EFECTO DE LOS PROCESOS TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LAS PROTEÍNAS, LÍPIDOS Y CARBOHIDRATOS...
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE ING. AGROINDUSTRIAL CURSO: Alimentación Humana y Animal INTEGRANTES: AVALOS BALTAZAR, JOSÉ ANTONIO CERNA VILLANUEVA, JEREMÍAS JAIME CHACÓN VILLALVA, ROGER QUEZADA LÓPEZ, LUIS ENRIQUE SUMARAN CONTRERAS, HEISON VARAS ROJAS, LUCIA Docente: MS.C. Patricia Elizabeth Torres Plasencia
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIASESCUELA PROFESIONAL DE ING.
AGROINDUSTRIALCURSO: Alimentación Humana y Animal
INTEGRANTES: AVALOS BALTAZAR, JOSÉ
ANTONIO CERNA VILLANUEVA, JEREMÍAS
JAIME CHACÓN VILLALVA, ROGER QUEZADA LÓPEZ, LUIS ENRIQUE SUMARAN CONTRERAS, HEISON VARAS ROJAS, LUCIA
Docente: MS.C. Patricia Elizabeth Torres Plasencia
EFECTO DE LOS PROCESOS TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LAS
PROTEÍNAS, LÍPIDOS Y CARBOHIDRATOS PRESENTES
EN LOS ALIMENTOS
RESUMEN LA ESTABILIDAD Y EL VALOR NUTRITIVO DE LOS MACRONUTRIENTES DE LOS
ALIMENTOS PUEDEN AFECTARSE POR LOS PROCESOS TECNOLÓGICOS, EN SENTIDO TANTO POSITIVO COMO NEGATIVO.
TODOS LOS SISTEMAS DE PROCESADO INFLUENCIAN EL VALOR NUTRITIVO DE LOS ALIMENTOS, Y EL GRADO EN QUE LO HACEN DEPENDE EN GRAN MEDIDA DEL NUTRIENTE CONSIDERADO, DEL ALIMENTO O SISTEMA ALIMENTICIO PARTICULAR.
EL CALOR DESNATURALIZA LAS PROTEÍNAS DE LOS ALIMENTOS, LIMITANDO LAS PROPIEDADES BIO ACTI VAS DE ALGUNAS DE ELLAS.
EN LOS HIDRATOS DE CARBONO SON MUY ESTABLES AL CALOR Y LA PÉRDIDA DE ESTOS NU TRIENTES SE ASOCIA SOBRE TODO A LAS REACCIONES DE MAILLARD.
LOS LÍPIDOS SON SENSIBLES A LA LUZ, A LA TEMPERA TURA Y AL OXÍGENO, QUE FAVORECEN LA OXIDACIÓN Y DEGRADACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS POLIINSATURA DOS DANDO LUGAR A COMPUESTOS TÓXICOS.
EFECTOS DE LOS PROCESOS TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD
DE LAS PROTEÍNAS
LAS ACCIONES DE LOS PROCESOS DE CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS AFECTAN A TODOS LOS MACRONUTRIENTES, AUNQUE LOS EFECTOS SOBRE LAS PROTEÍNAS SUELEN SER MÁS EVIDENTES.
EN MUCHOS CASOS SE PRODUCE UNA AL TERACIÓN DE LA ESTRUCTURA Y UNA REDUCCIÓN DEL CON TENIDO O DE LA BIODISPONIBILIDAD DE SUS AMINOÁCI DOS ESENCIALES.
DESDE EL PUNTO DE VISTA NUTRICIONAL, ESTAS ALTERACIONES PUEDEN NO TENER IMPORTANCIA SI SE PRODUCEN SOBRE UN AMINOÁCIDO QUE NO ES LIMI TANTE PARA EL CRECIMIENTO Y DESARROLLO, O CUANDO LA PROTEÍNA QUE SUFRE LA ALTERACIÓN CONTRIBUYE SÓ LO PARCIALMENTE AL APORTE PROTEICO DE LA DIETA.
SIN EMBARGO, CUANDO LA ALIMENTACIÓN SE SUSTENTA EN UN SÓLO PRODUCTO O EN UN NÚMERO LIMITADO DE ELLOS, COMO OCURRE EN LOS LACTANTES, EN LOS ANCIANOS Y EN POBLACIONES DE ESCASOS RECURSOS, LA ALTERACIÓN QUÍ MICA DE LAS PROTEÍNAS PUEDE SER PERJUDICIAL PARA EL SER HUMANO.
DESNATURALIZACIÓN
LA DESNATURALIZACIÓN DE UNA PROTEÍNA SUPONE EL CAMBIO DE CONFORMACIÓN DESDE SU ESTADO NATIVO A OTROS ESTADOS CONFORMACIONALES, DEBIDO AL AUMENTO DE LAS VIBRACIONES MOLECULARES CON MODIFICACIÓN DE ENLACES USUALMENTE NO COVALENTES, AUNQUE EL DESPLEGAMIENTO DE LA MOLÉCULA PROVOCA A VECES LA RUPTURA DE PUENTES DISULFURO.
LA TEMPERATURA DE DESNATURALIZACIÓN ES ESPECÍFICA DE CADA PROTEÍNA.
LA DESNATURALIZACIÓN PROTEICA PUEDE SER REVERSIBLE CUANDO EL CALOR APLICADO ES ESCASO, PERO EN TÉRMINOS PRÁCTICOS LAS PROTEÍNAS DE LOS ALIMENTOS, CUANDO SE DESNATURALIZAN, LO HACEN DE FORMA IRREVERSIBLE.
LA DESNATURALIZACIÓN PROTEICA SUELE TENER EFECTOS FAVORABLES SOBRE LA ESTRUCTURA, CARACTERES ORGANOLÉPTICOS Y DIGESTIBILIDAD DE LOS ALIMENTOS, YA QUE SE PRODUCE LA INACTIVACIÓN DE NUMEROSAS ENZIMAS.
ASIMISMO, SE INACTIVAN NUMEROSOS FACTORES ANTINUTRITIVOS DE ORIGEN PROTEICO PRESENTES EN ALGUNAS PLANTAS, Y ADEMÁS LA ANTIGENICIDAD DE LAS PROTEÍNAS ALIMENTARIAS DISMINUYE.
EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE LAS PROTEÍNAS, AISLADAS O EN PRESENCIA DE AZÚCARES, DISMINUYE SU ANTIGENICIDAD.
TIEMPOS DE ESTERILIZACIÓN MÁS LARGOS NO DISMINUYEN LA ANTIGENICIDAD DE ESTA PROTEÍNA Y HACEN QUE APAREZCAN COMPUESTOS DE PARDEAMIENTO, CON UNA DISMINUCIÓN PARALELA DE LA LISINA BIODISPONIBLE.
ISOMERIZACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
LOS AMINOÁCIDOS SE ISOMERIZAN DESDE LA FORMA L (LEBOGIRO: HORARIO) A LA D (DEXTROGILO: ANTI HORARIO) POR EFECTO DEL CALOR EN CONDICIONES ALCALINAS, CON LA CONSIGUIENTE PÉRDIDA DE VALOR BIOLÓGICO DE LAS PROTEÍNAS.
LA CINÉTICA DE LA RACEMIZACIÓN DEPENDE DE LA NATURALEZA DE LA PROTEÍNA, DE LA TEMPERATURA, DEL PH Y DEL RESIDUO AMINOACILO IMPLICADO.
A VALORES DE PH ELEVADOS PUEDEN AFECTARSE PRÁCTICAMENTE TODOS LOS AMINOÁCIDOS, AUNQUE LOS TRATAMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS USUALMENTE A LOS ALIMENTOS SÓLO PRODUCEN ISOMERIZACIÓN NOTABLE EN EL ÁCIDO ASPÁRTICO.
LA LISINOALANINA (LAL) ES UN DIPÉPTIDO QUE SE FORMA EN LOS HIDROLIZADOS PROTEICOS DE LOS ALIMENTOS SOMETIDOS A LA ACCIÓN DE LOS ÁLCALIS. LA SÍNTESIS CATALIZADA POR LAS BASES PROCEDE POR ADICIÓN DEL GRUPO Ε-AMINO DE LA LISINA AL DOBLE ENLACE DEL RESTO DE DEHIDROALANINA, DERIVADO DE LA CISTEÍNA O DE LA SERINA.
DESDE UN PUNTO DE VISTA NUTRICIONAL, LA FORMACIÓN DE LAL SUPONE UN DESCENSO DE LOS AMINOÁCIDOS LISINA Y CISTEÍNA, ASÍ COMO UNA DISMINUCIÓN EN LA DIGESTIBILIDAD DE LA PROTEÍNA MODIFICADA.
EN GENERAL, NO SE HA ENCONTRADO FORMACIÓN DE LAL EN LECHES DESNATADAS SOMETIDAS A TRATAMIENTOS TÉRMICOS UHT DIRECTOS. SIN EMBARGO, EN LECHE UHT POR PROCEDIMIENTO INDIRECTO O EN LECHES ESTERILIZADAS SE HAN ENCONTRADO NIVELES DE LAL QUE OSCILAN DE 50 A 710 PPM. SE HA SEÑALADO UNA MAYOR FORMACIÓN DE LAL AL AUMENTAR EL PH Y LA TEMPERATURA.
INTERACCIÓN PROTEÍNA – PROTEÍNA
EN ESTE APARTADO SE INCLUYEN TODAS LAS REACCIONES QUE PUEDEN SUFRIR LOS RESIDUOS DE AMINOÁCIDOS EN AUSENCIA DE MOLÉCULAS NO PROTEICAS, Y QUE OCURREN ESPECIALMENTE EN LOS ALIMENTOS DE ELEVADO CONTENIDO PROTEICO CUANDO SE SOMETEN A ELEVADAS TEMPERATURAS.
LA ESTABILIDAD DE LAS CADENAS LATERALES DE LOS AMINOÁCIDOS ES VARIABLE DEPENDIENDO DE SU ESTRUCTURA.
POR OTRA PARTE, LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS ENÉRGICOS PUEDEN CONDUCIR A LA Β-ELIMINACIÓN DE FOSFATO PROCEDENTE DE RESIDUOS DE FOSFOSERINA O DE GRUPOS SULFHIDRILO DE LA CISTEÍNA.
AMBAS REACCIONES SE ACELERAN EN MEDIO ALCALINO Y DAN LUGAR A LA FORMACIÓN DE UNA MOLÉCULA ALTAMENTE REACTIVA, LA DEHIDROALANINA.
POR OTRA PARTE, EN MEDIO ÁCIDO EL TRIPTÓFANO SE DESTRUYE RÁPIDAMENTE, LA CISTEÍNA SE CONVIERTE PARCIALMENTE EN CISTINA Y LA SERINA Y LA TREONINA SE DESTRUYEN PARCIALMENTE.
ASIMISMO, LA TREONINA Y LA FENILALANINA SE DESTRUYEN PARCIALMENTE POR ACCIÓN DE LA LUZ ULTRAVIOLETA. LAS TRANSFORMACIONES QUÍMICAS QUE SUFRE EL TRIPTÓFANO OCURREN EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA, LA DURACIÓN DEL TRATAMIENTO TÉRMICO Y LA PRESENCIA DE AGUA Y DE OXÍGENO, Y ESTÁN ME-DIADAS POR UN MECANISMO DE FORMACIÓN DE RADICALES LIBRES.
A TEMPERATURAS EXTREMAS, COMO LAS QUE SE ALCANZAN DURANTE LOS PROCESOS DE ASADO DE CARNES Y DE PESCADOS, SE PRODUCE DEGRADACIÓN DE LA CADENA CARBONADA DE LOS AMINOÁCIDOS EN UNA SERIE DE REACCIONES CONOCIDAS COMO PIRÓLISIS.
LA DISPONIBILIDAD NUTRITIVA DE LA MAYOR PARTE DE LOS AMINOÁCIDOS SE REDUCE, YA QUE DICHOS ENLACES SUPONEN UN IMPEDIMENTO ESTÉRICO PARA EL ACCESO DE LAS PROTEASAS A LOS CENTROS ACTIVOS DE HIDRÓLISIS.
INTERACCIONES PROTEÍNA-HIDRATOS DE CARBONO
(REACCIÓN DE MAILLARD Y DEGRADACIÓN DE STRECKER).
LAS REACCIONES DE MAILLARD: Tienen lugar entre grupos amino de los aminoácidos y azúcares reductores, y otras reacciones de pardeamiento no enzimático que tienen lugar con azúcares no reductores, causan el deterioro de los alimentos durante el procesado y posterior almacenamiento. Las pérdidas de calidad nutritiva se deben a uno o varios de los siguientes factores: destrucción de aminoácidos esenciales, descenso en la digestibilidad de los nutrientes y producción de compuestos antinutricionales y tóxicos.
LA DEGRADACIÓN DE STRECKER
Implica la desaminación oxidativa y la descarboxilación de un α-aminoácido en presencia de un compuesto dicarbonilo. Los productos formados en esta reacción son un aldehído que contiene un carbono menos que el aminoácido original y una α-aminocetona. En el caso de la cisteína, además de los dos productos normales, también se forman sulfuro de hidrógeno, amoniaco y acetaldehído y se regenera el compuesto dicarbonilo. Las aminocetonas tienen un acusado carácter reductor, por lo que presentan una fuerte acción antioxidante. La degradación de Strecker de la metionina es también una fuente de compuestos azufrados reductores como el 2-metiltiopropanal (metional) y el metanotiol
El agua presente en un alimento ejerce una influencia considerable en la reacción de Maillard, y la velocidad aumenta de forma exponencial al disminuir la actividad de agua hasta un máximo de 0,6 a 0,7. El estado físico del alimento también afecta a la velocidad de reacción; así, la transición del estado amorfo al cristalino da lugar a la expulsión de agua ligada (desorción), que queda disponible para la interacción con otros componentes. Ésta es la causa de la aparición de pardeamiento en productos deshidratados almacenados en condiciones de humedad exterior y temperaturas elevadas
INTERACCIONES PROTEÍNA-LÍPIDOS:
Los productos de la oxidación final de los lípidos representan una pléyade de compuestos de naturaleza diversa, especialmente aldehídos, cetonas, moléculas bi y trifuncionales, hidrocarburos alifáticos lineales y cíclicos y compuestos heterocíclicos alifáticos de cadena muy larga. Todos estos compuestos pueden interaccionar con las proteínas dando lugar a numerosas reacciones que influyen en la calidad, las características organolépticas y el valor nutritivo de los alimentos.
Los hidroperóxidos lipídicos reaccionan con algunos aminoácidos como el triptófano, la metionina y la cisteína, oxidándolos, y los compuestos carbonílicos reaccionan con la lisina por mecanismos similares a los descritos para los azúcares. Asimismo, la inducción de radicales libres proteicos por contacto con los radicales libres formados durante la oxidación de los lípidos puede dar lugar a la formación de puentes covalentes inter e intramoleculares. Los enlaces cruzados podrían producirse también por reacciones cruzadas con productos secundarios de la peroxidación lipídica.
INTERACCIONES PROTEÍNA-VITAMINAS Y ELEMENTOS MINERALES
La influencia de la reacción de Maillard sobre las vitaminas de los alimentos no es del todo conocida; sin embargo, hay evidencias de que las premelanoidinas pueden reaccionar con las vitaminas B1 y B6, y con el ácido pantoténico, produciendo su degradación parcial a partir de 60 ºC. En cuanto a la vitamina C, la degradación del ácido ascórbico, como se ha comentado con anterioridad, está estrechamente relacionada con la reacción de Maillard; se conoce que el ácido dehidroascórbico reacciona con los grupos amino libres para formar pigmentos rojos y pardos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS TECNOLÓGICOS EN LA
ESTABILIDAD DE LOS LÍPIDOS
La oxidación de los lípidos, especialmente de los insaturados, ha sido y continúa siendo un área científica de gran interés
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOSRelaciona
directamente
Deterioro Aparición de características no
deseables de los alimentosCondicionar sustancias que interaccionan con otros nutrientes modificando su valor alimenticio
Condicionar la aparición de compuestos tóxicos.
Alteraciones importantes del valor nutritivo de los
alimentos.
EL PROBLEMA SE COMPLICA MAS
CUANDO.
Las reacciones de oxidación pueden iniciarse.
Inhibirse o modificarse.
POR MUCHOS FACTORES
LUZ
TEMPERATURA
pH ENZIMAS
METALES
ANTIOXIDANTES
La degradación o la alteración lipídica.
OCASIONAN
PROCESO TECNOLÓGICO DE LOS ALIMENTOS
oxidación térmica
oxidación radiolítica.
Hidrogenación y por procesos de
interesterificación
OCACIONAR
Cambios polimórficos que pueden afectar su
utilización por los seres humanos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS1.-Oxidación2.-Interacción lípidos-iones metálicos
5.-Hidrogenación
3.-Degradación térmica4.-Radiólisis
6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOSOxidación
fotosensible.
Autooxidación de los lípidos.1.-OXIDACIÓN
Lípidos de los alimentos pueden degradarse por diferentes mecanismos.
Los triglicéridos y los fosfolípidos pueden sufrir procesos de hidrólisis catalizados por
lipasas y fosfolipasas de los propios alimentos o de los microorganismos que los contaminan, dando lugar a la formación de
ácidos grasos libres causantes de la denominada rancidez hidrolítica.
La oxidación de los lípidos de los alimentos consiste en la reacción
del oxígeno con los ácidos grasos insaturados.
Oxidación fotosensible.
Autooxidación de los lípidos.1.-OXIDACIÓN
Los ácidos grasos.
Pueden sufrir procesos de
Autooxidación .
Formación de compuestos oxidados .
posteriormente se degradan.
Dando lugar
Alquenales
Alcanales Alcadienales
Aldehídos.Ésteres
AlcoholesCetonasAcidos
Principales
ácidos araquidónico.
ácidos linolénico.ácidos
linoleico
ácidos oleico.
La estructura de los compuestos volátiles formados depende de la composición de la cadena alquílica y de la posición donde ocurre la escisión. Si la escisión ocurre en posición β y el grupo alquilo es saturado aparece un aldehído, mientras que la escisión α genera un radical alquilo. Este fragmento puede generar un alcano o reaccionar con oxígeno para formar un hidroperóxido primario, el cual forma posteriormente un radical alcoxilo que conduce a la formación de productos estables tales como aldehídos y alcoholes.
Los ácidos grasos saturados son relativamente estables a la oxidación a temperaturas relativamente bajas.
Los principales compuestos oxidados que se obtienen son aldehídos y metilcetonas, seguidos de hidrocarburos, ácidos, γ -lactonas y alcoholes
Si temperatura aumenta hasta valores utilizados en los procesos de fritura, la oxidación de la cadena carbonada comienza al azar.
O en posición β respecto al grupo éster.
A 150 ºC la oxidación de los ésteres metílicos de los ácidos grasos saturados se inicia preferentemente en el centro de la molécula
Oxidación fotosensible.
Autooxidación de los lípidos.1.-OXIDACIÓN
OXIGENO
AC. GRASO INS.PERÓXID
OCARBON
O
La reacción no implica la formación de radicales libres, es independiente de la concentración de oxígeno y no presenta fase de retraso. Asimismo, los dobles enlaces afectados pasan a tener configuración trans y la reacción es inhibida por secuestradores del oxígeno singlete como el β-caroteno y los tocoferoles, pero no se afecta por la presencia de otros antioxidantes.
Fotosensibilador
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS1.-Oxidación2.-Interacción lípidos-iones metálicos
5.-Hidrogenación
3.-Degradación térmica4.-Radiólisis
6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS
2.-Interacción lípidos-iones metálicos.
La oxidación de los lípidos
PUEDE ESTAR CATALIZADA
Por iones metálicos en presencia de
agentes reductores.
ascorbato FADH2 NADH
TALES COMO
PRESENTES EN LOS ALIMENTOS
EN ESTOS CASOS
Catión Fe3+
autooxidación del agente reductor
produce el anión superóxido (O2)
EN EL CASO DE LOS TIOLES
por dismutación
, forma H2O2.
RADICAL TIOLICO CATALIZ
A
reducción del
oxígeno hasta O2.
En los alimentos los iones metálicos están ligados a sustancias como el
ADP, DNA y metaloproteínas.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS1.-Oxidación.2.-Interacción lípidos-iones metálicos.
5.-Hidrogenación.
3.-Degradación térmica.4.-Radiólisis.
6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS
3.-Degradación térmica.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS
3.-Degradación térmica.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS1.-Oxidación.2.-Interacción lípidos-iones metálicos.
5.-Hidrogenación.
3.-Degradación térmica.4.-Radiólisis.
6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS
4.-Radiólisis.
La ionización primaria de los ácidos grasos.
El mecanismo general de alteración de los lípidos por las radiaciones de alta energía
Con formación de productos radiolíticos.
Fragmentación del ión molecular positivo localizado en el grupo carboxilo o en un doble enlace.
IMPLICA
Genera cadenas alquílicas o derivados oxiacilo.
Los nuevos cationes formados reaccionan con estos últimos compuestos, dando lugar a la formación de polímeros.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS1.-Oxidación.2.-Interacción lípidos-iones metálicos.
5.-Hidrogenación.
3.-Degradación térmica.4.-Radiólisis.
6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS
5.-Hidrogenación.
La hidrogenación de grasas insaturadas.
objeto modificar la composición de los ácidos grasos con el fin de producir
SERIE DE PROCESO
S
producir aceites o grasas con características funcionales específicas. PRINCIPALES
OBJETIVOSReducir el grado de insaturación y, por tanto, limitar la velocidad
de oxidación, y modificar las características físicas, especialmente el punto de fusión, y las características de cristalización, de manera que el producto sea adecuado para determinadas
aplicaciones, como el uso en pastelería.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS1.-Oxidación.2.-Interacción lípidos-iones metálicos.
5.-Hidrogenación.
3.-Degradación térmica.4.-Radiólisis.
6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos.
EFECTOS DE LOS PROCESOS TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.
Interesterificación
cambia el patrón de distribución de los ácidos grasos
DENTRO DEL
TRIGLICERIDO.
DANDO LUGAR
A grasas con características
deseables en cuanto a punto de fusión y de
cristalización.
La migración de ácidos grasos dentro de una misma molécula de triglicérido es lo que se denomina intraesterificación.
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS1.-Oxidación.2.-Interacción lípidos-iones metálicos.
5.-Hidrogenación.
3.-Degradación térmica.4.-Radiólisis.
6.-Interesterificación y formación de triglicéridos estructurados.7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos.
La generación de diversos compuestos oxidados y de radicales libres conduce a la alteración del valor biológico de otros nutrientes.
Dan lugar a la aparición de sabores anómalos y a la destrucción de ácidos grasos esenciales
Las transformaciones que sufren los lípidos por efecto de los tratamientos tecnológicos tiene una gran influencia sobre su valor nutritivo. .
EFECTOS DE LOS PROCESOS
TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD DE LOS
LÍPIDOS
7.-Efectos de los tratamientos tecnológicos sobre el valor nutritivo de los lípidos. Las transformaciones que sufren los lípidos por efecto de los tratamientos tecnológicos tiene una gran influencia sobre su valor nutritivo.
La autooxidación aumenta con el tiempo y la temperatura de almacenamiento.
Compuestos polares acíclicos y cíclicos y de polímeros, muchos de ellos de carácter tóxico.
La degradación térmica de los ác. grasos lleva inevitablemente a la formación de numerosos compuestos.
La autooxidación aumenta con el tiempo y la temperatura de almacenamiento.
En términos prácticos, la degradación sólo ocurre en procesos de fritura o asado y es directamente proporcional al grado de insaturación de los aceites o grasas empleadas e inversamente proporcionales a su contenido en antioxidantes.
EFECTOS DE LOS PROCESOS TECNOLÓGICOS EN LA ESTABILIDAD
DE LOS CARBOHIDRATOS
Los tratamientos tecnológicos aplicados a los alimentos tienen un efecto variable sobre los hidratos de carbono. Las reacciones más estudiadas se refieren a la degradación de los azúcares y a sus reordenamientos posteriores e interacciones con otros compuestos como proteínas y lípidos.
ANNEALING
Se define como el tratamiento físico que involucra someter al almidón, con contenidos de humedad de 40% o mayores, a temperaturas superiores a la temperatura de transición vítrea, pero inferiores a la temperatura de gelatinización. En lugar de agua se puede utilizar otro plastificante, como glicerol, aunque el término “annealing” se emplea cuando se utiliza agua. El annealing facilita la interacción entre cadenas y mejora la perfección de los cristales.
1. TRATAMIENTO CON CALOR-HUMEDAD
ESTRUCTURA DEL GRÁNULO DE ALMIDÓN Y ANNEALING
b
a
b
a
annealing
1. Extremo reductor
a: alto orden molecular (segmentos lineales de amilopectina).
Zona cristalina.
b: bajo orden molecular (puntos de a: alto orden
molecular ramificación). (Segmentos lineal de Zona amorfa
en estado vítreo.
c: (amilo pectina). Zona amorfa en estado gomoso
(mayor movilidad). Zona cristalina.
d: bajo orden molecular (puntos de ramificación). Zona amorfa en estado vítreo.
TRANSICIÓN VÍTREA
Si bien el estado vítreo no es exclusivo de los azúcares, ya que
los carbohidratos complejos y las proteínas, entre otros compuestos,
también pueden experimentar transición vítrea, lo incluiremos en
esta sección, ya que hay ejemplos muy conocidos de azúcares en
estado vítreo entre los alimentos. La temperatura de transición
vítrea es muy importante para controlar la cristalización en muchos
alimentos, y como consecuencia sus características físicas y
sensoriales y su vida útil. Por ejemplo, la lactosa de la leche en
polvo, obtenida por secado espray, se encuentra en estado vítreo.
0 20 40 60 80 100 Concentración de sacarosa [%p/p]
DIAGRAMA DE ESTADO DE UN SISTEMA SACAROSA-AGUA
GELATINIZACIÓN
Cuando se calienta con una cantidad suficiente de agua, el almidón experimenta una transición irreversible orden-desorden llamada gelatinización. Los gránulos de almidón absorben agua, se hinchan, pierden cristalinidad y liberan amilosa. El proceso de gelatinización se ha estudiado por distintas técnicas, como calorimetría diferencial de barrido (DSC), microscopía óptica y difracción de rayos X.
GELATINIZACIÓN DEL ALMIDÓN. CAMBIOS EN LA
AMILOPECTINA
RETROGRADACIÓN DEL ALMIDÓN
El término “retrogradación” se utiliza para describir los cambios que ocurren cuando se enfría y almacena almidón gelatinizado. Este proceso, que incluye gelificación y cristalización, es de mucha importancia en la industria de alimentos porque afecta la textura y la digestibilidad de alimentos ricos en almidón.
ESQUEMA DE LOS CAMBIOS EXPERIMENTADOS POR EL ALMIDÓN DURANTE LA GELATINIZACIÓN
AMILOGRAMA DE MAÍZ CÉREO
TRATAMIENTOS FÍSICOS
En la molienda de cereales para obtener harinas refinadas se eliminan las cubiertas externas del grano, que
son ricas en fibra. Las harinas integrales contienen grandes cantidades de celulosa y hemicelulosas. En
cambio, en la harina refinada de trigo, centeno y maíz, las fibras que predominan son arabinoxilanos, una
hemicelulosa, mientras que los granos refinados de avena y cebada son ricos en β-glucanos solubles.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
Los tratamientos térmicos modifican la estructura de muchas fibras solubles y, como consecuencia, sus
propiedades funcionales, entre ellas la viscosidad. El calentamiento facilita la disolución de gomas como
la goma guar, pero también puede producir su degradación si se alcanza una temperatura suficientemente
alta.
MOLIENDA DE CEREALES
TRATAMIENTOS SEVEROS
1. Hidrolisis
Condiciones: La hidrólisis puede ser química (en medio ácido) o enzimática.
Sustratos: Glicósidos, oligosacáridos y polisacáridos.
Hidrolisis enzimática
Existen numerosas enzimas que actúan sobre los enlaces glicosídicos, y se conocen como glicosidasas : la α-amilasa (endoenzima) que corta α-(1→4) de amilosa y amilopectina dando como
producto dextrinas límites ramificados y maltooligosacáridos la β-amilasa
la La βamilasa es una exoenzima que corta enlaces
α-(1→4) de amilosa y amilopectina, pero se obtiene
maltosa a partir del extremo no reductor, y dextrinas límite
de mayor peso molecular que la α-amilasa, ya que no
puede actuar más allá de la ramificación α-(1→6) de la
amilopectina .
Las pectinas, por otro lado, se degradan por tres tipos de enzimas:
Poligalacturonasa
pectín y pectato liasa
pectín metil esterasa. (demetilación de la pectina)
cortan enlaces α-(1→4)
Figura 13: Hidrólisis ácida de la
maltosa
CONSECUENCIAS Y APLICACIONES
En el proceso de obtención del azúcar
común (sacarosa), se evita un medio ácido
que favorezca la hidrólisis de la sacarosa.
Al calentar la sacarosa para preparar
caramelo, por ejemplo, puede haber algo
de hidrólisis, favorecida por la presencia
de pequeñas cantidades de ácido, dando
D-glucosa y D-fructosa. Estos
azúcares pueden sufrir otras reacciones,
deseables o no, como deshidratación o
Maillard, en este caso si hay grupos amino
presentes.
La hidrólisis del almidón es uno de los pasos para la
obtención de jarabes de alta fructosa, que se utilizan
en la elaboración de golosinas y gaseosas,
aprovechando el alto poder edulcorante de la
fructosa. Los jarabes se pueden obtener por
hidrólisis ácida del almidón de maíz con ácido
clorhídrico y temperatura, seguida por hidrólisis
enzimática. La glucosa se convierte reversiblemente
en fructosa por acción de la glucosa isomerasa,
obteniendo una mezcla de ambos azúcares
Reacciones de deshidratación y degradación térmica
Condiciones
Son reacciones que se producen por
calentamiento de azúcares, y pueden
estar catalizadas por ácidos o bases
No hay ruptura de enlaces carbono-
carbono
Incluyen la anomerización, la
isomerización aldosa-cetosa, y las
reacciones de deshidratación
Muchas reacciones de este tipo son de
βeliminación. Las pentosas dan principalmente
furfural y las hexosas hidroximetilfurfural (HMF),
siendo el primero mucho más tóxico que el HMF.
Estos compuestos se producen en los jugos de fruta
tratados térmicamente .En la miel, el HMF es un
índice de tratamiento térmico y de envejecimiento.
Otros productos del calentamiento de azúcares son
el maltol y el isomaltol, que contribuyen al aroma
del pan.
Caramelización
Condiciones
La caramelización tiene lugar por
calentamiento directo de hidratos de
carbono, particularmente de azúcares y
jarabes. Se favorece por la presencia de
pequeñas cantidades de ácidos y de
ciertas sales. Los catalizadores se utilizan
para aumentar la velocidad de reacción, y
también para obtener caramelo con un
determinado color, solubilidad y acidez.
La caramelización se produce cuando se calientan
azúcares. Cuando se trata de disacáridos tiene lugar una
hidrólisis previa, luego se abre el anillo hemiacetálico y
los monosacáridos resultantes se transforman en enoles.
Seguidamente se produce una deshidratación del enol
dando lugar a la formación de dobles enlaces y
compuestos cíclicos. Los anillos insaturados pueden
condensarse para dar polímeros pardos con dobles enlaces
conjugados. Este proceso seguiría dos vías de degradación
dependiendo del pH.
El pardeamiento no enzimático en alimentos incluye la caramelización y la reacción de Maillard, vista anteriormente
Tipos De Caramelo
Tipo I: Calentamiento directo.
Tipo II: En presencia de sulfito.
Tipo III: En presencia de iones amonio
Tipo IV: En presencia de iones sulfito y amonio.
El grupo aldehído de las aldosas se puede oxidar química o enzimáticamente dando un ácido aldónico (con el grupo carboxilo en el C1), es decir que las aldosas son reductoras. En la reacción de Fehling, que se utiliza para la determinación de azúcares en alimentos
Oxidación a ácidos aldónico
El caramelo se utiliza como colorante y saborizante. El carbohidrato que más se utiliza es la sacarosa, que se calienta sola o en presencia de ácido, álcali o sal. También se produce durante el horneado y la cocción de alimentos, especialmente cuando éstos contienen azúcar, como en la preparación de chocolate y dulce de leche
Aplicaciones
Oxidación enzimática
La enzima glucosa oxidasa oxida
cuantitativamente a la D-glucosa a ácido
Dglucónico. Este ácido es un
componente natural de jugos de fruta y
miel. El ácido D-glucónico se cicla dando
la 1,5-lactona (un éster intramolecular).
Figura 16: Equilibrio entre ácidos a
lactona
Las pectinas son polisacáridos de ácido poligalacturónico. Como ya vimos, algunos grupos ácido de las pectinas se encuentran formando ésteres con el metanol
De acuerdo al porcentaje de grupos metilados tenemos pectinas de alto o bajo metoxilo. Estos enlaces
se pueden romper por vía enzimática por acción de la metil pectin esterasa, enzima presente por ejemplo en
la cáscara de naranja, y que interviene, con otras enzimas, en los procesos de maduración de las frutas.
No se ha destacado una difusión de la fibra en el agua de la elaboración tras el blanqueado, hervido y
enlatado de zanahorias, judías verdes, guisantes y coles de Bruselas. En cambio, en los nabos, el hervido
produjo una pérdida de fibra dietética del 40% (principalmente insolubles). También en el enlatado tuvo
lugar una filtración de fibra hacia el agua de la elaboración.
Fibra
dietética
Durante el tratamiento térmico húmedo, como en el blanqueado, hervido y enlatado de hortalizas y frutas, se produce una perdida considerable de carbohidratos de bajo peso molecular (nomo y disacáridos) así como de micronutrientes, que quedan en el agua de elaboración.
En el blanqueado de la zanahoria y de nabos (colinabo) se produce una perdida en carbohidratos del 25% y 30%, respectivamente. Con él con el subsiguiente hervido se perdió otro 20%.
En guisante, judías verdes y coles de Bruselas la perdida fue menos pronunciada sobre un 12% tras el blanqueado y otro 7-13% al hervir.
Carbohidratos de bajo peso molecular
PÉRDIDA DE CARBOHIDRATOS POR LIXIVIACIÓN
CONCLUSIONES
LA DESNATURALIZACIÓN PROVOCAN REDUCCIONES DEL VALOR NUTRITIVO DE LA PROTEÍNA, COMO PÉRDIDAS DE NUTRIENTES EN CARNES Y PESCADOS QUE HAN SIDO COCINADOS EMPLEANDO MÉTODOS CULINARIOS COMO LA PLANCHA O LA PARRILLA. NO OBSTANTE, LA DESNATURALIZACIÓN TAMBIÉN PROVOCA EFECTOS FAVORABLES, COMO POR EJEMPLO MEJORA LA TEXTURA DE LOS ALIMENTOS, REDUCE LAS CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS INADECUADAS. Y INCREMENTA LA DIGESTIBILIDAD DE LAS PROTEÍNAS.
LAS INTERACCIONES PROTEÍNA – PROTEÍNA SON LA CAUSA DE LA MAYOR PARTE DE LAS PÉRDIDAS DE VALOR NUTRITIVO DE CARNES Y PESCADOS PROCESADOS MEDIANTE LA ACCIÓN DEL FUEGO DIRECTO A LA PLANCHA O LA PARRILLA.
Los lípidos sufren, en los procesos industriales se degradan por diferentes factores, como la oxidación (autooxidación y oxidación fotosensible). El cual degrada a los ácidos grasos libres hasta compuestos que le confieren una característica o sabor desagradable al alimento. Otro proceso por lo cual se alteran también los lípidos es el de las interacciones lípidos-ions metálico (Fe3+), que se encuentran la carnes cuales, estos iones catalizan la autooxidación.
El fragmento de los poliinsaturados implica la degradación nutricional de los lípidos o grasas.
Los procesos tecnológicos son muy importantes para la conservación de los alimentos y alargar su vida útil de los mismos. Pero también estos procesos afectan a las proteínas, lípidos y carbohidratos de los alimentos, degradándolos en muchos de los casos. Por lo que al momento de elaboras un alímetro procesado se debe tener en cuenta los factores que lo alteran o modifican.
Cuando los alimentos son sometidos a diferentes tratamientos, los carbohidratos cambian por el grado de contenido de agua que se adhiere.
