Respecto a las desnudas, en la cosecha se pierden restos florales que sí quedan en las vestidas, formando vainas y cáscaras de características más leñosas.

La anatomía del grano en general está descrita por la siguiente figura (Bran=salvado):

19

CEREAL VAINA SALVADO GERMEN ENDOSPERMA

Trigo 0 15 2 83

Maíz 0 7 11 82

Avena 20 8 2 70

Arróz 20 8 2 70

Mijo 0 8 10 82

Composición:

(Ver la tabla de composición en distintas cosas de cada tipo de grano)

En general, los granos son secados artificialmente y luego se los lleva al porcentaje de humedad adecuado para su conservación. La avena, posee proteínas de mejor calidad que el resto de los cereales, y sus lípidos no se encuentran en la misma forma distribuidos en el grano. El maíz posee una alta concentración de lípidos, y se usa como oleaginosa. En el mismo, los lípidos se encuentran mayoritariamente en el gérmen, que puede separarse del resto

El almidón se halla en alto porcentaje en todos los cereales. En el centeno, la avena y la cebada están en baja concentración pero igualmente es mucho mayor a la de otros HdC.

El principal ácido graso que poseen los cereales es el linoleico (18:2), y puede haber oxidaión de lípidos. Los lípidos pueden encontrarse libres (asociados al glúten), o asociados formando complejos con la amilosa. Los distintos granos tienen distinta composición en carotenoides que dan color (Ej. Luteína en trigo).

Los HdC que pueden encontrarse son almidón, dextrinas, azúcares , celulosa, hemicelulosa, penstosanos, gomas, mucílagos y sustancias pécticas (los últimos 6 forman parte de la fibra dietaria).

20

La distribución de los diferentes HdC se presenta en la siguiente tabla:

DISTRIBUCIÓN ENDOSPERMA GERMEN SALVADO

Pentosanos y Hemicelulosa

2,4 15,3 43,1

Celulosa 0,3 16,8 35,2

Almidón 95,8 31,5 14,1

Azúcares 1,5 36,4 7,6

El salvado es rico en fibra dietaria. La celulosa y los pentosanos y hemicelulosa forman el tejido de protección del grano. El germen tiene alto contenido de azúcares porque los usa como nutrientes porque es el que botánicamente da más a las plantas.

Los cereales son una buena fuente de vitaminas de la familia B. El mayor contenido vitamínico se encuentra en el salvado y en el gérmen.

En cuanto a los minerales, la mayoría está en el salvado y en el gérmen. Los principales minerales son fosfatos y sulfatos de calcio, sodio, potasio y magnesio. Parte del fosfato se encuentra como ácido fítico (IP6).

En cuanto a las proteínas presentes en la harina de trigo, un 15% son solubles en agua y el restante 85% no. Las solubles son albúminas y globulinas (estas últimas son solubles en soluciones salinas diluidas) que están distribuidas en todo el grano, pero su concentración disminuye hacia dentro del mismo. Las proteínas insolubles son prolaminas (gliadina), solubles en etanol y no tolerada por celíacos, y glutelinas (glutenina), parcialmente solubles en soluciones de bases o ácidos. Las proteínas insolubles se encuentran solo en el endosperma.

En el trigo, el 80% de las proteínas es glúten. El mismo está compuesto por gliadina (que otorga fluidéz y extensibilidad) y glutenina (que otorga elasticidad y cohesión), y un residuo.

Las proteínas solubles influyen en la panificación pero las que más influyen son las insolubles. Cuando la harina se mezcla con agua y se amasa, las proteínas absorben agua y la retienen. Con la energía mecánica forman films o capas y van a interaccionar con otras formando glúten, que es el “equeleto” de la masa, el responsable de las características de una masa viscoelástica. La misma se estira, no se rompe, deja salir el CO2, y tiene fluidéz (viscosidad). De ese modo, podemos estirarla y deformarla.

La glutenina no es un componente de la harina sino que los componentes son las proteínas insolubles. El glúten se forma.

21

Harina de Trigo

La harina es un producto “del campo al plato”. Todos los eslabones tienen la responsabilidad de la calidad del producto que llega al plato: i- inspección de la materia prima (viene del campo y de los silos), ii- separación magnética y iii- limpieza (en ii- y iii-se separan impurezas materiales, vegetales, animales, clavos, cuerdas y otros objetos extraños), iv- acondicionamiento (se realiza para mejorar el estado físico del grano ajustando y uniformando su contenido de humedad. Se debe evitar la desnaturalización del gluten con exceso de temperatura), v-molienda y cribado (las claves para obtener un buen producto final son las óptimas separaciones del germen y del salvado del endosperma, y la posterior reducción gradual de este último hasta harina), vi- tamizado, vii- incorporación de aditivos, viii- embolsado, y ix- obtención de harina de trigo (durante el transporte y el almacenamiento el producto debe resguardarse del agua y del ataque de microorganismos, insectos y roedores).

La molienda es un paso fundamental en la producción de harinas. La misma se realiza con rodillos trituradores, que son 2 rodillos estriados que giran en sentido opuesto y a distinta velocidad. Se produce un efecto de desgarre, y el grano se separa en sus partes anatómicas.

Luego de separar fracciones por molienda, se tendrán las distintas composiciones que se muestran a continuación para las mismas:

Trigo Harina Germen Cortos Salvado

Proteina 12 11 30 16 14,5

Cenizas 1,8 0,4 3 4,1 6

Fibra 2,5 - 2 5,5 10

Grasa 2,9 0,88 10 4,5 3,3

(Cortos: mezcla de partes anatómicas que no se pueden separar ni moler más).

Se define el grado de extracción según:

GE= Kg de harina obtenidos/100Kg de grano molidos

El grado de extracción disminuye al aumentar el número de ceros. La tipificación se realiza determinando cenizas sobre base seca. Sin embargo, lo mejor sería tipificar por fibra porque las cenizas dependen del tipo de suelo pero la concentración de fibra es muy pequeña.

Las cenizas se determinan a 900-920ºC, admitiéndose una variación de hasta el 3% de los valores establecidos.

A la humedad se le establece un máximo por un problema de conservación. Como varía mucho, se tipifica sobre base seca. Se mide a 130ºC por una hora (para harina de trigo!). Se pone un máximo tal que no ocurran reacciones de deterioro, como la oxidación de lípidos (rancidez). A mayor número de ceros permite mayor humedad.

22

Abosorción Farinográfica: Dada por enzimas propias de la harina, sobre todo en presencia de grasas 18:2

A mayor número de ceros, más puro está el endosperma (tiene menos de las otras partes anatómicas). Tiene menos gérmen, que es donde están los lípidos, que son los que están involucrados con la rancidez. A menor contenido de gérmen, puede permitirse mayor humedad.

El tiempo de estufa para la determinación de humedad está estandarizado porque el agua ligada que se saca depende del tiempo.

Alteraciones en los Alimentos

Alimento Alterado (CAA): Alimento que por causas naturales de índole física, química y/o biológica o derivados de tratamientos tecnológicos inadecuados y/o deficientes, aislados o combinados, ha sufrido deterioro en sus características organolépticas, en su composición intrínseca y/o en su valor nutritivo.

Es importante destacar que alteración no es lo mismo que adulteración (se diferencian a propósito).

Tipos de Alteraciones:

Hay tres tipos principales de alteraciones en alimentos:

i. Estado Higiénico: Por microorganismos. Es la más importante porque puede generar enfermedades. Prevalecen en alimentos perecederos.

ii. Valor Nutricional: Disminución de vitaminas y minerales, degradación de lípidos, degradación de proteínas, formación de compuestos tóxicos.

iii. Características Sensoriales: Color, textura, flavor.

Las últimas dos son más frecuentes en alimentos no perecederos.

23

Las alteraciones son cambios no deseados. Otros cambios sí pueden ser deseables ( Ej. Oxidación de lípidos en papas fritas pero no en aceite).

Estos cambios ocurren con el tiempo. El deterioro aumenta con el tiempo. Los cambios deseables también pueden requerir tiempo.

Todo esto lleva a plantear el concepto de Vida útil, que está determinada por la fecha de vencimiento, y que no es fácil de establecer

Def 1: Período de tiempo desde la elaboración de un producto alimentario durante el cual su calidad es satisfactoria

Def 2: Tiempo durante el cual el producto almacenado bajo condiciones recomendadas:

i- Se mantiene seguro.

ii- Retiene sus características sensoriales, químicas, físicas y microbiológicas deseadas.

iii- Cumple con los datos nutricionales declarados en el rótulo

Causas de las alteraciones:

a. Físicas: Implican generalmente cambios de estructura del alimento (Ej. Cristalización del azúcar que implica arenosidad en helado o dulce de leche)

b. Químicas: Se forman compuestos debido a reacciones químicas o enzimáticas (Ej. Oxidación de lípidos)

c. Biológicos: Ocurren por acción de microorganismos.

Las alteraciones se pueden dar en forma consecutiva, como por ejemplo cuando los microorganismos atacan la leche, disminuyendo el pH, y desnaturalizando proteínas (precipitan las caseínas y se corta la leche).

Otro ejemplo: Cristalización de azúcares e la miel, que aumenta la actividad de agua porque la miel liga menos agua que en estado amorfo, y consecuente ataque por microorganismos.

Alteraciones Físicas:

a. Daños físicos: Golpes en vegetales, frutas y hortalizas. Magulladuras en frutas y hortalizas. Ruptura de productos quebradizos (ej. Galletitas). Se evita con un buen manipuleo y buenos envases.

b. Transferencia de Humedad: Por diferencia de actividades de agua en distintas partes del alimento. Pérdida de agua (vegetales, productos congelados). Migración (por diferencia de aw). Aumento (si tiene baja aw).

c. Transición Vítrea: Las sustancias, en un alimento, pueden estar en estado amorfo o cristalino. En algunos casos o en algunas sustancias pueden existir dos tipos diferentes de estados amorfos: Vítreo (más ordenado, más interacciones). En el estado vítreo hay alta viscosidad y disminuye la movilidad molecular (Ej. Los caramelos tienen azúcar en estado vítreo). Los cambios que incluyan la difusión de sustancias están favorecidos en

24

el estado gomoso, y si hay transición del estado vítreo al estado gomoso los alimentos van a ser más fácilmente alterados. Por lo tanto, hay que evitar que pase al estado gomoso para que aumente la vida útil. Son transiciones de segundo órden porque no cambia el estado de agregación.

d. Cristalización: Crecimiento de cristales de: a- hielo (daño en la membrana porque ocupa más volumen), b- azúcares (arenosidad), c- grasa (crecristalización, puede haber cristalización en un estado no tan estable).

e. Ruptura de Emulsiones: Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables. Por congelación o por calentamiento las mismas pueden romperse. (Ej. Crema).

f. Desnaturalización de Proteinas: Por cambios de pH o T.

g. Retrogradación del almidón: Por descenso de temperatura o migración de la humedad. Ej: En el pan, migra el agua de la miga a la corteza, por lo que se endurece la miga y se pone blanda la corteza (esto es por retrogradación).

Alteraciones Químicas:

a. Proteinas: Oxidación, Maillard (cambios sensoriales y pérdida del VN), Entrecruzamiento (ptes S-S), combinación de taninos.

b. HdC: Maillard, caramelización, hidrólisis (pectinas y almidón en medio ácido)

c. Lípidos: Oxidación (en alimentos de baja aw), Maillard e Hidrólisis.

d. Vitaminas: Oxidación, Maillard para la VitC. Alteraciones por calor, luz y pH.

e. Reacciones enzimáticas: Todos los alimentos con estructura celular o fluidos biológicos tienen enzimas. La actividad enzimática sigue más allá de la muerte celular (incluso pueden intensificarse porque no hay enzimas de regulación). Las enzimas pueden provocar pérdidas del equilibrio funcional normal y ruptura de membranas (que en vegetales favorece el encuentro E-S que estaban compartimentalizados muchas veces). En carne, cuando se rompen los lisosomas, se liberan enzimas proteolíticas y se ablanda la carne. Las enzimas pueden tener efectos deseables o indeseables como

i- COLOR: Lipooxigenasa: DESEABLE: destruye carotenos en harina, blanqueándola. INDESEABLE: Destruye carotenos.

ii- COLOR: Clorofilasa: DESEABLE: Oscurece el té (en el te verde y en el mate, se calienta para eliminar enzimas que hidrolizan clorofila). INDESEABLE: Vegetales verdes.

iii- COLOR: PPO: DESEABLE: En te, cacao. INDESEABLE: En frutos.

iv- FLAVOR: Lipasas: DESEABLE: Quesos (forman AG). INDESEABLES: rancidez de manteca.

v- FLAVOR: Lipooxigenasas: DESEABLE: Aroma de frutos por oxidación de lípidos. INDESEABLE: Rancidéz en semillas.

vi- FLAVOR: Proteasas: DESEABLE: Quesos INDESEABLES: Amargor

25

vii- TEXTURA: Enzimas Pécticas: DESEABLE: maduración de frutos y clarificación de jugos. INDESEABLE: Ablandamiento excesivo de frutos

viii- TEXTURA: Proteasas: DESEABLE: Ablandamiento de la carne. INDESEABLE: Pérdida de viscosidad de gelatina.

ix- TEXTURA: Amilasas: DESEABLE: Panificación. INDESEABLE: Degradación de almidón en cereales y tubérculos.

x- CALIDAD NUTRICIONAL: Lipooxigenasas: Oxidan lípidos, se pierden AG esenciales, y carotenoides.

xi- CALIDAD NUTRICIONAL: PPO pérdida de aac. (lisina)

xii- CALIDAD NUTRICIONAL: Ascórbico Oxidasa: Oxidación de la vitamina C.

Alteraciones Biológicas:

Las mismas son causadas por microorganismos, y pueden causar enfermedades. Igualmente estas alteraciones pueden ser deseables (yogurth). Los microorganismos pueden venir de cualquier lado: suelo, agua, aire, piel de animales, plumas de aves, cavidades, corporales, piel y corteza de frutos y hortalizas, cubierta de granos, equipos, personal de la planta.

No hay microorganismos en tejidos sanos porque existen barreras de defensa. En alimentos perecederos estas alteraciones son muy frecuentes. Hay esporas de bacterias y hongos que son resistentes a condiciones adversas. Los microorganismos se multiplican por división celular exponencialmente, y usan HdC como fuente de energía.

Las enfermedades transmitidas por alimentos más comunes son:

a. Infecciones Alimentarias: Hace falta un crecimiento considerable del patógeno. Son causadas por el microorganismo en sí. (Ejs. Bacterias: salmonella, E. col. Virus: No crecen en alimentos. Estos solo son portadores. Generalmente en agua. Parásitos: En carnes y pescados (triquinosis)).

b. Intoxicaciones Alimentarias: El microorganismo produce una toxina que es la que produce la enfermedad. El mismo no tiene por qué proliferar en el alimento (Ej. Toxina botulínica). Con baja cantidad produce enfermedades.

Pero también hay transformaciones beneficiosas:

a. Fermentaciones: Formación de ácido láctico en yogurth. Formación de EtOH por levaduras en bebidas alcohólicas.

b. Maduración: Quesos y salames.

c. Flavor: Queso y Manteca

26

Factores que influyen en las alteraciones:

A- INTRÍNSECOS: aw, pH, microorganismos, nutrientes, potencial redox, enzimas, conservadores.

B- Extrínsecos: Temperatura, luz, composición de la atmósfera, higiene ambiental, HR, manipulación.

Predicción de la vida útil:

A- Alteraciones microbianas: El crecimiento es exponencial. Al aumentar la concentración de sal en el medio, disminuye el crecimiento microbiano porque el agua libre disminuye. A baja temperatura también tarda más el crecimiento.

B- Alteraciones NO microbianas: Se hace un estudio cinético de la velocidad de alteración relacionado a la calidad. Ej: pérdida de un nutriente o un pigmento o aparición de una sustancia tóxica. La mayor parte de las reacciones son de órden 0, 1 o 2. Se usa el método diferencial y se calcula Eact. (Ea(Maillard)=120 kJ/mol y la velocidad depende mucho de T y Ea(Enzimas)=40 kJ/mol y no dependen mucho de T).

Preservación de Alimentos:

La mayoría de los métodos evitan el desarrollo microbiano porque son alteraciones más rápidas y peligrosas.

a. Tratamiento térmico: Destruye microorganismos. La Pasteurización destruye microorganismos patógenos y todos los menos resistentes. La esterilización destruye todo (T mayores a 121ºC) (En la leche larga vida).

b. Bajas Temperaturas: No destruyen microorganismos pero evitan o retardan el crecimiento de los que están.

c. Disminución de aw: No destruye pero evita crecimiento. Ej: concentración, deshidratación, agregado de sal o azúcar.

d. Disminución de pH: Fermentación, agregado de ácidos.

e. Otros: Modificación de la atmósfera, ahumado, aditivos conservadores, radiaciones, pulsos eléctricos, altas presiones.

f. Métodos Combinados: Efecto de vallas. El tema es que muchos métodos modifican al alimento y la idea es no modificarlo tanto. Aplicar una suma de cambios no significativos cada uno pero que la suma de todos aumenta la vida útil. Los microorganismos tienen que ir “saltando” vallas y a la última se cansan y no pueden saltar más.

27

Aditivos

Definición y Requisitos:

Hay como varias definiciones para los aditivos. Algunas de las que hay son:

Definición 1: Los aditivos son sustancias naturales o sintéticas añadidas a los alimentos procesados, para desempeñar una función útil, que justifique su uso.

Definición 2: Sustancias adicionadas intencionalmente o no a los alimentos y bebidas del hombre y de los animales productores de alimentos. Clasificándolos:

- Aditivos voluntarios o directos.

- Aditivos involuntarios o indirectos, como residuos de pesticidas o de medicamentos para animales empleados en la producción de alimentos y sustancias químicas que liberan los materiales de envasado.

Definición 3 (CAA): Cualquier sustancia o mezcla de sustancias que directa o indirectamente modifiquen las características físicas, químicas o biológicas de un alimento, a los efectos de su mejoramiento, preservación, o estabilización, siempre que:

a- Sean inocuos por sí mismos o a través de su acción como aditivos en las condiciones de uso.

b- Su empleo se justifique por razones tecnológicas, sanitarias, nutricionales o psicosensoriales necesarias.

c- Respondan a las exigencias de designación y de pureza que establezca este código.

El CAA tienen una lista positiva: cosas que sí pueden agregarse. Solo pueden agregarse los aditivos que se mencionan para cada alimento. Los aditivos deben formar parte de la lista positiva del CAA, ser utilizado solamente en los alimentos mencionados en el CAA y la cantidad utilizada debe ser la mínima para lograr el efecto deseado.

No se deben usar para (requisitos):

- Enmascarar técnicas y procesos defectuosos de elaboración y/o manipulación (los conservantes pueden ocultar mala calidad higiénica)

- Si su uso provoca una destrucción considerable del valor nitritivo del alimento.

- Perseguir finalidades que pueden lograrse con prácticas lícitas de fabricación.

- Engañar al consumidor (Ej. Poner colorante para que parezca que tiene cierto componente).

Denominación de los Aditivos:

En los países de la Unión Europea, los aditivos alimentarios autorizados se designan mediante un número de código, formado por la letra E y un número de 3 o 4 cifras.

28

Codex Alimentario (Comission Comitee on food additives and contaminants) desarrolló un sistema internacional de números INS (international numbering system) basada en la letra E.

TIPO DE ADITIVO E e INS

Colorantes 100 a 180

Conservantes 200 a 290

Antioxidantes 300 a 326

Regulador del pH 260, 270 y 330

Agentes emulsionantes, estabilizantes, espesantes y gelificantes

400 a 483

Antiapelmazantes 504 a 572

Potenciadores de Sabor 620 a 637

Edulcorantes 950 a 967

Gasificantes 290, 503 y 339

Clasificación:

Se clasifican por su funcionalidad. A veces es medio ambiguo porque en algunos alimentos pueden tener más de una función.

i- Antiespumantes: Sustancias que previenen o reducen la formación de espuma.

ii- Antihumectante/Antiaglutinante: Sustancias capaces de reducir las características higroscópicas de los alimentos y disminuir la tendencia de las partículas individuales a adherirse unas a las otras.

iii- Antioxidante: Sustancias que retardan la aparición de alteraciones oxidativas de los alimentos.

iv- Colorantes: Sustancias que confieren, intensifican o resaltan un color.

v- Conservador: Sustancias que impiden o retardan la alteración de alimentos provocada por microorganismos o enzimas.

vi- Edulcorante: Sustancia distinta a azúcares que aportan sabor dulce al alimento.

vii- Espesante: Sustancia que aumenta la viscosidad.

viii- Gelificante: Dan textura por la formación de un gel.

ix- Estabilizante: Sustancias que hacen posible el mantenimiento de una dispersión uniforme de dos o más sustancias inmiscibles.

x- Aromatizante/Saborizante: Sustancia con propiedades aromáticas.

xi- Humectante: Sustancias que protegen a los alimentos de la pérdida de agua.

29

xii- Regulador de la acidéz

xiii- Acidulante

xiv- Emulsionante/Emulsificante

xv- Mejoradores de la harina

xvi- Resaltador del sabor

xvii- Leudantes Químicos: Aumentan el volumen de la masa.

xviii- Glaceantes: Apariencia brillante y revestimiento protector.

xix- Secuestrante

xx- Texturizante

xxi- Estabilizantes del color

xxii- Espumantes.

Finalidades de Uso:

a. Mantener o mejorar el valor nutritivo: Restaurar los nutrientes perdidos en el procesamiento (Ej. Agregar colorante para lograr el color perdido en el pescado). Estandarizar variaciones naturales, por diferencias de climas. Aumentar el valor nutritivo del alimento (Ej. Alimentos infantiles). Prevenir deficiencias nutricionales (Fortificación con Hierro en la harina o Iodo en la sal).

b. Aumentar la Estabilidad o Capacidad de Conservación: Se agregan: antimicrobianos, antioxidantes, antipardeamiento (enzimático y no enzimático). (Ej. El ácido bórico es bueno porque tiene un pKa alto pero es tóxico. Se usa en caviar porque no es de consumo masivo).

a. Antimicrobianos: Los más usados son ácidos débiles: ácido bezoico, ácido sórbico, ácido propiónico. Se agregan en forma de sales por una cuestión de solubilidad. La forma activa es la forma no disociada del ácido. El pH es muy importante en la acción antimicrobiana (mayor actividad a pHs ácidos). Los parabenos (p-OH-COOR benceno) no son tóxicos pero afectan el sabor del alimento. Se usan mucho en productos farmacéuticos. En general, tienen características lipofílicas pero los microorganismos prefieren la fase acuosa, por lo que se tiene que elegir antimicrobianos que sean solubles en fase acuosa. Lo que se usan son productos de síntesis que sean similares a los naturales. Los sulfitos evitan pardeamiento y no son tóxicos, pero pueden producir alergia, por lo que se usan poco. (Ver Hoja 8 de la teorica para USOS de distintos antimicrobianos). Los aditivos se eligen según la flora microbiana que quiera inhibir, entre otros factores.

30

b. Antioxidantes: Evitan que los alimentos se oxiden al estar en contacto con el oxígeno (útil para lípidos). Están presentes en : Ác. Ascórbico y ascorbato en jugos de frutas y mermeladas; BHA y BHT en aceites, galletitas y pasteles.

c. Antipardeamiento: Hay agentes que evitan tanto el pardeamiento enzimático como el no enzimático.

c. Mejorar las Calidades Sensoriales: Incrementan la aceptabilidad de alimentos sanos y genuinos, pero faltos de atractivo. Industrialmente se usan aditivos sintéticos (de bajo costo)

a. Colorantes: Debido a la producción, al procesamiento y al envasado, se produce la pérdida de color natural de los alimentos. Los colorantes restituyen el color natural. Los mismos hacen que los alimentos resulten más atractivos y apetitosos y respondan a las expectativas que la gente tienen acerca de la apariencia de ciertos alimentos. Están presentes en pescados, golosinas, gelatinas, bebidas, manteca, galletas, pasteles, verduras, etc. (En la teórica hay una tabla con colorantes Naturales y Artificiales, MIRARLOS).

b. Aromatizantes/Saborizantes: Es de las pocas industrias que tienen invertigación y desarrollo. Los hay naturales (esencias o aceites esenciales, extractos, bálsamos, etc), sintéticos (idénticos a los naturales o artificiales) y de transformación o reacción (se producen productos en el alimento dados por ejemplo por reacción de Maillard).

c. Potenciadores del Sabor: Aumentan los sabores del alimento. Tradicionalmente se han usado: sal, especias, azúcar y vinagre. Además, aumentan la sensación de “cuerpo” y viscosidad en el paladar (sopas y salsas). El más conocido es el glutamato de sodio.

31

d. Edulcorantes: Los hay calóricos y no calóricos. Los calóricos más conocidos son polioles, sorbitol, xilitol y manitol. Los no calóricos son sintéticos o naturales. Los sintéticos, como el ciclamato, la sacarina, aspartamo, acesulfame K han sido muy cuestionados (alérgicos). Los naturales son de naturaliza glucosídica o son péptidos.

d. Tecnología de Fabricación: Permite la elaboración económica y en gran escala de alimentos de composición y calidad constante en función del tiempo. Los principales son:

a. Espesantes: Que son heteropolisacáridos tanto naturales como sintéticos y proteínas.

b. Gelificantes: Agar, alginato, gelatina, pectinas.

c. Estabilizantes: Alginatos, pectinas.

d. Emulsionantes/Emulsificantes: Fosfatos, polifosfatos, carboximetilcelulosa, ésteres de mono y diglicéridos de AG, gomas, pectinas, caseinato de sodio.

e. Humectantes: Polifosfatos, fosfatos, glicerina, manitol, etc. Aumentan la capidad de retención de agua en embutidos (se forman puentes que retienen agua y abaratan costos).

f. Glaceantes: Ceras, parafina líquida. Se agregan en vegetales, dan turgencia.

g. Texturizantes: Metil celulosa.

h. Antiaglomerantes: Se usan para que los polvos queden sueltos. Ayudan a que fluyan. Para evitar compactación de polvos evitando absorción de humedad por repulsión electrostática en general. Fosman una capa elástica que repele agua. Se usan MgCO3, caolín, MgO, silicato de Mg, etc.

i. Reguladores de la acidéz: Ácido acético, cítrico, fosfórico, tartárico, málico, láctico, carbamatos.

j. Acidulantes: Ác. Acético, cítrico, adípico, HCl, láctico, fosfórico, etc.

k. Mejoradores de la harina: Acido ascórbico, amilasa, sales de amonio, SO2, proteasas.

l. Leudantes químicos: Ác. Glucónico, amilasa, ales de amonio, etc.

m. Agentes de masa: celulosa, polidextrosa. Importantes en el diseño de alimentos dietéticos para dar cuerpo sin aportar calorías.

32

Auxiliares tecnológicos de fabricación

Definición: Toda sustancia usada intencionalmente en la preparación de alimentos o de sus ingredientes o en la transformación de materias primas en productos intermedios.

El uso de un auxiliar puede implicar la presencia de trazas en el producto final. AA diferencia de un aditivo, se usa únicamente en el proceso de fabricación; su función es pasajera y no se encuentra en el producto final (o trazas).

Clasificación

I. Sirven para purificar

a. Antiespumantes

b. Clarificantes

c. Agentes de filtración y floculantes

d. Agentes de lavado y pelado

e. Agentes depilantes y desplumantes

f. Agentes de desinfección y tratamiento de aguas

II. Sirven para modificar y transformar

a. Catalizadores (Ni, Cu, Pt, ácidos, bases, sales)

b. Enzimas (papaína, pepsina, lisozima, amilasa, lipasa, lactasa, etc)

c. Resinas de intercambio ionico.

d. Disolventes de extracción

e. Agentes reaccionantes

f. Correctores de pH

g. Auxiliares de fermentación y medios de cultivo.

III. Tienen Influencia sobre el estado de preservación del alimento

a. Agentes de congelación

b. Desecantes

c. Modificadores de cristalización

d. Gases impelentes

e. Agentes desmoldadores y abrillantadores.

f. Agentes de revestimiento no consumible.

33

Regulación:

Los conceptos importantes a la hora de hablar de regulación en el uso de aditivos son: a- seguidad en el uso de aditivos, y b- autorización en el uso de aditivos (evaluación toxicológica más estimación de la ingesta).

El objetivo de la evaluación económica es determinar el potencial tóxico de una sustancia, identificar los efectos adversos, y garantizas la seguridad de la exposición.

IDA (Ingesta Diaria Admisible): Es una estimación de la cantidad de una sustancia expresada en mg/peso corporal que puede ser ingerida diariamente en la alimentación a lo largo de toda la vida sin riesgos apreciables para la salud.

No importa la edad, se puede ingerir diariamente a partir de los 3 años. No discrimina entre niños y adultos.

IDA = NOEL/FS = Nivel sobre un efecto observado/factor de seguridad

El factor de seguridad es un número entre 10 y 100, y se obtiene de datos con humanos y animales (se hacen ensayos con animales).

El factor de seguridad es necesario porque:

a- Diferencias de metabolismo y sensibilidad entre especies

b- En los ensayos con animales éstos son seleccionados.

c- La población de animales del estudio es pequeña.

d- Son ensayos muy caros

e- El factor achica la cantidad y disminuye costos.

Se reduce el margen si:

a- Son aditivos de uso frecuente desde hace mucho tiempo bien tolerados por el organismo humano.

b- Se tienen datos de toxicidad obtenidos diariamente en el hombre.

c- Los datos toxicológicos son muy completos.

Se aumenta el margen si:

a- Los datos toxicológicos no son suficientes para asegurar inocuidad en las condiciones de uso.

b- El aditivo se utiliza en alimentos de consumo estacional (la exposición no es constante)

c- El efecto tóxico es grave y/o irreversible.

d- El aditivo está destinado a alimentos de consumo intensivo por niños.

34

Cantidad de un aditivo a agregar

La mínima cantidad necesaria para lograr el efecto deseado se establece atendiendo:

a. El nivel de consumo estimado de alimento o alimentos para los cuales se propone el aditivo

b. Los niveles mínimos que en estudios sobre animales producen desviaciones importantes respecto del comportamiento fisiológico normal que no producen IDA.

c. El suficiente margen de garantía para reducir al mínimo todo peligro para la salud en todos los grupos de consumidores.

IDA: Se reparte en líquidos, alimentos sólidos en los que se permite el aditivo. Se evalúa en la media poblacional. La sumatoria de todos los alimentos a lo largo del día no debe superar la IDA.

Prioridades de Evaluación: Recomendaciones del CODEX y de los gobiernos miembros (niveles de exposición, toxicidad prevista, niveles comparativos de consumo). Cuando hay un cambio en la producción de alimentos hay una revisión de la IDA de aditivos.

Establecimiento del IDA: Los datos relevantes a analizar son la metodología de la fabricación, la presencia de impurezas, el destino del alimento, los niveles de empleo y la estimación de la ingesta diaria.

Información preliminar a los ensayos toxicológicos

Es importante realizar especificaciones de identidad química y la pureza (testear con la sustancia usada, características físicas y químicas, olor, volatilidad, estabilidad). Los datos exigidos relacionados con la reactividad son reactividad química, estabilidad durante el almacenamiento y reacciones en sistemas modelo, reacciones en sistemas alimentarios y destino del aditivo en los seres vivos.

Composición Química y Desarrollo de las especificaciones:

Los aditivos pueden ser productos naturales, sustancias simples sintéticas o una mezcla sintética compleja. De ese modo, es importante realizar especificaciones del estilo a- identificación, b- funciones, c- establecimiento de ensayos para identificarlos, y d- ensayos para la determinación de componentes principales.

También es importante realizar Estudios Metabólicos, en los que se estudian diferentes cantidades de dosis a distintas frecuencias. El perfil metabólico implicará analizar y describir la ruta, la velocidad y el grado de absorción de la sustancia, el nivel de acumulación en diferentes órganos o tejidos, el nivel de acumulación en diferentes órganos o tejidos, el metabolismo y la naturaleza de los aditivos, la ruta y velocidad de eliminación, el balance metabólico con identificación de los metabolitos, y el efecto de diferentes dosis en el metabolismo.

Los resultados deben presentar evidencias que conducen a estudios a largo plazo. Los metabolitos formados por el aditivo se encuentran naturalmente presentes en el organismo a mayor concentración a aquellos que derivan de su uso como aditivo. El compuesto no se adsorbe en el organismo (hidrocoloides, gomas). El aditivo, antes de adsorberse, se degrada a compuestos conocidos y reconocidamente seguros. Si el aditivo se acumula, nunca es permitido.

35

Si se aprueban los estudios metabólicos se hacen estudios toxicológicos.

Estudios Toxicológicos:

a- Toxicología Aguda: Evalúa los efectos de la exposición a una única dosis o varias dosis en 24 hrs. Sirve para establecer relación Dosis-Mortalidad (DL50). Permite comparar toxicidad relativa de distintas sustancias. Es útil para contaminantes más que para aditivos (en general los aditivos son poco tóxicos frente a las exposiciones agudas). Se observan el inicio, la naturaleza, y la duración de los síntomas que lelva a la muerte, la observación macro y microscópica de tejidos, el órgano blanco y las diferencias entre especies y sexos.

b- Toxicidad a corto plazo: Se realiza en 1/10 de la vida media del animal. Sirven para identifica y caracterizar efectos por la exposición repetida de distintas dosis de la sustancia. Se observa el crecimiento y el comportamiento, cantidad de alimento consumido, la mortalidad, exámenes clínicos, funcionamiento de los sistemas endócrino e inmunológico, y el peso de órganos y glándulas y el examen de tejidos. Con la información obtenida se analiza la diferencia de mortalidad entre especies el nivel aproximado de dosis que provoca el efecto tóxico, la relación dosis-respuesta y la selección de dosis para estudios a largo plazo.

c- Toxicidad a largo plazo: Estudios realizados a lo largo de la vida media de la especie. Sirven para detectar efectos tóxicos que sólo se producen después de la exposición prolongada (efectos cancerígenos por ejemplo), determinar el nivel de dosis máxima que no provoca efectos (NOEL), y determinar la sensibilidad en relación con la edad. Es importante realizar consideraciones respecto a la selección de la especie animal y la selección de la dosis aplicada.

NOEL: Es la mayor concentración del aditivo que no provoca alteración detectable de la morfología, capacidad funcional, crecimiento o desarrollo de la vida media del animal. NOEL es una dosis experimental, y la determinación de un efecto adverso depende de las dosis testeadas, de los parámetros medidos, y de la habilidad para distinguir entre efectos reales y falsos positivos.

Hay diferentes categorías de IDA:

A. IDA no especificado (no limitado): No hay limitación porque no hay efecto tóxico (Ej. NaCl)

B. IDA numérico

C. IDA Aceptable: No tóxico (su máximo será determinado por su costo de producción)

D. IDA temporaria

E. IDA de grupo (saborizantes, carotenoides o esencias)

F. IDA no establecida )no tiene sabor, el compuesto es tóxico, no se admite como aditivo)

La valides de un valor de IDA no es definitivo, porque pueden haber nuevos datos sobre la seguridad del aditivo, nuevos usos del aditivo en el alimento, o porque pueden haber nuevos métodos de fabricación (se pueden modificar las impurezas)

36

Ingesta de Aditivos:

Sirve para proteger la salud del consumidor y aportar información para el desarrollo de reglamentaciones. Se logra a través del monitoreo de la ingesta y relacionarla con los valores de IDA, identificando los grupos de consumidores que pueden estar en riesgo de ingestas cercanas o mayores al IDA, y brindando información a entes regulatorios para modificar la regulación en casos de necesidad.

Es interesante evaluar la ingesta de aditivos cuando:

- Aditivos autorizados en niveles elevados para alimentos de consumo masivo.

- Aditivos autorizados en niveles elevados para alimentos de consumo masivo.

- Aditivos con IDA bajo.

Los métodos para evaluar la ingesta de aditivos son:

- Métodos basados en el consumo de la población

- Métodos basados en el consumo domiciliario

- Métodos basados en el consumo de individuos.

Estos métodos implican realizar el análisis de:

- Estadísticas de ventas: Ingesta de aditivos = (Producidos + Importados – Exportados) / (Población). No provee información sobre la variación en el consumo por diferencias en la dieta. No provee información sobre todos los alimentos.

- Encuestas domiciliarias: Dan aproximaciones groseras.

- Dietas modelo: Son estudios muy caros

Beneficios y Riesgos del uso de aditivos:

Beneficios:

- Alimentos más seguros y nutritivos

- Más diversidad de alimentos

- Alimentos a más bajo precio

- Menores pérdidas de alimentos (conservantes)

Riesgos:

- Pruebas Científicas sobre seguridad insuficientes o dudosas.

- Riesgos o efectos a largo plazo de la ingesta diaria simultánea de muchos alimentos.

37

Pigmentos

Los pigmentos son sustancias coloreadas que pueden estar naturalmente o por formación en los sistemas. En los alimentos, los pigmentos pueden ser propios de las materias primas o formados durante la elaboración y/o el almacenamiento de los alimentos.

Los colorantes son sustancias agregadas especialmente (aditivos naturales o sintéticos) para hacer más atractivo el alimento.

Vamos a analizar algunas familiar de pigmentos:

Clorofilas:

Veremos dos tipos de clorofilas: La a y la b (en realidad también hay d y c1 y c2).

Todas las clorofilas poseen un núcleo de porfirina, Mg y fitilo (cadena de 20C). Las mismas son pigmentos naturales de las plantas, se encuentran en los cloroplastos asociadas a lípidos, proteínas y lipoproteínas. Las clorofilas tienen actividad fotosintética y son cruciales para que este proceso se realice. Las mismas son liposolubles e insolubles en agua (se solubilizan en EtOH). La relación clorofila A/B es 3:1. En alimentos verdes, queremos que conserven su coloración verde típica del pigmento.

Alteraciones de las clorofilas:

i- Calor y ácido: Cuando las clorofilas A y B se someten a calor, en primer lugar suceden isomerizaciones reversibles a A’ y B’. Si se las trata a 100ºC por 10’, se consigue un 5-10% de conversión. En una segunda etapa, los isómeros A’ y B’ se convierten irreversiblemente en feofitina A y feofitina B (esta reacción es más rápida que la primera y las feofitinas ya no poseen Mg). En una tercer etapa, las feofitinas A y B, en presencia del medio ácidoy calor, pierden un grupo carboximetilo generando pirofeofitinas A y B, de color marrón.

ii-Efecto del pH: En tejidos calentados el pH interno del tejido baja por la liberación de ácidos (a pH=9 la clorofila es estable y a pH=3 la misma es inestable).

38

iii- Enzimática: Esta alteración se ve en productos congelados. La clorofila, con la clorofilasa (que rompe el grupo fitilo y libera el fitol), me genera un “clorofilido” (color verde, soluble en agua). Las feofitinas (pardas), también son atacadas por la clorofilasa generando “feoforbido”, de color pardo y soluble en agua. Estos procesos no ocurren en hojas frescas a temperatura ambiente. La clorofilasa se activa por calor, y tiene una temperatura óptima de 60-82ºC. La misma, se inactiva a 100ºC (cuando hervimos)

iv- Fotodegradación: Descomposición de la clorofila por acción de la luz, perdiendo el color.

De ese modo, para conservar el color verde en hojas, es necesario un aumento de pH, un aumento de temperatura en corto tiempo, y el empleo de cationes que disminuye las reacciones.

Mioglobina

La mioglobina es una proteína sarcoplasmática del músculo responsable. La misma conforma más del 90% de la pigmentación de la carne, y la composición de la misma es variable según el tejido muscular en estudio. Dicho pigmento es soluble en agua y en soluciones salinas diluidas.

La función de la mioglobina es almacenar oxígeno en las células (a diferencia de la hemoglobina que transporta oxígeno de pulmones a células). En el animal vivo, la mioglobina continene el 10% del Fe total pero durante el sacrificio, el sangrado elimina la mayor parte del hierro como hemoglobina y aproximadamente el 95% queda como mioglobina.

La mioglobina es una proteína muscular compleja similar a la hemoglobina, y ambas tienen la propiedad de formar un complejo con O2.

El grupo hemo de la mioglobina es el responsable de la absorción de luz y color. La mioglobina en forma no oxigenada y con Fe2+ le proporciona a la carne el color rojo púrpura oscuro. En presencia de O2 del aire, se transforma en oximioglobina de color rojo brillante, siendo ésta una reacción reversible. El exceso de oxígeno pasa Fe2+ a Fe3+ y se forma metamioglobina de color pardo marrón que se genera durante el almacenamiento prolongado de la carne. Por ello, se usan en forma ilegal sustancias reductoras tales como el ácido ascórbico y SO2 o SO3

2- para

39

la preservación del color de carne en carnes picadas. El envasado en atmósfera con CO2 produce carboxiferromioglobina, compuesto de color rojo estable. En la cocción de las carnes por calentamiento se desnaturaliza la globina, formando hemocromoglobina, de allí el cambio de color en la cocción.

El proceso tecnológico de curado tiene como objetivo mantener el color rojo de las carnes en embutidos y salazones pero también evita el desarrollo de bacterias anaeróbicas como clostridium botulinum. Este proceso consiste en el agregado de bajas cantidades de nitratos y reductores.

NO3-

HNO2 NO + Mioglobina Nitrosomioglobina

Desnaturalización dela globinanitrosohemocromoglobina"Fe2+"

El desarrollo de microorganismos también produce cambios en los pigmentos:

- La oximioglobina es oxidada por bacterias a metamioglobina (-OH), de color marrón.

- La metamioglobina, por actividad bacteriana, se transforma en coleglobina (-H2O2), de color verde.

- La metamioglobina, por actividad bacteriana, se transforma en sulfomioglobina (-SH), de color verde.

Antocianinas:

Las antocianinas son un grupo de compuestos hidrosolubles de colores que van del rojo al azul pasando por los violáceos. Dicha familia de compuestos está ampliamente distribuida en el reino vegetal, siendo responsables del color de uvas negras, cáscaras de berenjenas, ciruelas moradas y repollo colorado, entre otros.

Todas las antocianinas derivan de la estructura básica del catión flavilio:

El catión flavilio es muy deficiente en electrones y por lo tanto es muy reactivo. Las reacciones ordinariamente comprenden la decoloración de los pigmentos, indeseable casi siempre en el procesado de frutas y hortalizas. La velocidad de distribución de los pigmentos depende del pH y es rápida a pHs altos. La adición de SO3

2- o SO2 provoca la decoloración dando productos estables pero incoloros. Si se eliminan los SO3

2- o SO2 las antocianinas se regeneran. En presencia de ácido ascórbico también sufren degradación que es catalizada por Cu2+ y Fe2+.

40

Carotenoides:

Los carotenoides son un grupo de compuestos liposolubles, responsables de muchos de los colores amarillos y rojo de alimentos de origen vegetal y animal. Dependiendo de si están no oxigenados u oxigenados se los conoce como carotenos o xantófilos respectivamente. Los mismos están compuestos por ocho unidades isoprenoides, y pueden presentarse en forma libre en los tejidos vegetales o disueltos en lípidos.

(β-caroteno)

Carotenoide Alimento

β-caroteno Zanahorias, maíz, zapallo, leche

α-caroteno Zanahorias

Luteína Maíz y espinaca

Capsantina Ajíes rojos

Licopeno Tomate

Crocetina Azafrán

Pueden ser precursores de vitamina A (retinol, teniendo distinta capacidad de provitamina A, el beta caroteno por ruptura en el centro de la molécula da dos moléculas de vitamina A; el alfa caroteno da una molécula de vitamina A y el licopeno no tiene actividad.

La causa principal de degradación de compuestos carotenoides en los alimentos es la oxidación. En los alimentos procesados pueden sufrir autooxidación por reacción con oxígeno atmosférico a velocidades que dependen de la luz, la temperatura, presencia de pro- y antioxidantes o por acción de lipooxigenasas.

Flavonoides:

Comprenden una diversa clase de pigmentos que tienen una estructura similar a la de las antocianinas. Por lo menos hay 800 flavonoides diferentes. Los mismos son hidrosolubles, y dan colores amarillos y blancos.

41

Uno de los grupos principales son los flavonoles, como el canferol, quercetina y mirecetina. Dan coloraciones amarillas como en uva blanca, vino blanco y colores blancos como en coliflor, cebolla y papa. Tienen función antioxidante de grasas y aceites. Son relativamente estables al tratamiento térmico de los alimentos acuosos enlatados.

Betalaínas:

Las betalaínas son un grupo de compuestos semejantes a las antocianinas y flavonoides en su aspecto visual. Contienen nitrógeno. Son hidrosolubles. Se conocen unas 70 betalaínas y todas tienen la misma estructura básica:

La más conocida es la de la remolacha colorada. Las betalaínas se degradan durante el procesado térmico, pero debido a la cantidad de pigmento presente, el alimento mantiene un atractivo color. El pigmento aislado de la remolacha es estable en el intervalo de pH 4 a 6, de ahí el interés como colorante potencial para alimentos.

Propiedades Organolépticas

Las propiedades organoléptics son las propiedades sensoriales de los alimentos. Las mismas involucran:

- Sensaciones subjetivas que experimenta una persona al observar o ingerir un alimento

- Acepación o rechazo de un alimento.

- Dependen de la persona y del entorno.

A- FLAVOR :

42

El Flavor es una percepción integrada de todos los sentidos que contribuyen durante el consumo de un alimento. Dichas percepciones son químicas (gusto y olfato) como no químicas (sonido, sensaciones táctiles, vista).

La calidad sensorial depende de los individuos (condiciones fisiológicas, psicológicas y étnicas y sociológicas) y del alimento (características físicas, químicas, estructurales y las propiedades físicas del mismo).

Los sentidos y percepciones que intervienen en el flavor son:

Sabor: Sensación compleja integrada por la percepción simultánea del gusto y olor a través de la boca.

Flavor: Acción conjunta de las impresiones sensoriales de gusto, olor y las percepciones somatosensoriales de la cavidad bucal (sensaciones táctiles, dolorosas, de frío o calor), además de vista y sonido.

Gusto: Receptores en lengua y en cavidad oral. Es una respuesta a compuestos químicos hidrosolubles, polares y no volátiles.

Olor: Receptores del sistema olfativo. Sustancias volátiles, poco polares,compuesto de carácter de impacto. Hay un componente que da el olor característico. Es el que puede detectarse a menor concentración, y tiene un umbral.

El sabor raramente depende de una sola sustancia. Muy pocos sabores permiten la separación entre olores y gusto. Como saborizantes (gusto/olor) se puede agregar el compuesto de impacto y algunos más, pero no todos los compuestos que se encuentran en la sustancia natural.

B- Gusto

En cierto rango, la intensidad del gusto depende del logaritmo de la intensidad del estímulo. El umbral es la concentración a partir de la cual se detecta el compuesto: Los gustos que perciben nuestras papilas gustativas (hay alrededor de 10000) son dulce, amargo, salado y ácido.

Para el gusto dulce, se tiene el modelo tripartito estudiado en HdC.

Para el gusto amargo, el receptor es similar al del gusto dulce. Un grupo polar y un grupo hidrofóbico. (Ej. Café).

43

El gusto salado está dado por electrolitos como NaCl, es una mezcla de amargo, dulce y ácido, y la se debe a la interacción de los complejos catión/anión con el receptor.

El gusto ácido, posee un receptor tipo AH/B, que detecta H+.

Hay un quinto gusto, UNAMI: Es un gusto delicioso, dado por exaltadores, y no se conoce el mecanismo de acción. (Ej. Glutamato de sodio, maltol, etilmaltol).

Sensaciones Trigeminales: Sensaciones irritantes o agresivas percibidas en la cavidad bucal, se acompañan en general por picazón, contracciones, calor, frescor, e incluso irritación.

Pueden ser picante, astringente, ardiente, acre y metálico.

C- Olor :

El olor se percibe en bajas concentraciones (ppm, ppb). La percepción de un olor está dada por un sistema complejo de interacciones. Los compuestos que dan el olor pueden ser generados de diferentes formas:

a- Por biosíntesis, presente en los tejidos antes del procesado.

b- Formados enzimáticamente luego del procesado (descompartimentalización enzima-sustrato)

c- Derivados de fermentaciones (Lácticas o etanólicas)

d- Producidas durante el procesado o almacenamiento.

44

Propiedades físicas y funcionales de todo el mundo

Propiedades Funcionales de Mono y Disacáridos:

1- Higroscopicidad.2- Agentes de consistencia3- Solubilidad4- Retención de solutos5- Producción de aromas6- Estado Vítreo7- Poder Edulcorante

Propiedades Funcionales del almidón:

1- Gelificación2- Espesante3- Ligante

Propiedades Funcionales de Proteínas:

1- Interacciones Proteína – Aguaa. Viscosidadb. Solubilidadc. Dispersibilidadd. Hinchamiento

2- Interacciones Proteína – Proteína

a. Precipitaciónb. Gelificaciónc. Texturizaciónd. Formación de masas

3- Propiedades de superficiea. Capacidad emulsionanteb. Formación de espumas

Propiedades Físicas de las proteínas:

1- Absorción de agua- sitio polar2- Absorción de agua de multicapa3- Condensación de agua líquida

4- Solubilidad5- Viscosidad/Dispersibilidad

Propiedades Funcionales de Enzimas:

1- Acción sobre el color2- Acción sobre la textura3- Acción sobre el Flavor4- Acción sobre el Valor Nutritivo

Propiedades Físicas de lípidos:

1- Fuerzas de atracción2- Viscosidad3- Densidad4- Índice de Refracción5- Punto de Fusión6- Polimorfismos7- Cristales Líquidos

Propiedades Funcionales de Lípidos:

1- Brillo2- Transferencia de calor3- Emulsionante4- Palatabilidad5- Flavor6- Plasticidad7- Cuerpo8- Propiedades de cobertura

Reacciones de Todo el Mundo

Reacciones de Proteínas:

1- Vía carbanióna. Racemizaciónb. Formación de DHA

2- Entrecruzamiento3- Oxidación4- Pirólisis del Triptofano

Reacciones de Lípidos:

1- Hidrólisis en medio ácido

45

2- Hidrólisis Enzimática3- Autooxidación4- Fotooxidación Tipo I5- Fotooxidación Tipo II6- Oxidación Enzimática

Reacciones de Pectinas:

1- Pectinesterasa2- Poligalacturonasa3- Pectatoliasa4- Pectinliasa

Reacciones de Pigmentos:

1- Clorofilas:a. Formación de Feofitinas

y pirofitinas.b. Clorofilasac. pHd. Fotodegradación

2- Mioglobina (combinación de todo lo siguiente)

a. Acción de O2b. Acción de NO2-c. Desanuralización

3- Antocianinas:a. Reacción con sulfitob. Ác. Ascórbico (Cu,Fe)

4- Carotenoides:a. Oxidaciones

5- Betalaínas:a. Influencia del pH.

Otras yerbas

Categorización de aditivos:

1- Para mejorar el valor nutritivoa. Colorantesb. Fortificantes

2- Para mejorar la estabilidad y conservabilidad.

a. Antimicrobianosb. Antioxidantesc. Antipardeamiento

3- Como recurso en procesos tecnológicos

a. Espesantesb. Emulsionantesc. Espumantesd. Acidificantese. Reguladores de acidéz

4- Afección de propiedades sensoriales.

a. Exaltadores del saborb. Edulcorantes (calóricos y

no calóricos)c. Colorantesd. Aromatizantes/

Saborizantes.

Auxiliares Tecnológicos de Fabricación:

1- Clarificantes2- Espesantes3- Enzimas4- Catalizadores5- Antiespumantes6- Emulsionantes7- Abrillantadores

Alteraciones:

1- Físicas:a. Daños Físicosb. Cristalizaciónc. Estado Vítreod. Retrogradacióne. Ruptura de emulsionesf. Transferencia de aguag. Desnaturalización de

Proteínas

46

2- Químicas:a. Proteínasb. Vitaminasc. HdCd. Lípidose. Enzimas

3- Biológicasa. Infección Alimentariab. Intoxicación Alimentariac. Fermentaciones varias.

Disminución de la disponibilidad:

1- Bloqueo2- Estado de oxidación3- Presencia de antinutrientes4- Balance de nutrientes.

47

Algunas Otras cosas…

Sobre Gomas:

Una goma puede ser definida en un sentido amplio como cualquier polisacárido soluble en agua, extraíble a partir de vegetales terrestres o marinos o de microorganismos, que posee la capacidad en solución de incrementar la viscosidad y/o de formar geles. Tal definición, sin embargo, excluye a los almidones y las pectinas, que ya han sido discutidos. Gomas vegetales de uso generalizado son los galactomananos de semillas de guar y algarrobo, los exudados, goma arábiga y tragacanto, y las algas, carragenanos, alginatos y agar. Todos ellos son muy utilizados en la tecnología alimentaria.

Geles de Proteínas:

Cuando las proteínas desnaturalizadas se agregan para formar una red proteica ordenada, al proceso se le llama gelificación. La gelificación es una propiedad funcional muy importante de algunas proteínas. Juega un papel fundamental en la elaboración de muchos alimentos, entre ellos diversos productos lácteos, clara de huevo coagulada, geles de gelatina, varias proteínas vegetales texturizadas por extrución o hilado y masas panarias.

En la mayoría de los casos, la formación del gel requiere tratamiento térmico, con frecuencia, seguido de enfriamiento y puede verse favorecida por una ligera acidificación. Sin embargo, algunas proteínas pueden formar geles sin ser sometidas a tratamiento térmico, bajo el efecto de una hidrólisis enzimática muy limitada (micelas de caseína, clara de huevo y fibrina), la simple adición de iones calcio (micelas de caseína), o la alcalinización seguida de ajuste de pH hasta valores neutros o al PI. Aunque la mayor parte de los geles se producen a partir de soluciones proteicas, también se pueden formar a partir de disoluciones de proteínas insolubles, o de solubilidad escasa, en medios acuosos o en disoluciones salinas (colágeno). La solubilidad de las proteínas no es pues siempre en prerrequisito de la capacidad de formación de geles.

Los mecanismos y las interacciones responsables de la formación de las redes tridimensionales proteicas que constituyen los geles no son suficientemente conocidos, pero prácticamente todos los estudios señalan la necesidad de que la proteína se desnaturalice antes de la interacción y agregación ordenada proteína-proteína. Esto explica por qué, por ejemplo, los purificados de proteína de soja previamente desnaturalizados por calor, los disolventes, o los álcalis pueden formar geles sin necesidad de un nuevo tratamiento térmico.

La formación de redes proteicas se considera el resultado de un balance entre las interacciones proteína-proteíina y proteína-disolvente (agua) y entre las fuerzas atractivas y repulsivas entre las cadenas polipeptídicas adyacentes. Entre las fuerzas atractivas implicadas se enceuntran las interacciones hidrofóbicas y electrostáticas (como los puentes de Ca), los puentes de hidrógeno, y los enlaces disulfuro.

48

A concentraciones proteicas altas, la gelificación puede tener lugar incluso en condiciones ambientales no especialmente favorables a la agregación. El establecimiento de enlaces cruzados covalentes (puentes S-S), suele conducir a la formación de geles irreversibles por calentamiento, como ocurre con los de ovalbúmina. En cambio, los geles de gelatina, que están estabilizados principalmente por puentes de hidrógeno, funden cuando se calientan pudiendo repetirse varias veces el ciclo gelificación-fusión.

Muchos geles ofrecen estructuras muy abiertas e hidratadas, con más de 10 grs de agua por cada gramo de proteína. La mayor parte del agua en los geles se encuentra como libre (no ligada), pero se halla físicamente inmovilizada y no puede ser expulsada por estrujamiento.

El rango de pH en el cual se lleva a cabo la gelificación aumenta con la concentración proteica, lo que indica que la formación de numerosos enlaces hidrofóbicos y disulfuro, a concentraciones proteicas altas, puede compensar la repulsión electrostática inducida por las elevadas cargas netas de las moléculas proteicas a pHs alejados del PI.

Las proteínas con porcentajes molares de aac hidrofóbicos altos (ovalbúmina), suelen exhibir un intervalo de pH de gelificación que es dependiente de la concentración proteica, en tanto que aquellas otras con un porcentaje molar de aac hidrófobos bajo, como la gelatina (colágeno), no sufren modificación alguna del intervalo de pH de gelificación con la concentración proteica.

Basándose en estas diferencias de comportamiento, como criterio, se ha sugerido una clasificación de las proteínas y los geles por ellos formados bajo la acción del calor:

- Grupo A: Constituído por proteínas, como la ovalbúmina, que precipitan bajo la acción del calor a concentraciones bajas y que dan geles opacos, a concentraciones elevadas.

- Grupo B: Formado por proteínas, como la gelatina, que a concentraciones altas dan geles claros y termorreversibles.

Sobre de empleo de Tratamientos Térmicos en Medio alcalino de Proteínas:

Disminución de los problemas:

- El agregado de amoníaco puede evitar la producción de enlaces cruzados, al parecer reaccionando con DHA para formar amino alanina.

- La cisteína, la glucosa y el bisulfito, reducen al igual que la acetilación previa de la lisina, la formación de lisinoalanina.

49

Empleos del tratamiento térmico:

- Solubilización de proteínas vegetales

- Preparación de caseinatos

- Detoxidicación de harinas de semillas oleaginosas que contengan aflatoxinas.

Emulsionantes – BHL

Los principales factores que estabilizan emulsiones son:

- Tensión Interfacial: La mayoría de los agentes emulsionantes son anfifílicos, por lo que se concentran en la interface aceite-agua, produciendo una disminución significativa de la tensión interfacial.

- Repulsión debida a carga eléctrica: Frecuentemente la estabilidad de la emulsión se atribuye, en gran medida, a la presencia de fuerzas eléctricas repulsivas en las superficies de las gotitas de emulsión. Así actúan por ejemplo los surfactantes iónicos

- Estabilización por sólidos finamente divididos: Las partículas sólidas de tamaño muy pequeño comparado con el de las gotitas de aceite dispersadas, pueden estabilizar una emulsión, ya que se adsorben en la interfaz formando una barrera física alrededor de las gotitas.

- Estabilización por macromoléculas: Varias sustancias de peso molecular elevado, entre las que se encuentran proteínas, son capaces de formar películas gruesas alrededor de las gotitas de emulsión, dotándola así de una barrera física frente a la coalescencia.

- Estabilización mediante cristales líquidos: El papel de los cristales líquidos en la estabilidad de una emulsión ha sido descubierto hace sólo unos pocos años. En una emulsión, las interacciones débiles entre el emulsificante, el aceite y el agua dan lugar a la formación de una multicapa con estructura de cristal líquido alrededor de las gotitas. Los polisorbatos que forman cristales líquidos de estructura Hexagonal I con el agua, se transforman en cristales líquidos laminares cuando se introducen triacilgliceroles.

- Estabilización por aumento de la viscosidad de la fase contínua: Cualquier factor que contribuya a aumentar la viscosidad de la fase contínua da lugar a una demora significativa de los procesos de floculación y coalescencia.

50

Sistema BHL para seleccionar los emulsionantes: Aunque los principales agentes emulsionantes son compuestos que tienen tanto grupos hidrofóbicos como hidrofílicos, y a pesar de que generalmente son más solubles en la fase contínua, se puede predecir el tipo de emulsión obtenido, en base a las propiedades hidrofílicas-lipofílicas del emulsionante. La determinación experimental del número BHL para un emulsionante es un proceso tedioso. Como regla general, los emulsionantes con valores de BHL comprendidos entre 3 y 6 favorecen las emulsiones agua en aceite, y los comprendidos entre 8 y 18 favorecen las emulsiones aceite en agua.

51