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1 UNIVERSIDAD NACIONAL ESCUELA ACADÉMICA PROFISIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN ING. INDUSTRIAS ALIMENTATIAS DOCENTE: MIRANDA CABRERA, Danto 2011 – I CICLO - V Miranda Cabrera,

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Miranda Cabrera,

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Química de los Alimentos

Cadillo Okumbe, Verenice

Mendoza Abel, Suviana Antonila

Reyes

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Huacho – Perú

2011 - I

INTRODUCCION

El color es una de las cualidades o atributos sensoriales más importantes de los alimentos y nos permite identificar y seleccionar los alimentos que comemos y disfrutar de ellos. Desde la antigüedad, los colorantes han tenido un importante papel simbólico y emocional. Las primeras civilizaciones, como los romanos, se dieron cuenta de que la gente "comía con los ojos" además de con el paladar. Por ejemplo, el azafrán, que proporciona sabor y un cálido color amarillo, se ha cultivado y utilizado frecuentemente en los alimentos desde la antigüedad, y forma parte de muchos platos tradicionales en Europa, Oriente Medio y Asia. A lo largo de la Edad Media, el azafrán, que proviene de los estigmas rojos anaranjados de la flor del crocus (Crocus sativus), tuvo una gran importancia comercial en Europa. Y hoy en día, se sigue considerando un artículo muy valioso, pero se puede elegir entre una gama más amplia de colorantes más baratos. Todos los colorantes permitidos están estrictamente regulados, para garantizar que todos los alimentos que comemos son seguros y que éstos figuran en las etiquetas de los alimentos. Los colorantes no afectan al valor nutricional, sabor o seguridad de un alimento. Aunque su contribución nutricional es importante, ya que hacen que el alimento sea más apetecible. Se añaden frecuentemente colorantes a los helados para que resulten más atrayentes. También en el queso y la margarina se suele emplear el anato, que es un colorante natural amarillo, que les su característico color amarillo.

Muchas sustancias se añaden deliberadamente a los alimentos para mejorar sus propiedades funcionales, aunque con frecuencia dichas sustancias se encuentran también presentes de forma natural en algunos alimentos. Sin embargo, cuando estas sustancias químicas se añaden a los alimentos procesados se les ha venido en denominar como “aditivos alimentarios”. Todos los aditivos alimentarios deberán desempeñar alguna función útil que justifique su uso. Normalmente se considera funciones propias de los aditivos alimentarios la mejora de la conservabilidad, el aumento del valor nutritivo, conferir o mejorar alguna propiedad funcional, facilitar el procesado e incrementar la aceptación por el consumidor. El uso de aditivos para enmascarar alteraciones de los alimentos engañados a los consumidores está expresamente prohibido en las disposiciones legales que regulan el uso de los aditivos alimentarios. Además, no se recomienda usar aditivos

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V Ciclo

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cuando pueden obtenerse efectos similares con la aplicación de procesos de fabricación adecuados y económicamente rentables. Puesto que muchos aditivos son sustancias naturales y, a menudo, se obtienen comercialmente de dichas fuentes naturales.

Aditivos derivados de animales

1. E120 - Cochinilla (colorante "natural")2. E542 - Fosfato óseo (suplemento mineral o antiaglomerante derivado de huesos animales)3. E901 - Cera de abejas (ceras, lustramuebles, velas)4. E904 - Goma laca (derivado del insecto coccus lacca)5. E913 - Lanolina (agente de glaseado). No aprobado por la Unión Europea y Australia6. E920 ~ E921 - L-Cisteína (agente de tratamiento de la harina). No aprobado por la Unión

Europea7. E1000 - Ácido cólico (emulgente). No aprobado por la Unión Europea y Australia8. Calcio mesoinositol (productos horneados, gaseosas, verduras procesadas)9. Hexafosfatos10. Lactosa11. Aceite de esperma (obtenido de la cabeza de diversos cetáceos-ballenas)12. Guanina (aceite de perlas)13. Albúmina (de la clara de los huevos)

Tipos de aditivos

La clasificación general de los aditivos alimentarios puede ser:

Sustancias que impiden las alteraciones químicas biológicas (antioxidantes, sinérgicos de antioxidantes y conservantes)

Sustancias estabilizadoras de la características físicas (emulgentes, espesantes, gelificantes, antiespumantes, antipelmazantes, antiaglutinantes, humectantes, reguladores de pH)

Sustancias correctoras de las cualidades plásticas. (mejoradores de la panificación, correctores de la vinificación, reguladores de la maduración).

Sustancias modificadoras de los caracteres organolépticos (colorantes, potenciadores del sabor, edulcorantes artificiales, aromas).

Existen categorías de aditivos por su uso en la industria alimentaria, entre ellas tenemos:

Aromatizantes Colorantes Conservantes Antioxidantes

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Acidulantes Edulcorantes Espesantes Derivados del almidón. Tienen como base para su elaboración el almidón. Saborizantes Emulsionantes

II. Ácidos

A. GENERALIDADES

Tanto los ácidos orgánicos como los inorgánicos se encuentran abundantemente en los sistemas naturales, donde desempeñan funciones diversas, desde metabolitos intermediarios hasta componentes de sistemas de tampón. Los ácidos se añaden a los alimentos naturales o procesados para beneficiarse de muchas de sus funciones naturales. Una de las funciones más importante de los ácidos en los alimentos es su participación en los sistemas de tampón, problemas que se tratara en una sección posterior. También se estudian en otras secciones de este capítulo el uso de los ácidos y de sus sales en panadería y repostería, el papel como inhibidores microbianos específicos (por ejemplo., acido sorbico o acido benzoico) en la conservación de alimentos y la utilización de los ácidos como agente quelantes. Los ácidos son importantes para solidificar geles de pectina, como antiespumante y emulsionantes y también para coagular las proteínas de la leche en la elaboración del queso y productos lácteos fermentados como la nata acida. En fermentaciones naturales como:

El acido láctico (CH3-CHOH-COOH) producido por estreptococos y lacto bacilos, coagula la caseína al reducir el pH hasta la proximidad de su punto isoeléctrico. Los quesos pueden elaborarse añadiendo a la leche refrigerada (4-8ºC) cuajo acidulantes, tales como el acido cítrico y clorhídrico. El posterior calentamiento de la leche (35ºC) produce una cuajada uniforme. La adición de acido a la leche cliente produce un precipitado de proteínas en lugar de forma de gel. La glucono--lactona también puede utilizarse en productos lácteos fermentados y en los esponjantes químicos para producir acido en forma lenta, ya que en medio acuoso se hidroliza gradualmente formando acido gluconico (figura. 1). La deshidratación del acido láctico produce una dilactona cíclica denominada láctida (figuar2), también puede utilizarse como donador lento de acido en medios acuosos. La reacción de deshidratación tiene lugar en condiciones de baja actividad de agua y temperatura elevada. La incorporación de láctica a alimentos elevada actividad de agua invierte el proceso produciendo 2 moles de acido láctico.

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El acido cítrico se añade a ciertas frutas y verduras ligeramente acidas para reducir su pH por debajo de 4,5. En alimentos enlatados esta reducción del pH `permite la esterilización en condiciones térmicas menos intensas que las que se utilizan en productos menos ácidos y además evita el crecimiento de microorganismos patógenos (por ejemplo., clostridium botulinum).

El tartrato acido de potasio se utiliza en la fabricación de productos de repostería tales como fondant y “fudge” para inducir una hidrólisis limitada (inversión) de la sacarosa. La inversión de la sacarosa a fructuosa y glucosa mejora la textura del producto al impedir el excesivo crecimiento de los cristales de sacarosa.

GLUCONO--LACTONA ACIDO GLUCONICO

Figura. 1 formación de acido gluconico a partir de la hidrólisis de la glucono--lactona.

Los monosacáridos evitan la cristalización de la sacarosa al aumentar la complejidad del jarabe y reducir su humedad relativa de equilibrio. Una de las funciones más importante de los ácidos es su capacidad para impartir sabor acido o agrio a los alimentos. Los ácidos también modifican e intensifican la percepción del sabor de otros agentes aromatizadores. El ion hidrogeno o el ion hidronio (H3O+) induce la respuesta al sabor acido. También, los ácidos grasos libres de cadena corta (C2-C12) contribuyen significativamente al aroma de los alimentos. Por ejemplo, el acido butírico a concentraciones relativamente altas contribuyen fuertemente al sabor y olor característicos de la rancidez hidrolitica, pero a bajas concentraciones contribuye al sabor típico de productos tales como queso y mantequilla.Numerosos ácidos orgánicos tiene aplicaciones en los alimentos. Algunos de los más comúnmente utilizados son:

Acido acético (CH3-COOH) Acido láctico (CH3-CHOH-COOH) Acido cítrico (HOOC-CH2-COH(COOH)-CH2-COOH) Acido málico (HOOC-CHOH-CH2-COOH) Acido tartárico (HOOC-CHOH-CHOH-COOH)

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El acido fosfórico (H3PO4) es el ultimo acido inorgánico ampliamente utilizados como acidulante de los alimentos. Se utiliza como profusión en bebidas carbónicas aromatizadas, sobre todo en colas y en bebida sin alcohol elaborada con extractos de raíces. Los demás ácidos minerales (por ejemplo., HCL y H2SO4) se encuentran disociados para aplicarlos a los alimentos, produciendo originar su uso problemas de calidad.

B. ESPONJANTÉS QUÍMICOS

Los esponjantes químicos son compuestos que reaccionan en condiciones adecuadas de humedad y temperatura liberando gas en una masa o pasta. Durante la cocción se libera el gas que junto a la expansión del aire atrapado y del vapor de agua se obtiene en el producto acabado una estructura esponjosa característica. Los esponjantes químicos se añaden a las harinas leudante, en mezclas preparadas para horneo, en las levadura comerciales o caseras y en productos a base de masa refrigerada.

El dióxido de carbono es el único gas generado por los esponjantes químicos de uso corriente, y se deriva de un carbonato o bicarbonato. El esponjantes mas común es el bicarbonato sódico (NaHCO3), aunque a veces se usan en la elaboración de galletas el carbonato (NH4)2CO3 y el bicarbonato amónico (NH4HCO3) ha sido utilizado como un componente de los esponjnates en dietas carentes de sodio, pero su aplicación esta en ocasiones limitada debido a su naturaleza higroscópica y a su sabor ligeramente amargo.

El bicarbonato sódico es bastante soluble en agua (619 g por 100 ml) y se ioniza completamente.

NaHCO3 Na+ + HCO-3 (1)

HCO-3 + H2O H2CO3 + OH- (2)

HCO-3 CO3

2- +H+ (3)

Estas reacciones, obviamente, solo se producen en soluciones acuosas simples. En las masas panificables la distribución iónica es mucho más compleja ya que las proteínas y otros compuestos iónicos, presentes de forma natural, participan igualmente en las reacciones. En presencia de iones hidrogeno, proporcionados principalmente por los añadidos, y en menor grado por la propia masa, el bicarbonato sódico reacciona liberando dióxido de carbono. El adecuado equilibrio entre el acido y el bicarbonato sódico reacciona liberando dióxido de carbono. El adecuado equilibrio entre el acido y el bicarbonato sódico.

R-O- , H+ + NaHCO3 R-O- , Na+ + H2O +CO2 (4)

Es esencial ya que el exceso de bicarbonato sódico imparte un sabor jabonoso a los productos de panadería mientras que el exceso de acido ocasiona un sabor acre y en ocasiona amargo. El poder neutralizante de los ácidos añadidos no es uniforme y la actividad relativa de un acido viene dada por su índice de neutralización. Este índice se determina calculando el porcentaje, en peso, de acido neutralizado por el bicarbonato sódico. Sin embargo, en presencia de los ingredientes naturales de la harina, la cantidad de acido requerida para neutralizar o producir cualquier otro pH deseado en un producto cocido puede ser bastante diferente de la cantidad teórica determinada para un

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sistema simple. Aun así, los índices de neutralización son útiles en la determinación de las formulaciones iníciales de esponjantes. Las sales residuales de un esponjantes adecuadamente equilibrado ayudan a estabilizar el pH de los productos.

Normalmente los esponjantes ácidos no se considera como tales ácidos en el sentido usual de la palabra, a pesar de ello deben proporcionar iones hidrogeno para liberar dióxido de carbono. Los fosfato y el tartrato acido de potasio son sales metálicas de ácidos parcialmente neutralizados, mientras que el sulfato sódico-aluminico reacciona con el agua dando acido sulfúrico.

Na2SO4 +Al2(SO4)3 + 6H2O Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 3 H2 SO4 (5)

Como se menciono anteriormente, la glucono--lactona es un éster intermolecular (o lactona) que se hidroliza lentamente en medios acuoso para dar acido gluconico. Los esponhantes acido muestran, generalmente, una limitada solubilidad en agua a temperatura ambiente, si bien algunos son menos soluble que otros. Esta diferencia de solubilidad o disponibilidad explica la proporción inicial de dióxido de carbono liberado a temperatura ambiente y constituye la base para la clasificación de estos esponjantes según su rapidez. Por ejemplo, si el compuesto es moderadamente soluble, el dióxido de carbono se formara rápidamente y el acido se le denomina de acción rápida. Por el contrario, si se disuelve lentamente será de acción lenta. Los esponjantes ácidos suelen liberar una parte del dióxido de carbono antes de la cocción y la restante bajo las elevadas temperaturas del proceso de cocción.

El fosfato mono cálcico monohidratado, al ser más soluble desprende rápidamente más del 60% del dióxido de carbono; mientras que el 1-3-8 fosfato sódico aluminico, de acción lenta, únicamente libera el 20% del dióxido de carbono potencial durante un periodo de reacción de 10 minutos. El revestimiento con alúmina hidratada hace que el esponjantes acido reaccione al principio lentamente hasta que es activado por el calor. También en Los cristales de este esponjantes acido se revistieron con fosfato metálicos alcalinos pocos soluble. La gradual liberación de dióxido de carbono después del periodo de 10 minutos de reacción corresponde al tiempo requerido por el agua para atravesar la capa de revestimiento. Esta conducta es muy deseable en aquellos productos que se han de dejar antes en reposo.

La liberación durante el horneado del resto del dióxido de carbono determina el esponjamiento final. En la mayoría de los esponjantes la velocidad a la que se libera es dióxido de carbono se incrementa mucho a medida que aumenta la temperatura.

Se observa como un ligero aumento de la temperatura próximas de (27 a 30ºC) acelera notablemente la producción de gas. Temperaturas elevadas y en consecuencia no exhiben una actividad tan intensa hasta que las temperaturas no se aproximan a la máxima de cocción del horno. El fosfato di cálcico (CaHPO4) no reacciona a temperatura ambiente ya que a dicha temperatura forma una solución ligeramente alcalina. Sin embargo, cuando se caliente a unos 60ºC, se liberan iones hidrogeno, con lo que se activa el proceso de esponjantes ácidos es usual utilizar unos o mas componentes acidicos y a veces se preparan para aplicarlos a masas especificas o para rebozadas.

Los esponjantes ácidos empleados corrientemente incluyen: tartrato acido de potasio, sulfato sódico aluminico, glucono- -lactona y orto- y pirofosfato. Entre los fosfatos figura fosfato cálcico, fosfato sódico aluminico y pirofosfato acido de sodio. En la tabla 1 se indican algunas propiedades generales de los esponjantes ácidos más utilizados. Debe recordarse que estos son solos algunos ejemplos y que incluyen fosfatos se ha desarrollado una amplia tecnología para su amplia tecnología para su modificación y control.

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TABLA 1. PROPIEDADES DE LOS ESPONJANTES ÁCIDOS MÁS COMUNES.ÁCIDOS FORMULA ÍNDICE DE

NEUTRALIZACIÓNA

CAPACIDADDE REACCIÓN RELATIVA A

TEMPERATURA AMBIENTEB

Sulfato sódico aluminicoFosfato di cálcico di hidratadoFosfato monocalcico monohidrato1-3-8 fosfato sódico aluminicoPirofosfato acido de sodio (acción lenta)Tartrato acido de potásicoGlucono--lactona

Na2SO4 . Al(SO4)3

CaHPO4 . 2H2O

Ca(HPO4)2 . H2ONaH14Al3(PO4) . 4 H2O

Na2H2P2O7

KHC4H4O6

C6H10O6

10033

80100

725055

LentaNinguna

RápidaLenta

LentaIntermedia

Lenta a En sistemas modelo simples; partes en peso de NaHCO3 que neutralizaran 100 partes del esponjantes acido.b Proporción de CO2 liberado en presencia de NaHCO3.

Los “polvos” de panadería representan una gran parte de los esponjantes químicos utilizados tanto en el hogar como en las tahonas. Estos preparados contienen bicarbonato sódico, ácidos adecuados y almidón y otras sustancias. Las normas federales exigen para los polvos de panadería que la fórmula debe dar al menos el 12% en peso del dióxido de carbono disponible y la mayoría de ellos contienen del 26 al 30% en peso de bicarbonato sódico. Los polvos de panadería tradicionales del tipo tartrato acido de potasio ha sido ampliamente sustituidos por preparados de doble acción. Estos polvos además de NaHCO3 y almidón, suelen contener fosfato monocalcido mono hidrato (Ca(HPO4)2. H2O), que proporciona una acción rápida durante la fase de mezclado, y sulfato sódico alumínico Na2SO4.Al2(SO4)3 que no reacciona de modo apreciable hasta que no se aumenta la temperatura durante la cocción.El aumento del empleo de los alimentos de conveniencia ha estimado las ventas de mezclas panificables ya preparadas y de masas refrigerada. En los productos de pastelería a base de leche y

huevo, la mezcla de esponjantes ácidos más comúnmente utilizadas contiene fosfato monocálcico anhidro Ca(HPO4)2 y fosfato sódico aluminico NaH14Al3(PO4)8 . 4 H2O, mientras que para los dulces de chocolate la mezcla contiene normalmente fosfato monocálcico anhidro y pirofosfato acido de sodio Na2 H2P2O7. Las mezclas típicas de acidos contiene del 10 al 20% de monofosfato anhidro de acción rápida y del 80 al 90% de fosfato sódico aluminico o de pirofosfato acido de sodio que son de acción más lenta. Los esponjantes ácidos utilizados en la preparación de mezclas con destino a elaboración de galletas contiene normalmente del 30 al 50% de fosfato monocalcico anhidro y del 50 al 70% de fosfato sódico aluminico o pirofosfato acido de sodio. Las primeras harinas leudantes utilizadas, asi como las mezclas de harinas de cereales, contiene fosfato monocalcico monohidratado Ca (HPO4)2. H2O), pero en la actualidad los de uso común son le fosfato monocalcico anhidro y el fosfato sódico aluminico revestido.Las masas refrigeradas para galletas y productos de bollería requieren que la liberación inicial de dióxido de carbono sea limitada durante la fase de preparación y puesta en los moldes pero que sea considerable durante la fase de cocción. Las formulaciones para galletas contiene normalmente del 1 al 1,5% de bicarbonato sódico y del 1,4 al2%, sobre el peso total de la masa, de esponjantes acidos de cocción lenta, tales como fosfato monocalcico revestido y pirofosfato acido de sodio. Es conveniente la utilización de pirofosfato en la masa ya que pueden prepararse de modo que experimenten numerosas reaccione. Por ejemlo, la pirofosfatasa de la harina hidroliza al pirofosfato acido de sodio a ortofosfato (Fig. 2) y la reacción del bicarbonato sódico y el pirofosfato da cierta

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cantidad de pirofosfato trisódico monoácido que también puede hidrolizarse a ortofosfato. Esta acción enzimática produce gas que facilita el cierre de los envases de masa refrigerada pero origina también la formación de grandes cristales de ortofosfato que el consumidor puede confundir con trocitos de vidrio.

Muchos de los ácidos se encuentran de manera natural en diversos alimentos de origen vegetal, como parte del metabolismo de estos tejidos y contribuyen a la acidez y al sabor típico. Por ejemplo, las manzanas, los plátanos, las peras, las papas y las zanahorias contienen una alta proporción de ácido málico, mientras que el tartárico se localiza en aguacates, uvas y toronjas y el ácido cítrico esta presenta prácticamente en todos los vegetales indicados en el cuadro siguiente.En relación con su empleo como aditivos, las actividades de los ácidos benzoico, propiónico y sórbico, principalmente el cítrico, tienen propiedades de secuestradores y ayudan la acción de los antioxidantes. La mayoría de estos ácidos son solubles en agua con excepción del fumárico que prácticamente es insoluble. La selección de un ácido está determinada por varios factores, como es la solubilidad, la compatibilidad con los otros constituyentes de los alimentos, el costo, etc.; no todos ellos llevan ni cumplen las funciones ya indicadas con los mismos resultados.

ÁCIDOS

Frutas

Manzanas

AlbaricoqueAguacatePlátanoHigoToronjaUvaLimónLima

Málico, quínico, α-cetoglutarico, oxalacetico, cítrico, piruvico, fumarico, láctico y succínicoMálico y cítricoTartáricoMálico ,cítrico , tartarico,acético y fórmicoCítrico , málico y acéticoCítrico , tartarico,malico y oxálicoMálico , tartárico, cítrico , y oxálicoCítrico , málico , tartárico y oxálicoCítrico , málico , tartárico , y oxálico

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Cáscara de naranjaNaranjaDuraznoPeraPiñaMembrilloFresa

Málico , cítrico, y oxálico

Cítrico , málico y oxálicoMálico y cítricoMálico ,cítrico , tartárico , y glicéricoCítrico y málicoMálicoCítrico, málico , succínico y glicérico

Verduras

BrócoliZanahoriaChicharoPapaTomate

Málico, cítrico, oxálico y succínicoMálico ,cítrico , isocitrico, succínico y fumaricoMálicoMálico , cítrico, oxálico fosfóricoCítrico , málico , oxálico succínico , tartárico y fosfórico

III. BASES

Las sustancias básicas o alcalinas tienen múltiples usos en los alimentos y en el proceso de los mismos. Aunque la mayoría de las aplicaciones se relacionan con el ajuste y control del pH, realizan otras funciones como regular el desprendimiento de dióxido de carbono, mejorar el color y el sabor, solubilizar las proteínas y el pelado químico. El papel de los carbonatos y bicarbonatos en la producción de dióxido de carbono durante la cocción de la masa ya se ha tratado anteriormente.Los tratamientos con álcali se realizan en diferentes productos alimenticios con el fin de mejorar su color y sabor. Las aceitunas maduras se tratan con soluciones de hidróxido de sódico (0,25 – 2,0 %) para evitar el sabor amargo y favorecer al mismo tiempo el desarrollo de un color mas oscuro. Las galletas tostadas y saladas se sumergen en una solución al 1,25% de hidróxido de sódico a 87 – 88 ºC antes de horneado para alterar las proteínas y el almidón de forma que la superficie se torne lisa y se desarrolle un intenso color marrón durante el horneado. Se cree que el tratamiento con NaOH utilizado en la preparación de tortillas de maíz destruye los enlaces disulfuro lábiles a los álcalis.

Fig 2. Hidrólisis enzimática del pirofosfato acido de sodio

Las proteínas de soya se solubilizan mediante un tratamiento con álcali, existiendo cierta preocupaciónPor la racemización de los aminoácidos inducida por los álcali y la pérdida de otros nutrientes. En la elaboración de crocantes se utilizan pequeñas cantidades de bicarbonato sódico para incrementar las reacciones de pardeamiento azúcar-amino y proporcionar, a través de la liberación de dióxido

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Ortofosfatopirofosfatasa PIROFOSFATO ACIDO DE SODIO

Na+, Na+ +H2ONa+,

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de carbono, una estructura un tanto porosa. Las bases, sobre todo el bicarbonato sódico, se utilizan también en la preparación de cacao para elaborar chocolate oscuro. Un pH elevado aumenta las reaccione de pardeamiento azúcar-amino y la polimerización de los flavonoides, lo que hace que el chocolate resulte con una superficie mas lisa y con mejor solubilidad.Algunos productos alimenticios requieren a veces un ajuste a valores pH más altos al objeto de conseguir unas características más estables y más deseable. Por ejemplo, en la elaboración de queso fundido se usan sales alcalinas, tales como fosfato disodico, fosfato trisodico y citrato trisodico (1,5 – 3 %), para aumentar el pH (desde 5,7 hasta 6,3) y producir una mejor dispersión de la caseína. Esta interacción salproteina mejora el poder emulsionante y la capacidad de retención de agua de las proteínas del queso, debido al parecer a que las sales ligan los componentes cálcicos de las micelas de caseína para formar bien fosfatos insolubles o quelatos solubles (citratos).Los populares pudines de leche gelificada instantáneo se preparan combinando mezclas en seco que contienen almidón pregelatinizado y leche fría que se deja reposar en refrigeración durante un de tiempo. Sales alcalinas, como el pirofosfato tetrasodico (Na4P2O7) y el fosfato disodico(Na4HPO4), en presencia de los iones calcio de la leche, producen la gelificación de las caseínas al combinarse con el almidón pre gelatinizado. El pH optimo para obtener pudines adecuados se situa entre 7,5 y 8,0. También contribuyen a la alcalinidad los fosfatos alcalinos y otros agentes alcalinizados añadidos.La adición de fosfatos y citratos cambian el equilibrio salino de la leche líquida al formar complejos con los iones calcio y magnesio de la caseína. El mecanismo no está totalmente aclarado, si bien, dependiendo del tipo y concentración de la sal añadida, el sistema proteína de la leche puede sufrir estabilización, gelificación o de sestabilización.Las sustancias alcalinas se utilizan para neutralizar el exceso de acido en la fabricación de alimentos tales como mantequilla madurada. Antes del batido, la nata es fermentada por acción de las bacterias acidolacticas conteniendo entonces alrededor del 0,75 % de acidez titulable expresada como acido láctico. A continuación se añaden álcalis para reducir la acidez titulable hasta aproximadamente el 0,25 %. La disminución de la acidez mejora la eficacia del batido y retarda el desarrollo de los malos olores derivados del proceso de oxidación. Como neutralización alimenticia, solo o en combinación, se utilizan diferentes sustancias que incluyen bicarbonato sódico (NaHCO3), Carbonato sódico (Na2CO3), carbonato magnésico (MgCO3), oxido de magnesio (MgO), hidróxido de calcio Ca (OH)2 e hidróxido sódico (NaOH). En la elección del álcali influye su solubilidad, su capacidad espumante al liberarse el dióxido de carbono y la fuerza de la base. El uso de álcali o bases en exceso conduce a la formación de sabores a jabón o al agente neutralizante sobre todo cuando se encuentran presentes grandes cantidades de ácidos grasos libres. Las bases fuertes se emplean para pelar diferentes frutas y verduras. La exposición del producto en soluciones calientes (69-82 ºC) de hidróxido sódico (alrededor del 3 %), junto con una moderada abrasión, produce la eliminación de la piel, registrándose una importante reducción en el gasto de agua si se compara con otras técnicas de pelado convencionalmente, la diferencia solubilizan de las células y de los constituyentes del tejido (las sustancias pépticas de la lamela intermedia son particularmente solubles) es lo que sirve de base para el proceso de pelado caustico.

IV. TAMPONES Y SALES

A. TAMPONES Y CONTROL DEL PH DE LOS ALIMENTOS

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Puesto que la mayoría de los alimentos son materiales complejos de origen biológico, contienen numerosas sustancias que pueden participar en el control del pH y en la capacidad tampón. Entre ellos se incluyen las proteínas, ácidos orgánicos y fosfatos de ácidos orgánicos débiles, el acido láctico y los fosfatos, junto a la proteínas, son sustancias de importancia en el control del pH de los tejidos animales, mientras que en los vegetales lo son los ácidos policarboxilicos, los fosfatos y las proteínas. El efecto tampón de los aminoácidos y las proteínas y la influencia del pH y las sales sobre su mecanismo de acción. En las plantas los sistemas tampón clásicos contienen acido cítrico (limón, tomate y ruibardo), acido malico (manzanas, tomates y lechugas), acido oxálico (ruibardo y lechugas) y acido tartarico (uvas y piñas) los cuales actúan normalmente en unión con los fosfatos para mantener el control del pH. La leche actua como un complejo tampón ya que contienen dióxido de carbono, proteínas, fosfatos, citratos y otros constituyentes menores.A veces conviene ajustar el pH de los alimentos a un determinado nivel utilizando un sistema de tampón. Esto ocurre de forma natural cuando se produce acido láctico en las fermentaciones del queso y de los encurtidos. Cuando se añaden grandes cantidades de acido a los alimentos y bebidas, también resulta deseable disminuir el intenso sabor acido evitando los sabores de los neutralizantes. Esto se consigue normalmente con u n tampón en el que predomine la sal de un acido orgánico débil. El efecto del ion común es la base para obtener el control del pH en estos sistema y este actúa cuando la sal añadida contiene un ion cuando se encuentra ya presente en un acido débil del sistema. La sal añadida se ioniza inmediatamente produciendo una restricción en el grado de ionización del acido y en consecuencia una reducción en la acidez y un pH más estable. La eficacia de un tampón depende de la concentración de las sustancias tamponantes. Puesto que existe un “pool” de acido sin disociar y sal disociada, los tampones resisten cambios en el pH. Por ejemplo, adiciones relativamente grandes de un acido fuerte, como el acido clorhídrico, a un tampón de acetato sódico-acido acético, produce iones hidrogeno que reacciona con el “pool” ion-acetato aumentando la concentración de acido acético débilmente ionizado y permaneciendo el pH relativamente estable. De forma similar, la adición de hidroxilo sódico da lugar a iones hidroxilos que reacciona con los iones hidrogeno para formar moléculas d agua no disociada. La titulación de los tampones y las curvas de titulación resultantes (por ejemplo; pH frente al volumen de álcali añadido) revelan su resistencia a los cambios de pH. Si se titula un tampón de una acido débil con una base, se produce un gradual pero constante aumento del pH a medida que el sistema se aproxima a la neutralidad, es decir es pequeño el cambio de pH por mililitro de álcali añadido. Los acidos débiles están solo ligeramente disociados solo al principio de la titulación. Sin embargo la adicion de iones hidroxilos desplaza el equilibrio hacia las formas disociadas hasta que finalmente se agota la capacidad tampón.En general, para un acdio (HA) en equilibrio con iones (H+) y (A-), el equilibrio se expresa como en la ecuación.

HA H+ + A- (6)

Ka1 = H+A− ¿

HA¿ (7)

La constante Ka1 es la constante de disociación aparente y es característica cada acido en particular.

La constante de disociación aparente Ka1 se hace ser igual a la concentración de iones hidrogeno

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(H+) cuando la concentración de aniones (A-) se hace igual a la concentración de acido sin disociar (HA). Esta situación origina un punto de inflexión en la curva de titulación y el pH correspondiente a este punto se denomina pKa

1 del acido. En consecuencia, cuando la concentración del acido y de la base conjugada son iguales:

pH = pKa1 = - log (H+) (8)

Un método adecuado para calcular el pH aproximado de una mezcla tampón, cuando se conoce el pKa

1 del acido, viene dado por la ecuación (11). A esta ecuación se llega después de resolver primero la ecuación (7) para la (H+) y luego deducir la ecuación (9). Puesto que la sal en solución casi completamente disociada, se supone igual a la concentración

(H+) = Ka1(HA )

¿¿

(H+) = Ka1(acido)

(sal) (9)

De la base conjugada (A-). Aplicando los logaritmos negativos se llega a la ecuación (10). Sustituyendo en esta última ecuación log (H+) por el pH y log Ka

1 se obtiene la ecuación (11). El pH de un sistema tampón derivado de cualquier acido débil que se disocia en H+ y A-

puede calcularse a partir de la ecuación (11).

log (H+) = log Ka1 log

(acido)(sal)

(10)

pH = pKa1 + log

(acido )(sal )

pH = pKa1 + log ¿¿ (11)

En el cálculo de los valores pH de las soluciones de tampón es importante tener presente que la constante de disociación aparente pKa

1 difiere de la verdadera constante de disociación Ka. Sin embargo, para cualquier tampón, el valor Ka

1 permanece constante aun cuando varié el pH siempre y cuando la fuerza iónica total de la solución permanezca invariable.En la industrias alimentaria se utiliza normalmente las sales sódicas de los ácidos gluconico, acético, cítrico y fosfórico para controlar el pH y para modificar el sabor agrio. Los citratos se prefieren generalmente a los fosfato en la modificación del sabor agrio ya que se producen sabores acidos mas suave. Cuando se precisan producto de bajo contenido de sodio, las sales sódicas del tampón pueden ser sustituidas por sales potásicas. En general, las sales cálcicas no se utilizan debido a su baja solubilidad y por incompatible con los otros componentes del tampón. Los rangos efectivos de tampón para combinaciones de acido y sales de uso corriente son pH 2,1- 4,7 para el accido cítrico-citrato sódico, pH 3,6-5,6 para el acido acético-acetato sódico y pH 2,0-3,0, 5,5-7,5 y 10-12 para los aniones orto- y pirofosfato, respectivamente.

B. SALES EN PRODUCTOS LÁCTEOS PROCESADOEn los quesos fundidos y quesos de imitación se utilizan profundamente sales para obtener una textura uniforme y suave. Estos aditivos se denominan a veces sales emulsionantes debido a su

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capacidad para favorecer la dispersión de la grasa. Aunque el mecanismo de emulsificación no está totalmente aclarado, los aniones procedentes de las sales adicionales al queso fundido se combinan con el calcio y lo eliminan del complejo para-caseína, lo que origina es reestructuración y exposición tanto de las regiones polares como de las no polares de las proteínas del queso. También se cree que los aniones de estas sales participan en la formación de puentes iónicos entre las moléculas de proteínas y en consecuencia proporcionan una matriz estable que atrapa a la grasa del queso fundido. Las sales utilizadas para la obtención del queso fundido incluyen fosfato mono- di- trisódico, fosfato di potásico, hexametafosfato sódico, pirofosfato acido sódico, pirofosfato tetrasodico, fosfato sódico aluminico, citrato trisodico, citrato tripotasico. Tartrato sódico y tartrato sódico potásico.La adición de ciertos fosfatos, como el fosfato trisodico, a la leche evaporada evita las separación de las fases grasas y acuosa. La cantidad de fosfato requerida varía con la estación del año y procedencia de la leche. La leche concentrada esterilizada por un tratamiento de alta temperatura- corto tiempo, a menudo gelifica durante el almacenamiento. La adicion de polifosfato, como el hexametafosfato sódico y el tripolifosfato sódico, evita la formación delgel merced a un mecanismo de desnaturalización y solubilización proteica que implica la formación de complejos e calcio y magnesio con los fosfato.

C. FOSFATO Y RETENCIÓN DE AGUA EN LOS MIOSISTEMASLa adición a las carnes crudas y cocidas de determinados fosfatos aumenta la capacidad de retención de agua de las mismas. Por ello estos fosfatos se utilizan en la fabricación de salchichas, en los jamones curados y para disminuir las pérdidas de exudado en pollo y en productos derivdos de la pesca. El tripolifosfato sódico (Na5P3O10) en el compuesto más frecuente empleado en la carne, pollo y pescados procesados. A menudo se utilizan mezclado con el hexametafosfato sódico (NaPO3)n, n = 10-15 para aumentar la tolerancia a los iones calcio que se encuentran presentes en las salmueras utilizadas en las carnes curadas. Con frecuencia, los ortos y pirofosfato precipitan cuando se usan en salmueras que contengan abundantes cantidades de calcio.A pesar de los abundantes estudios realizados aun no se comprenden totalmente el mecanismo por el cual lo fosfatos alcalinos y los polifosfato mejoran la hidratación de la carne. El mecanismo de acción puede implicar la influencia de cambios del pH, el efecto sobre la fuerza iónica e interacciones especificas de los aniones fosfato con los cationes divalentes y con las proteínas miofribrilares. Muchos creen que una de las principales funciones de los polifosfatos es formar complejos con el calcio lo que produce un relajamiento de la estructura tisular de la carne. También se cree que la unión de los aniones polifosfato a las proteínas y la simultánea rotura de enlaces cruzados entre la actina y la miosina aumentan la repulsión electrostática entre las cadenas peptidicas incrementando la capacidad de retención de agua. El agua exterior disponible puede entonces ser captada quedando inmovilizado dentro de la estructura proteica distendida. Además, puesto que se ha incrementado la fuerza iónica, la interacción entre proteínas miofibrilares forma una solución coloidal. En productos cárnicos picados, tales como las salchichas y los embutidos tipo Bolonia, la adición de cloruro sódico (2,5-4,0 %) y polifosfatos (0,35-0,5 %) contribuyen a estabilizar aun más la emulsión y, después de la cocción, a proporcionar una mayor cohesión en las proteínas coaguladas.Si la solubilizacion inducida por los fosfato tiene lugar sobre todo en la superficie de los tejidos, marisco y pollo sumergidos en polifosfato (solución al 6-10 % con una retención del 0,35-0,50 %),

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durante la fase de cocción se forma una capa de proteína coaguladas que mejora la retención de la humedad.

V. AGENTES QUELANTES (SECUESTRANTES)

Los agentes quelantes o secuestrantes desempeñan un papel fundamental en la estabilización de los alimentos, al reaccionar con los iones metálicos y alcalinotérreos para formar complejos que alteran las propiedades de los iones y sus efectos sobre los alimentos. Muchos de los agentes quelantes empleados en la industrias alimentaria con sustancias naturales, como los ácidos policarboxilicos (cítrico, malico, tartarico, oxálico y succinato), acido polifosforicos (trifosfato de adenosina y pirofosfato) y macromoléculas (porfirinas y proteínas). Muchos metales se encuentran naturalmente en forma de quelados. Algunos ejemplos son, el magnesio de la clorofila; cobre, hierro, cinc y maganeso de diferentes enzimas; hierro en proteínas como la ferritina y también hierro en el anillo porfirinico de la miglobina y hemoglobina. Cuando estos iones son liberados por reacciones de tipo hidrolitico u otros procesos degradativos, participan es estado libre en reacciones que originan cambios de color, rancidez oxidativa, turbidez y cambios del sabor de los alimentos.Cualquier molécula ion con un par de electrones no compartidos se puede coordinar o formar complejos con los iones metálicos. Así, los compuestos que contenga dos o más grupos funcionales, como OH, SH, COOH, PO3H2, C =O, NR2, S, Y O, en la disposición espacial apropiada entre sí pueden quelar metales en un medio físico favorables. Los agentes quelantes mas comúnmente utilizados en los alimentos son el acido cítrico y sus derivados, diferentes fosfatos y las sales del acido etilendiaminotetracético (EDTA). Normalmente, para que un quelato sea estable es necesario que el agente quelante (ligando) sea capaz de formar anillos de cinco o seis miembros con un metal. Por ejemplo, EDTA forma quelatos gran estabilidad con el calcio, debido a la coordinación inicial en la participan los pares de electrones de sus átomos nitrógeno y los pares electrones libres de los átomos de oxigeno anicónicos de los dos grupos carboxílicos restantes asi la formación de un complejo sumamente estable que se utiliza todos sus seis grupos donadores de electrones.Además de las consideraciones estéricas y electrónicas, factores tales como el pH influencian la formación de quelatos metálicos fuertes. El grupo acido carboxílico no ionizado no es iun eficaz grupo donador, pero el ion carboxilato reacciona eficazmente. El aumento moderado del pH permite la disociación del grupo carboxilo y mejora la eficacia de la quelacion. En algunos casos, los iones hidroxilos compiten con los iones metalicos reduciendo la eficacia de los quelantes. Los iones metalicos se encuentran en solución como complejos hidratados (metal . H2OM+) y la velocidad a la que se disocian estos complejos influyen en la velocidad a la que pueden formar complejos con los quelantes. La afinidad relativa de los quelantes por los diferentes iones pueden determinarse a partir de las constantes de estabilidad o de equilibrio (K =metal . agente quelante/ metalagente quelante).

Por ejemplo, para el calcio la constante de estabilidad (expresada como log K), es de 10,7, con el EDTA, de 5,0, con el pirofosfato y en 3,5 con el acido cítrico. A medida que aumenta la constante de estabilidad más cantidad de metal forma complejo quedando, en consecuencia, menos cantidad de metal en forma de action (por ej., el metal se encuentra más fuertemente unido al complejo).Las sustancias quelantes no son antioxidantes en el sentido de que impidan la oxidación porque actúen de consumidores de oxigeno. Sin embargo, se comportan como valioso antioxidantes

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sinergistas porque eliminan los iones metalicos que catalizan el proceso de oxidación. Cuando se elige un quelante para que actué como sinergista de un antioxidante debe tenerse muy en cuenta su solubilidad. El acido cítrico y sus esteres (20-200ppm) en solución de propilenglicol son solubles en grasas y aceite y en consecuencia actúan como eficaces sinergistas en todos los sistema lipidicos. En cambio, el Na2EDTA y elNa2Ca-EDTA apenas se disuelven por lo que no son eficaces en las grasas pura. Sin embargo, las sales de EDTA (hasta 500ppm) son antioxidantes muy eficaces en las emulsiones, tales como ensaladas aliñadas, mayonesa y margarina, ya que pueden actuar en la fse acuosa.Los polifosfatos y el EDTA se utilizan en pescados enlatados para prevenir la formación de cristales de “estruvite” o fosfato amónico magnésico (MgNH4PO4.6H2O). Los productos derivados de la pesca contienen abundantes cantidades de iones de magnesio, que en ocasiones reaccionan durante el almacenamiento con el fosfatoamonico produciendo cristales que puedan confundirse con fragmento de vidrio. Las sustancias quelantes secuestran el magnesio y reducen al minimo la formación de “estruvite”. Los quelantes también pueden utilizarse para formar complejos con el hierro, cobre, cinc de los productos pesqueros evitando reacciones, particularmente con los sulfuros, que conducen a cambios de coloración del producto.La adición de quelantes a las hortalizas antes de la operación de escaldado puede impedir cambios de coloración producidas por metales y eliminar el calcio de las sustancias pecticas de las paredes celulares y en consecuencia favorecer su ablandamiento.Aunque los ácidos cítricos y fosfórico se emplean como acidulantes en las bebidas no alcohólicas, también quelan metales que debe estar libres favorecieran la oxidación de compuestos aromáticos, tales como los terpenos, y catalizarían las reacciones de decoloración. Los quelantes también estabilizan las bebidas a base de malta fermentada al secuestrar al cobre. El cobre libre cataliza la oxidación de los compuesto polifenolicos que posteriormente reaccionan con las proteínas originando una turbidez permanente.La extraordinaria eficacia quelante de algunos compuestos particularmente del EDTA, ha originado una cierta inquietud sobre si su posible utilización excesiva en los alimentos pudiera originar agotamiento del calcio y de otros minerales en el organismo. Para hacer frente a esta preocupación se regulan los niveles y aplicación de los quelantes y en algunas ocasiones se añade calcio a los productos alimenticios a través del uso de la sal Na2 Ca del EDTA en lugar de las formas totalmente sódicas (Na, Na2, Na3 o Na4 EDTA) o la acida. Sin embargo, parece haber poco riego en la utilización de estos quelantes en cantidades controladas, teniendo en cuenta las cantidades de calcio y de otros cationes divalentes que se encuentran presentes de forma natural en los alimentos.

VI. ANTIOXIDANTES

La oxidación se produce cuando u átomo o grupo de átomo ceden electrones. De forma simultánea, se produce la correspondiente reacción de reducción que implica la captación de los electrones por átomo diferente o grupo de átomos. Las reacciones de oxidación pueden o no incluir la adición de átomos de oxigeno o la perdida de átomos de hidrogeno de las sustancias que se está oxidando. Las reacciones de oxido-reducción son comunes en los sistemas biológicos y también en los alimentos. Si bien algunas reacciones de oxidación son beneficiosas para los alimentos, otras son perjudiciales como ocurre con la degradación exudativa de las vitaminas, pigmentos y lípidos debido a perdidas del valor nutritivo y al desarrollo de malos olores. En los alimentos el control de estas reacciones de

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oxidación se realiza normalmente empleando técnicas de procesado y envasado que incluyen el oxigeno o incorporando sustancias químicas apropiadas.

Antes de que se desarrolle una tecnología química específica para el control de los radicales libres responsables de la oxidación de los lípidos, el término “antioxidante” se aplico a todas las sustancias que inhibían las reacciones de oxidación, independientemente de su mecanismo de acción. Por ejemplo, el acido ascórbico se considero un antioxidantes y fue empleado para evitar el pardeamiento enzimático de las superficies de corte de frutas y verduras. En este caso, el acido ascórbico actúa como agente reductor al transferir átomos a las quinonas que se forman mediante la oxidación enzimática de los compuestos fenolicos. En sistemas similares del acido ascórbico reacciona fácilmente con el oxigeno y en consecuencia sirve para capturar el oxigeno. Asimismo, el acido sulfuroso y los sulfitos son fácilmente oxidados en los productos alimenticios para formar sulfonatos y sulfatos, por lo que actúan como eficaces antioxidantes en alimentos tales como los frutos secos. Los antioxidantes más comunes utilizados en los alimentos son los compuestos fenolicos. Más recientemente, el término “antioxidantes alimentarios” se ha aplicado a aquellos compuestos que interrumpen la reacción en cadena de los radicales libres formados en la oxidación de los lípidos; sin embargo, el término no debería utilizarse con un sentido tan restrictivo.

Los antioxidantes (E300-E321) evitan que los alimentos se oxiden y se pongan rancios. Las vitamina C y E son antioxidantes naturales, aunque se suelen emplear otros sintéticos y más baratos como el BHA (Butil-hidroxi-anisol) o E320, y el BHT (Butil-hidroxitoluol) o E321 (que producen problemas toxicológicos), la lecitina obtenida generalmente de la soja, los cacahuetes, el maíz o la clara de huevo, los galatos, el tocoferol (vitamina E). Son normalmente de origen mineral o vegetal, se añaden a los productos de la fruta, en forma de ácido ascórbico, a los aceites y grasas, las patatas fritas, las galletas, los cereales para el desayuno, las sopas preparadas, el vino y la cerveza.

La oxidación de las grasas es la forma de deterioro de los alimentos más importante después de las alteraciones producidas por microorganismos.La reacción de oxidación es una reacción en cadena, es decir, que una vez iniciada, continúa acelerándose hasta la oxidación total de las sustancias sensibles. Con la oxidación, aparecen olores y sabores a rancio, se altera el color y la textura, y desciende el valor nutritivo al perderse algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. Además, los productos formados en la oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud.

Las industrias alimentarias intentan evitar la oxidación de los alimentos mediante diferentes técnicas, como el envasado al vacío o en recipientes opacos, pero tambien utilizando antioxidantes. La mayoría de los productos grasos tienen sus propios antioxidantes naturales, aunque muchas veces estos se pierden durante el procesado (refinado de los aceites, por ejemplo), pérdida que debe ser compensada. Las grasas vegetales son en general más ricas en sustancias antioxidantes que las animales. También otros ingredientes, como ciertas especias (el romero, por ejemplo), pueden aportar antioxidantes a los alimentos eleborados con ellos.

Por otra parte, la tendencia a aumentar la insaturación de las grasas de la dieta como una forma de prevención de las enfermedades coronarias hace más necesario el uso de antioxidantes, ya que las grasas insaturadas son mucho más sensibles a los fenómenos de oxidación.

Los antioxidantes pueden actuar por medio de diferentes mecanismos:

Deteniendo la reacción en cadena de oxidación de las grasas.

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Eliminando el oxígeno atrapado o disuelto en el producto, o el presente en el espacio que queda sin llenar en los envases, el denominado espacio de cabeza.

Eliminando las trazas de ciertos metales, como el cobre o el hierro, que facilitan la oxidación.

Los que actúan por los dos primeros mecanismos son los antioxidantes propiamente dichos, mientras que los que actúan de la tercera forma se agrupan en la denominación legal de "sinérgicos de antioxidantes", o más propiamente, de agentes quelantes. Los antioxidantes frenan la reacción de oxidación, pero a costa de destruirse ellos mismos. El resultado es que la utilización de antioxidantes retrasa la alteración oxidativa del alimento, pero no la evita de una forma definitiva. Otros aditivos alimentarios (por ejemplo, los sulfitos) tienen una cierta acción antioxidante, además de la acción primaria para la que específicamente se utilizan.

E 300 ACIDO ASCORBICO E 301 ASCORBATO SODICO E 302 ASCORBATO CALCICO E 304 PALMITATO DE ASCORBILO

El ácido L-ascórbico es la vitamina C. El acetato y palmitato de ascorbilo se hidrolizan facilmente en el organismo, dando ácido ascórbico y ácido acético o palmítico, respectivamente.El ácido L-ascórbico se obtiene industrialmente por un conjunto de reacciones químicas y procesos microbiológicos. Los demás compuestos se preparan facilmente partiendo de él.El ácido ascórbico y sus derivados son muy utilizados. Son muy solubles en agua, excepto el palmitato de ascorbilo, que es más soluble en grasas. La limitación en su uso está basada más en evitar el enmascaramiento de una mala manipulación que en razones de seguridad. En España el E-304 está autorizado en aceites de semillas. El acido ascórbico y sus derivados se utilizan en productos cárnicos y conservas vegetales y en bebidas refrescantes, zumos, productos de repostería y en la cerveza, en la que se utiliza el ácido ascórbico para eliminar el oxígeno del espacio de cabeza. El ácido ascórbico contribuye a evitar el oscurecimiento de la fruta cortada en trozos y a evitar la corrosión de los envases metálicos. También se utiliza el ácido ascórbico en panadería, no como antioxidante sino como auxiliar tecnológico, para mejorar el comportamiento de la masa. Su adición a mostos y vinos permite reducir el uso de sulfitos. El ácido ascórbico es una vitamina para el hombre y algunos animales, y como tal tiene una función biológica propia. Además mejora la absorción intestinal del hierro presente en los alimentos e inhibe la formación de nitrosaminas, tanto en los alimentos como en el tubo digestivo.

Se ha propuesto el uso de dosis enormes (varios gramos diarios) de esta vitamina con la idea de que ayudaría a prevenir una multitud de enfermedades, desde el resfriado común hasta el cancer. No se ha comprobado que estas dosis masivas tengan alguna utilidad, pero sí que no parecen ser peligrosas, al eliminarse el exceso de vitamina C facilmente por la orina. Por tanto, las dosis, mucho menores, empleadas como antioxidante en los aditivos pueden considerarse perfectamente inocuas. Su utilidad como vitamina tampoco es muy grande en este caso, ya que en gran parte se destruye al cumplir su papel de antioxidante. La adición de ácido ascórbico como antioxidante no permite hacer un uso publicitario del potencial enriquecimiento en vitamina C del alimento.En algunos paises, entre ellos Estados Unidos, se utilizan como aditivos alimentarios sustancias semejantes al ácido ascórbico (ácido eritórbico), pero que no tienen actividad vitamínica. En la Unión Europea está autorizado para su utilización en el futuro.

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E 306 EXTRACTOS DE ORIGEN NATURAL RICOS EN TOCOFEROLES E 307 ALFA-TOCOFEROL E 308 GAMMA-TOCOFEROL E 309 DELTA-TOCOFEROL

El conjunto de tocoferoles se llama también vitamina E. No obstante, el uso de tocoferoles como antioxidantes en un alimento no autoriza a indicar en su publicidad que ha sido enriquecido con dicha vitamina. El más activo como vitamina es el alfa, pero también el gamma tiene cierto valor. El menos activo es el delta, que tiene una actividad biológica como vitamina de sólo alrededor del 1% de la del alfa, aunque ésta depende mucho también del método utilizado en su medida. Los tocoferoles sintéticos tienen una actividad vitamínica algo menor que los naturales, al ser mezclas de los dos isómeros posibles.

La cantidad de estas sustancias ingeridas como un componente natural de los alimentos es en general mucho mayor que la que se ingiere por su uso como aditivo alimentario, ya que se utiliza a concentraciones muy bajas. Al aceite de oliva refinado puede añadirse como antioxidante E-307, exclusivamente para substituir al perdido en el procesado. Se utilizan también en aceites de semillas, en conservas vegetales y en quesos fundidos.

Los tocoferoles abundan de forma natural en las grasas vegetales sin refinar, y especialmente en los aceites de germen de trigo, arroz, maiz o soja. Se obtienen industrialmente como un subproducto del refinado de estos aceites (E 306) o por síntesis química. Su actividad como antioxidante parece seguir el orden inverso a su actividad biológica como vitamina, siendo el más eficaz el delta. Sólo son solubles en las grasas, no en el agua, por lo que se utilizan en alimentos grasos. En las grasas utilizadas en fritura desaparecen rápidamente por oxidación. El uso conjunto de antiespumantes, al hacer menor el contacto del aceite con el aire, los protege en cierto grado. Son unos protectores muy eficaces de la vitamina A, muy sensible a la oxidación. Al igual que el ácido ascórbico, evitan la formación de nitrosaminas en los alimentos. La función biológica de la vitamina E es similar a su función como aditivo, es decir, la de proteger de la oxidación las grasas insaturadas. Aunque es esencial para el organismo humano, no se conocen deficiencias nutricionales de esta vitamina. No obstante, dosis muy elevadas (más de 700 mg de alfa-tocoferol por día) pueden causar efectos adversos.

E 310 GALATO DE PROPILO E 311 GALATO DE OCTILO E 312 GALATO DE DODECILO

Se usan como antioxidantes alimentarios desde los años cuarenta. Su propiedad tecnológica más importante es su poca resistencia al calentamiento, por lo que son poco útiles para proteger aceites de fritura o alimentos sometidos a un calor fuerte durante su fabricación, como las galletas o los productos de repostería. Por su parte, el galato de propilo es algo soluble en agua, y, en presencia de trazas de hierro, procedentes del alimento o del equipo utilizado en el procesado, da lugar a la aparición de colores azul oscuro poco atractivos. Esto puede evitarse añadiendo también al producto ácido cítrico. Se utilizan, mezclados con BHA (E 320) y BHT (E 321) para la protección de grasas y aceites comestibles. En España, se utilizan galatos, BHA y BHT en conjunto, en aceites, con la excepción del aceite de oliva. También se utilizan en repostería o pastelería, galletas,en conservas y semiconservas de pescado y en queso fundido.

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E 320 BUTIL-HIDROXI-ANISOL (BHA)

Este antioxidante sintético se utilizó inicialmente en la industria petrolífera. Desde los años cuarenta se utiliza como aditivo alimentario. Solamente es soluble en grasas y no en agua. Resulta muy eficaz en las grasas de fritura, ya que no se descompone o evapora, como hacen los galatos o el BHT, pasando al producto frito y protegiéndolo. Se utiliza para proteger las grasas utilizadas en repostería, fabricación de galletas, sopas deshidratadas, etc. Su seguridad ha sido discutida extensamente. No tiene acción mutagénica, pero es capaz de modular el efecto de ciertos carcin[ogenos sobre animales de experimentación, potenciando o inhibiendo su acción, en función del carcinógeno de que se trate. Esto puede estar relacionado con su actividad sobre los enzimas hepáticos encargados de la eliminación de sustancias extrañas al organismo, que activan o destruyen a ciertos carcinógenos. El BHA a dosis elevadas provoca, en la rata, la proliferación anormal de células en ciertos puntos de su tubo digestivo, y lesiones neoplásicas con dosis aún más altas, por un mecanismo no bien conocido. Las diferencias anatómicas hacen que esto no sea extrapolable a la especie humana, aunque la proliferación anormal de células se ha demostrado también en el esófago de monos tratados con BHA. Su utilización está autorizada en la mayoría de los paises (CE y USA entre ellos), pero no en otros, por ejemplo Japón. La tendencia mundial es a la reducción del uso de este antioxidante y del BHT (E-321). Usualmente se utiliza combinado con otros antioxidantes, especialmente con el BHT (E-321), ya que potencian mutuamente sus efectos. En España, las dosis máximas autorizadas lo son siempre considerando la suma total de estos antioxidantes.

E 321 BUTIL-HIDROXI-TOLUENO (BHT)

Es otro antioxidante sintético procedente de la industria petrolífera reciclado su uso como aditivo alimentario. Se utiliza prácticamente simpre mezclado con el BHA (E-320), tiene sus mismas aplicaciones, y, en general, las mismas limitaciones legales.Esta sustancia no es mutagénica, pero como el BHA, es capaz de modificar la acción de ciertos carcinógenos. Se elimina en la orina combinado a otras sustancias, por una vía metabólica común a muchos otros compuestos extraños al organismo. El BHT a dosis muy altas, produce lesiones hemorrágicas en ratas y ratones, pero no en otras especies animales. Esto puede ser debido fundamentalmente a que interfiere con el metabolismo de la vitamina K, a cuya carencia son especialmente sensibles estos roedores.El BHT, a dosis relativamente altas, afecta la reproducción en la rata, especialmente el número de crías por camada y la tasa de crecimiento durante el período de lactancia. En función de estos datos, la OMS ha rebajado recientemente la ingestión diaria admisible.

E 512 CLORURO ESTANNOSO

Puede utilizarsecomo aditivo exclusivamente para esparragós enlatados, aunque prácticamente no se utiliza. El estaño se absorbe muy poco en el tubo digestivo, lo que contribuye a su escasa toxicidad

VII. AGENTES ANTIMICROBIANO

Los conservantes químicos con propiedades antimicrobianas juegan un importante papel para prevenir las alteraciones y asegurar la calidad y higiene de muchos alimentos. Algunos de estos compuestos se tratan a continuación.

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A. SULFITOS Y DIÓXIDO DE AZUFRE

Desde hace mucho tiempo el dióxido de azufre se ha utilizado como un conservante general de los alimentos. La forma más comúnmente utilizadas comprende n el dióxido de azufre gaseoso y los sulfitos sódico y potasio. Bisulfito o meta bisulfito, en soluciones acuosas, el dióxido de azufre y los sulfitos forman acido sulfuroso e iones de bisulfito y sulfito las proporciones relativas de cada forma depende del pH de la solución, así a pH 4,5 o inferior predominan el ion HSO3 y el acido sulfuroso sin disociar. Se ha observado que el dióxido de azufre es más eficaz como agente antimicrobiano en medio acido y se cree que este efecto se debe al acido sulfuroso no disociado que es la forma predominante del pH inferior a 3,0 el efecto antimicrobiano más intenso del dióxido de azufre a valores de pH bajos pueden deberse a que el acido sulfuroso sin disociar penetra más fácilmente a través de pared celular. el acido sulfuroso inhibe el crecimiento de levaduras , mohos y bacterias aunque no siempre en el mismo grado , esta variabilidad es mayor a pH elevados , habiéndose sugerido que en tal caso el ion HSO3 es efectivo contra la bacteria pero no frente a la levadura entre los mecanismos tenemos la reacción del bisulfito con el aldehído en la célula y la reducción de enlaces disulfiros esenciales para la enzimas y la formación de compuestos de adición de bisulfito que interfieren con las reacciones respiratorias en las que intervienen la nicotina mida dinucleotico de los inhibidores de pardea miento no enzimáticos de loa alimentos conocidos, el dióxido de azufre probamente sea el más eficaz el mecanismo químico por el que el dióxido de azufré inhibe el pardea miento enzimático no está totalmente aclarado, pero probamente se trate de reacciones de bisulfito con los grupos carbonilo activo. El bisulfito se combina de forma reversible con los azucares reductores y con los aldehídos intermedios y mas fuertes con los alfa di carbonilos y los aldehídos alfa beta insaturados estos productos de adiciona de bisulfito parecen retardar el proceso de pardea miento y asociado a la acción de blanqueo del dióxido de azufre sobre los pigmentos melanoidinicos producen una inhibición muy eficaz del pardeamiento enzimático.

El dióxido de azufre también inhibe ciertas reacciones catalizadas por enzimas, fundamentalmente del pardea miento enzimático. La producción de pigmentos oscuro s mediante la oxidación catalizad por enzimas de los compuestos fenolicos pueden producir problemas graves de calidad durante la manipulación de algunas frutas frescas y hortalizas, sin embargo el uso de acrosoles de sulfito o meta sulfito o la inmersión, con o sin acido cítrico, proporcionan un control efectivo del pardea miento enzimático en patatas zanahorias y manzanas antes de pelarlas y trocearlaz. La cerveza se inhibe eficazmente el desarrollo de sabores oxidados durante el almacenamiento. También el color rojo de la carne fresca puede mantenerse en presencia de dióxido de azufre.

Bajo el nombre de sulfitos se agrupan diversos compuestos que en solución acuosa ácida liberan ácidos sulfuroso (H2SO3) y los iones sulfito (SO3

-2) y bisulfito (HSO3-) en diferentes proporciones de

acuerdo con el pH; destacan por su importancia los sulfitos de sodio y de potasio (Na2SO3 y K2SO3), los bisulfitos de sodio y de potasio (NaHSO3 y KHSO3) y los metabisulfitos de sodio y de potasio (Na2S2O5 y K2S2O5). Son polvos y cristales con una alta solubilidad en agua (la menor es de 250 mg/ml), por lo que se aplican en un gran número de alimentos sin ningún problema.

Na2SO3

NaHSO3 H2SO3 PK=1.8 HSO3- + H+ PK=7.2 SO3

= + 2H+

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Na2S2O5

SO2

La proporción de cada especie química que se produce esta en función del pH, ya que, por ejemplo, a 4.5 se tiene una alta cantidad del bisulfito y a medida que se reduce el pH se favorece la forma no disociada del ácido sulfurosa, considerando como el agente propiamente activo contra los microorganismos.Por su parte el dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso (SO2) es un gas incoloro de fuerte olor que se genera con la combustión de azufre y que desde los antiguos romanos y egipcios se ha usado en la conservación del vino; en contacto con el agua, el SO2 genera el ácido sulfuroso.Los sulfitos y el dióxido de azufre son compuestos que tienen una gama muy amplia de funciones y por lo tanto son muy comunes en el procesamiento de los alimentos dado que: a) inhiben las reacciones de oscurecimiento no enzimático de Maillard ya que bloquean los grupos carbonilo libres de los azúcares y evitan que estos interaccionen con los aminoácidos; además, ejercen una acción decolorante sobre los pigmentos melanoidinas, productos finales de estas transformaciones; b) evitan las reacciones de oscurecimiento enzimático pues su poder reductor inhibe la síntesis de quinonas además de que pueden tener una acción inhibidora sobre la propia enzima; c) ejerce una acción antimicrobiana definida sobre diversos hongos, levaduras y bacterias, cuyo modo de acción no se conoce totalmente, aunque existen varias teorías al respecto que se basan en el hecho de que el H2So3 penetra en la célula microbiana y provoca:

i) Reacción con el acetaldehído de la célulasii) Reacción del bisulfito con enzimas que contienen enlaces disulfuro y la reducción de estosiii) Interferencia del bisulfito con los mecanismos de respiración de los microorganismos en los

que intervienen el dinucleótido de nicotinamida.Estos aditivos tienen una gran demanda en la industria vitivinícola, puesto que ejercen diferentes acciones en el vino:

a) son blanqueadores y eliminan los colores café indeseables.b) son agentes reductores y actúan como antioxidantes al reaccionar con el peróxido de hidrógeno y con los fenoles y aldehídos oxidados, transformándolos en compuestos menos activos. c) tienen una función antimicrobiana contra levaduras indeseables y ciertas bacterias.

Debido a que interaccionan con los azúcares reductores, una parte de los sulfitos añadidos queda retenida y no cumple su función antimicrobiana; por esta razón, cuando se formulan estos aditivos para un determinado producto, es preciso considerar la concentración de estos hidratos de carbono. Los sulfitos se encuentran en el alimento básicamente en tres formas: libre, reversiblemente unidos; a la suma de los dos primeros se le llama sulfitos totales y son los que verdaderamente actúan como aditivo.En las concentraciones normalmente empleada (500 ppm máximo) no generan olores indeseables ni son tóxicos para la mayoría de los individuos; mediante la enzima sulfito oxidasa se metabolizan y se eliminan en la orina como sulfato sin ningún efecto dañino. Sin embargo, recientemente se han llevado a cabo investigaciones que muestran que hay individuos, sobre todo aquellos que padecen de asma, que son sensibles a los sulfitos y sufren de bronco espasmos; a unas personas sanas, cuando los consumen en exceso, pueden padecer construcciones bronquiales. Parece ser que este

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problema de hipersensibilidad está directamente relacionado con la concentración de los sulfitos libres y no con el total de ellos.Por otra parte, estos compuestos también se han relacionado con el desarrollo de cáncer en ratas en ciertas condiciones de administración; sin embargo, esto es solo materia de discusión ya que no se ha demostrado plenamente.Los agentes reductores, como son los sulfitos, destruyen la tiamina pero esto no representa un verdadero problema para la gente que consume una dieta variada. También interaccionan con las antocianinas y las llegan a transformar en productos incoloros.Su análisis cuantitativo se puede hacer por diversos métodos, cada uno de los cuales tiene ventajas y desventajas; recientemente se ha propuesto un sistema de cromatografía iónica que permite medir tanto el sulfito libre como el total de un producto.

B. NITRITOS Y NITRATOS

Las sales sódicas y potásicas del nitritos Y nitratos se utilizan comúnmente en los curados de las carnes y fijar el calor para inhibir los microorganismo y desarrollar sabores característicos aparentemente el constituyentes funcional es el nitrito más que el nitratos . los nitritos forman en la carne oxido nítrico que reacciona con los compuesto para dar nitroso mi globina , que es el pigmento responsable del color rosa de las carnes curadas , las evaluaciones organolépticas también indican que el nitrito contribuye al sabor de la carne curada al actuar como antioxidante La acumulación de grande s cantidades de nitrato en plantas cultivadas en suelo muy fertilizados es motivo de preocupación si estas hortalizas se emplean para preparar alimentos para niños . la reducción intestinal de nitrato a nitrito con la consiguiente absorción con del mismo , podría generar cianosis debido a la formación de metamioglobina por estas razones está siendo cuestionado . El uso de nitrito y nitratos en los alimentos. La capacidad antimicrobiana de nitrito justifica en partes su utilización en carnes curadas en donde es posible el desarrolló de c. botulinun. sin embargo , en productos m conservados , en los que no existe peligro de botulismo no parece estar justificada la adición de nitratos y nitritos.

En el caso de los nitritos y los nitratos, estos actúan en dos sentidos principalmente; desarrollan un color característico al formar la nitrocilmioglobina, pigmento típico de las carnes curadas, y actúan como inhibidores muy específicos de crecimiento del Clostridium botulinum. Sin embargo, algunos autores también consideran que, dadas sus propiedades de antioxidante, contribuyen a estabilizar el aroma y el gusto de estos productos.En el caso de la generación del color, la secuencia de reacciones en las que intervienen estos aditivos se resume de la siguiente manera:

NaNO3 bacterias NaNO2+O2NaNO2+H2O PH 5.4-5.8 HNO2+NaOHHNO2 NO+H2O+HNO3NO + mioglobina nitrosilmioglobina (rojo)Nitrosilmioglobina calor nitrosilhemocromo (rosado)

Es decir, los microorganismos propios de la carne transforman los nitratos en nitritos y, junto con los nitritos añadidos son estos los que realmente cumplen con las funciones descritas más arriba. Como una nota de interés, cabe indicar que en el intestino humano sucede la misma

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transformación y que el nitrito producido se absorbe a través de las paredes intestinales. Debido al pH que prevalece en la carne, el nitrito se convierte en ácido nitroso y finalmente en óxido nítrico que al reaccionar con la mioglobina produce la nitrosilmioglobina de color rojo; cuando la carne se somete a un cocimiento por encima de 60ºC, este pigmento se desnaturaliza y se convierte en el nitrosilhemocromo queda como resultado el color rosado típico de las salchichas, los jamones, etc.

PROTEINAN N Fe + NO N N H2O

mi globina rojo purpura

mi globina NO nitrosilmioglobina calor nitrosilhemocromo rojo purpura rojo rosado

Sin embargo, el nitrocilhemocromo puede transformarse mediante reacciones de oxidación y generar coloraciones que van del verde al amarillo. Además, se debe controlar la concentración de estos aditivos, ya que cuando la cantidad es baja no se desarrolla el color y, por lo contrario, cuando se añade en exceso causa lo que se conoce como quemadura por nitritos, en cuyo caso el color que se produce no es el adecuado.Por otra parte, su función como conservador es muy específica en cuanto a que inhibe el crecimiento del Clostridium botulinum, microorganismo anaheróbico altamente peligroso por las potentes neorotóxinas que sintetiza, que cuando se consumen producen un alto grado de mortalidad. Su efecto antimicrobiano se ve favorecido si, además, se toma en cuenta que; a) por su naturaleza de ácido débil, los nitritos son más efectivos a pH ligeramente ácidos de 5.0 a 5.5; en caso de que el pH sea superior, la concentración que normalmente se emplea en los cárnicos (200 ppm de nitritos y 500 ppm de nitratos) será insuficiente; b) su acción se ve muy favorecida por el efecto sinérgico que se presenta cuando se mezcla con el cloruro de sodio, y c) al igual que sucede con cualquier otro alimento, las temperaturas bajas de almacenamiento contribuyen el control microbiológico y, consecuentemente, a la eficiencia de los nitritos.Su mecanismo de acción como conservador no se conoce totalmente, pero existen diversas teorías al respecto. Se sabe que los nitritos forman sustancias tóxicas para los microorganismos cuando reaccionan con los grupos sulfhidrilo de las proteínas o con algunas monofenoles como la tirosina, de donde se derivan compuestos nitrados monoaminodisustituidos. También se pensó que sus interacciones con el sistema de citocromos (similares a las reacciones con el hemo de la mioglobina) podrían ser la causa de esta acción; sin embargo, se ha visto que los nitritos inhiben el crecimiento de aquellos organismos que no cuentan con sistema respiratorio basado en estos grupos. Debido que los diferentes microorganismos tienen una capacidad distinta de tolerancia a los nitritos, es muy posible que existan varios mecanismos a través de los cuales actúen como conservadores.Por otra parte, y como una tercera función, los nitritos ayudan a conservar un sabor adecuado en los productos cárnicos, ya que actúan como antioxidantes evitando el deterioro oxidativo de las

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grasas insaturinas; se ha comprobado que al añadirlo se reduce la actividad de oxidación catalizada por el átomo de hierro presente en la mihoglobina; hay que recordar que, de llevarse a cabo, estas transformaciones generan sustancias de peso molecular bajo y de los desagradable, que perjudican considerablemente la calidad sensorial del producto.En relación con su inocuidad, hay que mencionar que en las concentraciones que común mente se emplean no causan problemas de toxicidad en el hombre; sin embargo un consumo excesivo causa cianosis, sobre todo en los niños; estas cianosis se produce por la síntesis de la metahemoglobina en la sangre, que es el producto de la oxidación de la hemoglobina y que no tiene la capacidad de combinarse con el oxigeno. La dosis letal media en forma oral para la rata es de 200 y 180 mg/kg para el nitrato y el nitrito, respectivamente.Se considera que algunos vegetales, como las espinacas, pueden llegar a concentrar en sus tejidos una alta cantidad de nitritos que pueden tener implicaciones serias en la salud; dicha cantidad se incrementa cuando los vegetales se producen en suelos fertilizados con productos que contienen gran cantidad de nitrógeno.El principal inconveniente que tiene el empleo de estos productos es que reaccionan con diferentes aminas secundarias y terciarias y producen nitrosaminas, que son agentes que se considera son capaces de provocar cáncer en el hombre. Las aminas primarias no tienen importancia desde el punto de vista de la toxicidad, que ya general monoalquil nitrosaminas, que son sustancias muy inestables y que se descomponen rápidamente en un alcohol y un alqueno.La síntesis de nitrosaminas se efectúa con el N2O3 como agente nitrante:

R2NH + N2O3 R2N.NO +HNO2

R3N + N2O3 R2N.NO +R

Entre los compuestos producidos por estes mecanismos se encuentran la N-nitrosodietilamina (a partir de la dietilamina) y la N-nitrosodimetilamina (a partir de la dimetilamina), ambos identificados como potentes hepatocarcinógenos.

CH3CH2 CH3

N NO N NOCH3CH2 CH3 N- nitrosodietilamina N-nitrosodimetilamina Existen algunos trabajos que relacionan la incidencia del cáncer de colon y de esófago en Japón y en ciertos países africanos con el elevado consumo de nitrosaminas; se considera que la capacidad mutagénica de estas sustancias se debe a su facilidad para metilar la posición 3 de la citosina de los ácidos nucleicos.De todos los alimentos, las carnes y los pescados son los productos donde se encuentra la mayor cantidad de nitrosaminas, aunque la concentración no es tan elevada como la que se emplea en lapruebas experimentales de laboratorio para demostrar su toxicidad. El pH óptimo de su síntesis es de 3.4 y se producen aún en condiciones de congelación, ya que en la fracción líquida no congelada se concentran los nitritos y las aminas y esto les da mayor facilidad de interacción.

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Debido a esta situación y considerando que es difícil la sustitución de los nitritos, sobre todo su capacidad de controlar el crecimiento del C. botulinum, se han llevado a cabo investigaciones para determinar la manera de reducir las nitrosaminas en los productos cárnicos. Para tal efecto se ha usado la α-tocoferol, sin afectar la acción antibotulinica del nitrito, o se ha sustituido parcialmente el nitrito por sorbatos. La adición conjunta de hidratos de carbono (dextrosa, ribosa, lactosa o maltosa) y de α-tocoferol reduce hasta en 80% la cantidad de nitrosaminas, principalmente la formación de N-nitrosopirrolidina. Los agentes reductores, principalmente el eritorbato de sodio, inhiben la síntesis de estos compuestos en las salchichas.

C. ACIDO SORBICOS Y SORBATO

los ácidos grasos alifáticos mono carboxílicos de cadena lineal presentan actividades antimicóticas y los ácidos grasos alfa insaturados análogos son especialmente eficaces . el acido y sus enlaces sódicas potásicas se emplean ampliamente como inhibidores del crecimiento de mohos y levaduras en extensa gama de alimentos tales como queso productos de panadería zumos de frutas vino y encurtidos. El sorbico es particularmente eficaz para controlar el crecimientos de mohos y a las concentraciones a que se emplea ( hasta el seros . 3 porciento en peso ) apenas imparte sabor al producto el procedimientos de aplicación puede ser por incorporación directa , recubriendo la superficies o imprecando los materiales de envoltura . la actividad del acido sorbico aumenta al disminuir el pH lo que indica que la forma no disociada es mas inhibidora que la disociada en general el acido sorbico es efectivo hasta pH 6,5 valor considerablemente superior a los márgenes efectivos de pH para los ácidos propionico y benzoico la acción antimicótica del acido sorbico parece deberse a que los mohos son incapaces de metabolizar el sistema dieno alfa insaturado de su cadena alifática se ha sugerido que la estructura diena del acido alfa sorbico interfiere con las deshidrogenasas celulares las cuales normalmente deshidrogena a los ácidos grasos como primera etapa del proceso de oxidación a este efecto inhibidor no se extiende a los animales superiores en todas las pruebas indican que los animales y las personas metabolizan el acido sorbico de forma muy similar a como lo hacen de manera natural con los ácidos grasos.

Este ácido (CH3CH=CHCH=CHCOOH) y sus sales de sodio y de potasio se usan en una concentración menor de 0.3% en peso para inhibir el crecimiento de hongos y levaduras en los alimentos con un pH hasta de 6.5; su efectividad aumenta al reducir el pH, es decir; la forma sin disociar es la activa.

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Se emplea en quesos, encurtidos, jugos de frutas, pan, vino, pasteles, mermeladas y otros; la dosis letal media del ácido es de 7.3 g/kg oralmente para ratas. No es tóxico para el hombre ya que éste lo metaboliza como cualquier otro ácido graso por medio de reacciones de β-eliminación. Dado que su solubilidad en agua es baja (0.16 g/100 ml a 20ºC), es preferible usar en su lugar los osrbatos que son mucho más solubles.

Se supone que la acción de este ácido como conservador se basa en que tiene la propiedad de unirse a la superficie de las células microbianas, modificando la permeabilidad de la membrana y el metabolismo, pero también se ha sugerido que su estructura de dieno interfiere con el sistema enzimático de las deshidrogenasas de los microorganismos. Existen otros ácidos con insaturaciones en el carbono α, que ejercen acciones semejantes: igualmente se considera que el ácido sórbico está sujeto a reacciones de oxidación debido a su insaturación, lo que produce radicales libres que atacan la membrana de la célula e inducen reacciones secundarias que inhiben el crecimiento microbiano.Algunos microorganismos como el Penicillium roqueforti, utilizan este ácido como sustrato y producen hidrocarburos que tienen olor a gasolina; se ha comprobado que esta transformación sucede en los quesos cuya superficie ha sido tratada con ácido sórbico.El sorbato de potasio es la sal más usada porque se le ha encontrado un gran número de aplicaciones; en diferentes alimentos y en distintas condiciones se ha demostrado que controla el crecimiento de Salmonella, Staphilococcus aureus, Vibrio parahaemoliticus, Clostridium botulinun y otros. Por esta razón, los sorbatos se han sugerido como sustitutos de los nitritos y los nitratos que se usan en la curación de los derivados cárnicos, como salchichas, jamones, etc.; igualmente, también se han empleado soluciones al 5% para rosear o sumergir piezas de distintos tipo de carne (vg. de pollo, de res, etc) con lo cual se les prolonga su vida de anaquel.Además, esta acción se mejora cuando se emplea en combinación con ácidos, tales como el fórmico, el cítrico o el láctico.También se ha sugerido su empleo en la conservación de las tortillas de maíz, puesto que a nivel experimental s ha visto que incrementa considerablemente la vida de anaquel de este producto tan importante en México.

D. NATAMICINA

La natamicina o pimaricina en un antimicótico macrolido poliemico que recientemente ha sido autorizado en EE.UU para su utilización contra los mohos en quesos madurados este antimicótico se vende con la marca comercial Delvocid y es altamente eficaz aplicado a la superficies de los alimentos expuestas directamente al aire en donde los mohos muestren tendencias a proliférate. la natamicina está especialmente indicada en alimentos fermentados , como los quesos madurados ya que inhibe selectivamente a los mohos mientras permite el normal crecimiento y metabolismo de las bacterias responsables de la maduración.

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E. ESTERES DE GLICERILO

Muchos ácidos grasos libres monoacilgliceroles presentan una intensa actividad antimicrobiana frentes a las bacterias gran-positivas y algunas levaduras algunas de estos ácidos. insaturados especialmente de los 18 átomos de carbonos muestran una fuerte actividad, las de cadena intermedia ( 12 átomos de carbonos ) son mas inhibidores cuando se esterificaban al glicerol . monolaurato de glicerilo también conocido con el nombre comercial mono laurina , a concentraciones de 15 -250 ppm en inhibidor de diversos estafilococos y estreptococos potencialmente patógenos . Normalmente se usa en cosmética y por su naturaleza lipidicas puede utilizarse n en algunos alimentos las sustancias lipofilicas de este tipo también muestran actividad inhibidoras frente al c. botulinun , de ahí que el monolaurato de glicerilo ejerciendo puede tener aplicación en carnes curadas y pescado fresco envasado y refrigerado . el efecto inhibidor de estos glicéridos derivados lipofilicos se relacionan aparentemente con su capacidad para facilitar la conducción de protones atraves de las membranas celulares , lo que destruye eficaz mente la fuerza motriz del protón necesaria para el transporte del substrato .los efectos celulares letales solo es observar a concentraciones elevadas de estos compuestos y las muerte de las mismas se producen al parecer por la producción de poros en las membranas celulares .

F. ACIDO PROPIÒNICO Y PROPIONATOS

El ácido pro iónico y sus sales sódicas y cálcicas tienen actividad antimicrobiana frente a los mohos y a un número reducido de bacterias. Este compuesto se produce de forma natural en el queso suizo (hasta 1 % en peso) por acción del propionibacterium el acido propionica tiene una amplia utilización de panadería, donde no solo inhibe con eficacia a la mohos si no que también es activo frente al bacillos mesentéricas productor del pan coriuso. Generalmente se una a concentraciones de hasta 0.3 % en peso al igual que otros ácidos carboxílicos de actividad antimicrobiana la forma no disociada del acido propionico es activa su margen de eficacia se extiende , para la mayora parte de sus aplicaciones hasta pH 5,0 ( la toxidad del acido propionico para los mohos y ciertas bacterias está relacionada con la incapacidad de los organismos afectados para metabolizar el esqueleto de tres átomos de carbono. En los mamíferos el acido propionico es metabolizado de la misma forma que los otros ácidos grasos no se ha demostrado que produzca efectos tóxicos a alas concentraciones utilizadas.El ácido propiónico (CH3CH2COOH) es un líquido corrocibo por lo que generalmente se prefieren sus sales, los propionatos. Se encuentran naturalmente en concentraciones hasta de 1% en el queso suizo impartiendo el aroma y el gusto característico, y es un metabolito en el rumen de los animales; es más efectivo a medida que el pH se reduce, tiene una dosis letal media de 4.29 g/kg en

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forma oral para las ratas y su efecto tóxico sobre los hongos se debe a que estos no pueden utilizar ácidos de 3 átomos de carbonos.Por su parte, los propionatos más empleados son el de sodio y el de calcio, con solubilidades de 1g/ml y 0.33 g/ml, respectivamente; actúan bien hasta un pH de 6 contra hongos en queso y en frutas deshidratadas, y específicamente evita el crecimiento del Basillus mesentericus causante de la alteración glutinosa que da origen al pan y lante; la concentración usada (0.3% en peso) no causa ningún problema en el hombre ya que metaboliza como cualquier ácido graso.En el caso del pan, se prefiere le derivado de calcio sobre el de sodio (aunque tiene la misma actividad) ya que el primero contribuye al enriquecimiento de este producto; sin embargo, no es recomendable cuando en la panificación se utilizan carbonatos y bicarbonatos, ya que el calcio interfiere con la producción de anhídrido carbónico.

G. ACIDO ACÉTICO Y ACETATOS

Desde tiempo remotos se han conservados los alimentos con acido acético bajo la forma de vinagre. además m del vinagre ( acido acético al 4% ) y el acido acético también se han utilizado en los alimentos el acetato sódico , acetato potásico , acetato cálcico y diasetato sódico estas sales se emplean en panaderías (0.1-0,4%) para evitar que el pan se ponga correoso e inhibir el crecimiento de los mohos sin afectar a als levaduras el vinagre y el acido acético se utilizaban en carnes y pescados escabechados si el producto contiene carbohidratos fermentables debe añadir al menos el 3,6% de acido para evitar el crecimiento de basilis acido lácticos y levaduras el acido acético se usa en alimentos como “ cátsup mayonesa y escabeche donde ejercen una doble función contribuyendo al sabor e inhibiendo microorganismo la actividad antimicrobiana del acido acético al igual que otros ácidos grasos alifáticos aumenta al disminuir el pH. Este ÁCIDO (CH3COOH) se encuentra como agente activo en el vinagre en una concentración de 4 a 5 %; además de que contribuye al gusto y al aroma de los alimentos, se utiliza para el control de diferentes especies de levaduras y de bacterias y en menor grado, de hongos, razón por la cual se ha sugerido usarlo para el control microbiano de productos cárnicos que se almacena por corto tiempo. Su efectividad se incrementa con la reducción del pH, ya que la molécula sin disociar es la activa; los usos que tiene el ácido (o el vinagre) son muy amplios en la industria alimentaria, principalmente en mayonesas, aderezos, salsas, encurtidos, carnes, pescados y muchos otros. No es tóxico en las concentraciones generalmente empleadas (muy variables, pero no mayor de 3%), y tiene una dosis letal media oral para las ratas de 3.53 g/kg. En concentraciones hasta 0.4%; la función que desempeñan es evitar el crecimiento de hongos y específicamente el desarrollo del Bacillus mesentericus, causante de la alteración glutinosa que da origen al pan y lante. Dado que no actúan sobre las levaduras, no afectan el proceso natural de la fermentación panaria.

H. ACIDO BENZOICO Y BENZOATOSEl acido benzoico se ha utilizado ampliamente como agente antimicrobiano en los alimentos, encontrándose presente de forma natural en los arándanos ciruelas, canela y clavo. El ácido disociado es el que tiene actividad antimicrobiana presentada su máxima actividad en el margen de pH de 2,5-4,0 por lo que resulta muy adecuado su uso en alimentos ácidos como el sumos de frutas, bebidas carbónicas, encurtidos y col ácida. La sal sódica del acido benzoico, por ser muy

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soluble en agua es la más utilizada una vez adicionada al producto parte de la sal se convierte en la forma ácida activa. Es muy eficaz a las levaduras y bacterias y menos frente a los mohos. A veces el acido el acido benzoico se utiliza en combinación con ácido sorbico en concentraciones que normalmente oscilan de 0,05, a 0,1% en peso se ha comprobado que el acido benzoico no tiene efectos nocivos para las personas cuando se utilizan en pequeñas cantidades. Se elimina rápidamente del organismo después de conjugarse con la glicina. Para formar acido purico, este proceso de toxica ión impide la acumulación del acido benzoico en el organismo.

Debido a que la solubilidad del ácido es baja (3.4 g/l a 25ºC). En su lugar se prefiere utilizar el benzoato de sodio (550 g/l a 25ºC), que una vez en el alimento se convierte en la forma de ácido no disociada; la dosis letal media de la sal es de 4.07 g/kg oralmente para ratas. Estos compuestos no causan problemas de toxicidad en el hombre cuando se ingieren en las concentraciones que normalmente se permiten y se usan en los alimentos (0.05 a 0.1% en peso), ya que se eliminan en la orina como ácido hipúrico (bencil-glicina) al reaccionar con la glicina en una reacción de destoxificación. Sólo cuando se consume de manera excesiva llega a provocar problemas de salud, que pueden llegar a producir convulsiones del tipo de la epilepsia.

+

HIPÚRICO GLICINA ACIDO

I. ESTERES ALQUÍLICOS DEL P-HIDROXIBENZOATO

Los para benes son un grupo de esteres alquílicos del acido p-hidroxibenzoato que se han utilizado ampliamente como agentes antimicrobianos en los alimentos preparados farmacéuticos

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PH SORBICO BENZOICO PROPIONICO3 98 94 994 86 60 885 37 13 426 6 1.5 6.77 0.6 0.15 0.7pKa 4.67 4.19 4.87

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y cosméticos, Los estrés metílico, propílico y etílicos son de uso domestico en algunos países también se emplean los estrés etílico y butílico

J. EPÓXIDOS

La mayoría de las sustancias antimicrobianas, a las concentraciones que se emplean en lo alimentos presentan un efecto más inhibidores que el letal. Sin embargo, presentan excepciones con los óxidos de etileno y propileno. Estos esterilizan tés químicos se utilizan para tratar ciertos alimentos de humedad bajo y para esterilizar los materiales para el envasado aséptico para lograr el contacto directo con los microorganismos, los epóxidos se utilizan en estado de vapor; después de una exposición adecuada al mayor parte de epóxido residual no re accionante se eliminan mediante el paso de una corriente de aire y al evacuación consiguiente, los epóxidos son esteres cíclicos que destruyen todas las formas de microorganismos incluyendo los esporos e incluso los virus pero cuyo mecanismo de acción no está totalmente aclarado . en el caso el oxido de etileno se ha propuesto que la alquilaciòn de metanolitos intermediarios esenciales con un grupo hidrocixtilos será la causa de los efectos letales , el punto de ataque podría ser cualquier hidrogeno lábil del sistema metabólico . Los epóxidos también reaccionando el agua para forman los correspondiente glicoles sin embrago la toxicidad de los glicoles es baja y , en consecuencia , no pueden considerarse con efectos inhibidores

Puesto que la mayoría de los epóxidos activos se eliminan de los alimentos tratados y los glicol formados son de baja toxicidad , podría parecer que estos esterilizan tés gaseosos deberían utilizarse con profesión . Sin embargo. su uso se limita a productos desecados como la nuez moscada y las especias , ya que la reacción con el agua rápidamente reduce la concentración de epóxido de los alimentos de humedad elevada las especies que se utilizan en alimentos perecederos con frecuencia .

Un epóxido es una compuesto que tiene un átomo de oxigenó como puente entre dos átomos de carbono contiguos; los más importantes, usados como conservadores, son los óxidos de etileno y de propileno, que a diferencia de los agente descritos más arriba, que son inhibidores del crecimiento microbiano (bacteriostáticos), éstos son letales (bactericidas) para los microorganismos. El tratamiento con epóxidos se llama “esterilización en frío”, debido a que se puede lograr una esterilización comercial del producto sin emplear temperaturas elevadas. Normalmente se emplean en alimentos que no pueden calentarse, como son los de baja humedad o deshidratados, las especies, los condimentos y otros.

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OXIDO DE PROPILENO

Su espectro de acción es muy amplio y variado ya que destruyen toda clase de microorganismos, incluyendo esporas y hasta virus; el proceso se lleva a cabo en cámaras herméticamente cerrada en las que se inyecta el óxido en estado gaseoso y se deja a una determinada presión durante un tiempo. Al terminar el proceso, la cámara se evacua para eliminar el exceso de gas; esta operación se puede mejorar mediante un ligero calentamiento. El óxido de etileno es un gas incoloro, sus vapores son tóxicos y las mezclas con aire, explosivas; con epóxidos. En concentración de 700 ppm destruye toda clase de microorganismos, es más efectivo que el óxido de propileno y, por ser muy inflamable, comercialmente se expende mezclado con 90% de anhídrido carbónico.Por su parte, el óxido de propileno es un líquido incoloro cuyo punto de ebullición es de 35ªC, que para poder aplicarse debe mantenerse en estado gaseoso; tiene una dosis letal media de 1.14 g/kg en forma oral para ratas; por ser menos efectivos y penetrante que el anterior, su uso implica tiempos de contacto más largos y en ocasiones es preciso agitar el producto para favorecer su acción; la humedad le hace perder su actividad.No se conoce el mecanismo de acción de estos compuestos; anteriormente se consideraba que dado que en contacto con agua producen glicoles (vg. Etilenglicol. HO-CH=CH-OH), éstos eran en realidad los agente activos, pero esta teoría se ha desechado en vista de que dichos glicoles tienen una toxicidad muy baja. Es posible que su actividad se deba a la capacidad de producir reacciones de alquilación con derivados hidroxietílicos del metabolismo celular. Cabe indicar que estos gases detruyen diversas vitaminas, sobre todo la riboflavina, la niacina y la piridoxina, locual tal vez no sean graves por la naturaleza de los productos que se someten a este tratamiento.

K. ANTIBIÓTICOS

Los antibióticos comprenden un grupo amplio de agentes antimicrobianos producidos de manera natural por diferentes microorganismos presentes actividad antimicrobiana selectiva y sus aplicaciones en medicina en contribuido de manera significativa al desarrollo de la quimioterapia los éxitos de los antibióticos del control de los microorganismos patógenos de los seres vivos a dado origen a extensas investigaciones para su posible investigación en la conservación de los alimentos . Sin embargo. Ante el temor de que el uso rutinario de los antibióticos produjera la aparición de formas microbianas resistente me está permitida normalmente su aplicación a los alimentos en los estados unidos. El desarrollo de cepas resistentes tiene particular importancia si el antibiótico utilizado se aplica también en medicina. Los antibióticos se usan generalmente en medicina para el control de infecciones microbianas, aunque en ciertos países se utilizan algunos de ellos como para este fin podemos mencionar la nisina, la clorotetraciclina, la oxitetraciclina y la primaricina o natamicina.

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La nisina (C143H230O37N42S7, pm 3354.25) es producidad por Lactobacillus lactis, está formada por 34 aminoácidos entre los que se cuentan la lantionina, la metil-lantionina y otros seis aminoácidos pocos comunes; actúa contra las bacterias Gram positivas, en especial Clostridium spp; es estable a pH ácidos y algo termosensible; el organismo humano la degrada y no produce resistencia cruzada con otros antibióticos; por lo que no s tóxica para el hombre; se usa principalmente en vinos y quesos.La clorotetraciclina (C22H23O8N2Cl, pm 478.88) es un antibiótico producido por Streptomyces aureofaciens, actúa contra los microorganismos Gram positivos y negativos, algunos virus y rickettsias, y menos contra los hongos; es sensible al calor, su uso en la carne fresca se permite en concentración hasta de 10 ppm ya que en la cocción se destruye y el producto comestible no la contiene. Se ha sugerido emplearla en combinación con sorbato de potasio para la conservación de filetes de pescado, pues es conjunto tienen un efecto mayor que en forma individual.

La oxitetraciclina (C22H24O9N2, pm 460.44), común mente llamada terramicina, es una derivado del grupo perhidronaftaleno; se obtiene por fermentación controlada de Streptomyces spp, de amplio espectro, actúa contra bacterias Gram positivas y negativas; se permite su empleo en las carnes frescas porque en la cocción se destruye.

OXITETRACICLINA

La pimaricina (C33H47O13N, pm 665.75) la produce el Streptomyces natalensis, está formada por una lactosa unida a un; la dosis letal oral para ratas es de 2.73 g/kg, es poco tóxica para elhombre, y se usa en varios países como conservador contra hongos en concentraciones hasta 100 ppm en quesos y otros derivados fermentados en donde no interfiere con la microflora deseada, pero sí inhibe la que no se desea.

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Los mecanismos de acción de los antibióticos son muy variados; entre ellos se incluye la inhibición de la síntesis de proteínas, la alteración de los sistemas enzimáticos y de permeabilidad celular, etc.

L. DIETILPICOCARBONATO

El dietilpirocarbonato ha sido utilizado como aditivo alimentario antimicrobiano en bebidas tales como zumo de frutas como vino y cerveza la ventaja de estos aditivos es que se puede utilizar en el proceso de pasteurización en frio de soluciones acuosas en las que rápidamente se hidrolizan a etanol y dióxido de carbono . El uso de concentraciones es de 120 y 300 ppm en bebidas acidas (th inferiores a 4,0) produce la destrucción completa de las levaduras en unos.

VII. EDULCORANTES NO NUTRITIVOS Y POBRES EN CALORÍAS

Los edulcorantes sin valor nutritivo y a calóricos comprenden un amplio grupo de sustancias que producen sabor dulce o mejoran la percepción de los sabores dulces , la prohibición del uso de clima tos en estados unidos juntos con las dudas surgidas sobre la inocuidad de la sacarina . Ha estimulado la investigación de edulcorantes alternativos que castigan la actual demande de b bebidas i alimento s pobres en calorías aunque la lista de edulcorantes acatólicos potencialmente útiles estas creciendo, solo uno cuantos se encuentran normalmente disponibles para su utilización en los alimentos.

B. E 954 SACARINA

Las sales sódicas y cálcicas de la sacarina se utilizan como edulcorantes no nutritivos (VII). La concentración de sacarina que se usa depende de la intensidad del sabor que se quiera impartir, concentraciones relativamente elevadas producen con frecuencia ligero sabor amargo. Se acepta comúnmente que la sacarina es aproximadamente 300 veces mas dulce que la sacarosa, hasta concentraciones equivalentes a una solución de sacarosa al 10% (109). Se ha comprobado que en animales de laboratorio (96) la sacarina tiene escasa incidencia carcinogenetica.

En los seres humano la sacarina se absorbe y excreta rápidamente por la orina (98).aunque las legislaciones usuales prohíben el uso como aditivos alimentarios a sacarina, decretada en EE.UU

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por la FDA en 1977, ha sido mantenida por el congreso hasta tanto no se realice una investigación mas definitiva.

C. E 951 ASPARTAME

El aspartame o el ester metílico de la laspartil-lfenilalanina, ha sido recientemente aprobado en EE.UU.

CONFIGURACIÓN ESTEREOQUÍMICA DEL ASPARTAME

Como edulcorante en mezclas de alimentos desecados y en bebidas no alcohólica. Las peticiones para el empleo de apártame en otros alimentos se encuentran pendientes de recibir la aprobación en breve plazo, y de hecho ha sido autorizado en otros países.

El apártame es una sustancia calorífica ya que es un di péptido que se digiere completamente. No obstante, su intensa capacidad edulcorante (unas 200 veces más dulce que la sacarosa a una concentración de 4%) le permite ejercer su función a niveles muy bajos que apenas aportan calorías.se considera que imparte un sabor dulce similar al de la sacarosa. La naturaleza peptidica del apártame lo hace susceptible a la hidrólisis, a las interacciones con otros compuestos químicos y a las degradaciones microbianas; de ahí que sea limitada su vida útil cuando se usa como un edulcorante general en sistemas acuosos.

Además de la perdida de la capacidad edulcorante a consecuencia de la hidrólisis, bien del Ester metílico de la fenilalanina o del enlace peptidico entre los dos aminoácidos, el apártame experimenta fácilmente una condensación intermolecular, para dar origen a dicetopiperazina (acido acético 5.benzil.3,6-dioxo-2-piperazina). Esta reacción se ve favorecida a valores PH neutros y alcalinos, ya que los grupos amina no protonizados de la molécula participan más fácilmente en

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reacción bajo estas condiciones de PH. De manera similar, los valores PH alcalinos favorecen las reacciones aminas-carbonilo, aviendose comprobado que apártame reacciona fácilmente con la glucosa y la vainillina bajo estas condicione. En la relación con la glucosa, la principal consecuencia es la perdida de la capacidad edulcorante del apártame durante el almacenamiento y la reacción con el otro compuesto se produce la pérdida del sabor a vainilla.

Aunque el apártame está compuesto de aminoácidos que se encuentran en la naturaleza y su ingestión diaria se considera que es muy baja (0,8g por persona), existe cierta preocupación sobre su seguridad potencial como aditivo alimentario. Sin embargo al aprobar el uso de apártame en bebidas no alcohólicas, la FDA tenía evidencia de que no posee riesgo cuando se emplea en la forma recomendada. Los productos alimenticios edulcorados con apártame deben etiquetarse de forma que quede bien visible su contenido en fenilalanina, al objeto de evitar su consumo por individuos fenilcetonuricos (37,64). Existe cierto temor sobre los efectos de concentraciones elevadas de fenilalanina en algunos individuos, asunto que se está investigando.

De forma similar se ha comprobado por numerosos ensayos que las disetopiperazina no posee riesgos para los seres humanos a las concentraciones potencialmente presentes en los alimentos.

D. E 950 ACESULFAME K

Recientemente el acesulfame K (6-metil -1,2,3-oxatiacina-4(3H)-ona-2,2-dioxido) ácido aprobado como edulcorante no nutritivo en el reino unido y se espera su aprobación inmediata en otros muchos países incluyendo los EE.UU. el complejo nombre químico de esta sustancia ha llevado a la utilización del nombre comercial , acesulfame K ,basado en sus relaciones estructurales con el acido acetilacetico y el acido sulfamico y a su sal potásica natural.

COMPUESTOS RELACIONADOS ESTRUCTURALMENTE QUE FORMAN LA BASEDEL NOMBRE DEDUCIDO DEL EDULCORANTE NO NUTRITIVO. ACESULFAME K

El acesulfame K es una 200 veces más dulces que la sacarosa en solución al 3%, presentando un dulzor intermedio entre el del ciclamato y la sacarina. Después de numerosas pruebas se a comprobado que no tiene efectos tóxicos sobre los animales y además presentan una excepcional estabilidad en las aplicaciones alimentarias.El acesulfame k puede prepararse con una pureza muy alta por procedimientos de síntesis relativamente baratos. Por su reciente aparición como edulcorante la experiencia que se tiene en

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aplicaciones a los alimentos es limitada pero proporciona una interesante alternativa a otros edulcorantes no nutritivos.

E. E 959 Neohesperidina dihidrocalcona

La denominada neoesperidina dihidrocalcona (NHDC) se obtiene por modificación química de una sustancia presente en la naranja amarga, Citrus aurantium. Es entre 250 y 1800 veces más dulce que la sacarosa, y tiene un sabor dulce más persistente, con regusto a regaliz. Se degrada en parte por la acción de la flora intestinal.

F. OTROS EDULCORANTES NO NUTRITIVOS Y BAJOS EN CALORÍAS

El acido glicirricico es una sustancia natural, de sabor dulce, que se encuentra en la raíz del regaliz que está autorizado solo como saborizante y no como edulcorante. El extracto de raíz contiene, tanto la sales cálcicas como sódicas de acido glicirricico. Se trata de un glucósido vegetal que por hidrólisis dados moléculas de acido glucuronico y una molécula de acido gliciretinico (triterpeno relacionado con el acido aleanolico). El sabor dulce del acido glicirricico se detecta a 1/50 del valor umbral de la sacarosa. Originalmente el acido glicirricico se utilizo en productos derivados del tabaco en cierta medida en alimento y bebidas. Su sabor semejante al regaliz lo hace adecuado para algunas aplicaciones. Sean investigado otras sustancias relacionadas estructuralmente al acido glicirricico. El esterviosido es un glicosido edulcorante que se encuentra de forma natural de las hojas de la stevia rebaudiana Bertoni y es 300 veces más dulces que la sacarosa.La dihidrocalcona neohesperidina es un edulcorante no nutritivo derivado de las flavonas amargas de los agrios. Estas sustancias intensamente dulce, así como otros compuestos similares como se produce por hidrogenación de: (a) Naringina para dar naringindihidrocalcona (b) Neohesperina que da neohesperina dihidrocalcona (c) Hesperidina para dar 4-0-glucoxido hesperidina dihidrocalcona. Todas estas sustancias dulces se caracterizan por poseer disacáridos con enlaces (1-2). Las dihidrocalcona están sujetas a ensayos de alimentación en animales de experimentación y aun no está permitida su utilización en los alimentos.La fruta tropical africana denominada “katenfe”, (thaumatococcus daniellii), contiene sustancias muy dulces que la clasifican como edulcorante bajos en calorías.Dichas sustancias, denominadas taumatina I y II, son proteínas alcalinas, cada una con un peso molecular de unos 20.000 daltons. Sobre una base molar estas proteínas son aproximadamente 105 veces más dulces que la sacarosa .el extracto de la fruta del “katenfe” se comercializa en el reino unido con el nombre de talin y su utilización como el edulcorante y potenciador del sabor a sido utilizado en japon. El talin en solución a una concentración del 4% es hasta 5000 veces más dulces que las sacarosas si bien presentan un dulzor duradero con sabor que recuerda al del regalis. La pulpa del dioscoceophillum cumminsii también contiene una sustancia proteica dulce, la modellina, con un peso molecular de alrededor del 11.500 daltons y unas características similares a los edulcorantes presentes en el “katemfe”. El uso potencial de esta sustancia se encuentra en

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cierta medida limitada ya que estos compuestos son caros, inestables al calor y pierden totalmente la capacidad edulcorante cuando se mantiene, a temperatura ambiente, en solución pH inferior a 2.Otra proteína básica, la meraculina, ha sido aislado del fruto synsepalum dulsificum .es insípida pero tiene la peculiar propiedad de impartirle a los alimentos ácidos un sabor dulce .se trata de una licoproteina con un peso molecular 42000 daltons. Al igual que otros edulcorantes proteicos, la meraculina es termolábil y se inactiva a pH bajo su sabor persiste durante mucho tiempo, limita su utilización. Este edulcorante no ha sido autorizado en EE.UU.

IX.ESTAVILIZANTES Y ESPESANTES Muchos hidrocoloides que se utilizan ampliamente por las siguientes características texturales, estructurales y funcionales que imparten a los alimentos, proporcionando estabilidad a emulciones, suspensiones y espumas por su propiedades espesantes en general. La mayoría de estos productos, clasificados ahí veces como gomas, proceden de fuentes naturales, aunque otros se modifican químicamente para conseguir las características deseadas. Muchos estabilizantes espesantes son polisacáridos, como la goma arabia, goma de guara, carboximetil celulosa, carragenato, almidon y pectina. Se han tratado las propiedades químicas de estos y otros carbohidratos a fines .la gelatina proteína derivado al colágeno, es uno de los pocos estabilizantes no carbohidratos de más amplias utilización. Puesto que todos los estabilizantes y espesantes eficaces son hidrofilacios y se dispersan en solución como los coloides, se han denominado hidro coloides. Las propiedades generales de los hidrocoloides útiles incluyen en dado de solubilizarían en agua, la capacidad de incrementar la viscosidad y, en ocasiones, la deformar geles. Algunos funciones especificas de los hidrocoloides incluyen mejora y estabilización de la textura, inhibición de la cristalización (azúcar y hielo), estabilización de las emulsiones y espumas, mejora la formación del recubrimiento de azúcar (disminuye su pegajosidad) de algunos productos de pasteliria. Los hidrocoloides utilizan generalmente a concentración del 2%o inferiores ya que muchos presentan una capacidad limitada de dispersión y la funcionalidad deseada se logra a esas concentraciones. En muchas ocasiones las eficaces de los hidrocoloides está directamente relacionado con su capacidad de aumentar la viscosidad. Por ejemplo, este es el mecanismo por el cual los hidrocoloides estabilizan las emulsiones de aceite en agua como verdaderos emulsiones ya que les falta la necesidad combinación de fuertes propiedades hidrofilicas y hilipoliticas en una sola molécula.

NUTRIMENTOS

La adición de nutrimentos es un aspecto complejo, y antes de efectuarla se deben estudiar varios aspectos como son las necesidades del consumidor y el tipo de alimento base que se empleará. Esta práctica se efectúa por alguna de las siguientes razones: s) reconstitución, para alcanzar el contenido original que tenía un alimento antes de su procesamiento; b) estandarización, para compensar la variación natural del contenido de nutrimentos; c) enriquecimiento, para incrementar la cantidad que normalmente está presente en un producto, y d) fortificación, para tener nutrimentos que normalmente no están presentes.

Los nutrimentos que generalmente se emplean son vitaminas, aminoácidos y minerales, y para que tengan verdaderamente un efecto significativo se añaden por las siguientes causas:

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a) el consumo del nutrimento está por debajo del nivel adecuado de la dieta de un número significativo de personas

b) el aliento base debe consumirse en cantidades importantes para que construya adecuadamente en la población necesitada

c) la adición no provoca un desequilibrio de los nutrimentos indispensables del aliento base

d) el compuesto añadido es estable en las condiciones de procesamiento, almacenamiento disponible y

f) no existen problemas de toxicidad causadas por los nutrimentos en las concentraciones añadidas.

La fortificación debe efectuarse paralelamente a una educación del público consumidor, ya que en muchos casos existe desconfianza hacia todo producto que no sea “natural”, sobre todo en poblaciones que tienen una larga tradición en el consumo de ciertos alimentos. Por otra parte, también se presenta el caso opuesto en que el público tiende a excedente con los alimentos ricos en algún nutrimento; dicho exceso suele dar como resultado intoxicaciones o simplemente pérdida de nutrimentos, ya que la capacidad del cuerpo humano para el aprovechamiento de estos agentes es limitada.

Para la adición de nutrimentos se requiere conocer muy bien qué efectos físicos y químicos producen en el alimento; por ejemplo, la adición de cobre o de hierro a productos altos en ácidos grasos insaturados acelera las reacciones de oxidación; la tiamina en alimentos fluidos que contenga vitamina C y riboflavina induce transformaciones fotoquímicas y genera varias sustancias volátiles que imparten olores y sabores desagradables; es poco recomendable añadir vitamina A a la leche descremada y condensada ya que en la esterilización se descompone en ausencia de lípidos que la protejan, y sintetiza sustancias odoríficas indeseables. Ejemplos como éstos existen muchos.

VITAMINAS

Al igual que con los otros nutrimentos, la adición de vitaminas resulta complicada debido a que las pequeñas cantidades empleadas deben homogeneizarse perfectamente en el alimento sólido o líquido. En ocasiones, la vitamina adicionada requiere de otros aditivos que la estabilicen, como es el caso de los antioxidantes que se emplean con la vitamina A. En el cuadro siguiente se muestran las formas comerciales más importantes de vitaminas que se emplean para este fin; su estructura y propiedades químicas ya se discutieron en el capítulo correspondiente.

La vitamina D se utiliza en forma de aceite o cristalina, y en muchas ocasiones se adiciona junto con la vitamina A, principalmente en leches. De todas las vitaminas, la D es la más tóxica, por lo que hay que tener cuidado en su empleo.

La tiamina se usa en harinas de cereales; es inestable pH >5 y su degradación térmica produce un olor desagradable de asufre; el mononitrato es menos higroscópico que el clorhidrato y se emplea más en deshidratados.

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El fosfato de 5´-riboflavina es la forma más comercial de la vitamina B2; es soluble en agua, estable a pH ácidos, pero sencible a la luz; oxida la metionina de las proteínas y genera metional, de olor indeseable.

De todas las vitaminas la niacina es la más estable y se usa como ácido nicotínico o niacinamida; esta última es más soluble, pero imparte un sabor amargo a los alimentos. Por su parte, la C es muy inestable ya que se oxida facilmente.

En la actualidad existen varias de estas vitaminas en forma microencapsulada con algún polímero, como gomas o almidón; este recubrimiento las protege y las confiere con una mayor estabilidad a la luz, al oxígeno, a los metales, etc.

AMINOÁCIDOS

La licina y la metionina han sido los dos aminoácidos tradicionalmente empleados para enriquecer algunos alimentos; el clorhidrato es la forma comercial más importante del primero.

La estabilidad de la licina depende de los azúcares reductores que contenga el alimento así como de la temperatura a la que someta. Para adicionar este aminoácido en diversos cereales, tales como arroz, trigo, maíz y sorgo se ha utilizado en infusión; sin embargo, se ha visto para que esta práctica tenga éxito, el cereal debe almacenarse en condiciones adecuadas de temperatura y de humedad relativa, para así evitar las reacciones que destruyen la licina.

Por su parte, en ciertos alimentos, la metionina puede ser inestable en presencia de ácido ascórbico y de riboflavina; actualmente se produce DL-metionina por un proceso químico, y así es como se añade. Su adición a la soya mejora considerablemente la calidad nutritiva, medida como la relación deficiencia proteínica (siguiente cuadro) cabe indicar. Que un consumo excesivo de mtionina trae consigo problemas serios de toxicidad.

MINERALES

Los minerales tienen determinados mecanismos de absorción, por lo que el simple hecho de adicionarlos no implica su aprovechamiento; cada sal de una mineral tiene una disponibilidad biológica que se refleja en su absorción y utilización en el cuerpo humano. Por ejemplo, El hierro se presenta comercialmente como citrato férrico amónico, fosfato férrico, pirofosfato férrico, fumarato ferroso, gluconato ferroso y sulfato ferroso.

Disponibilidad biológica de cinc se reduce en presencia de las proteínas de la soya y del trigo se ha visto que en los alimentos para aves, la soya requiere de una acción de 15 a 30 ppm de este elemento para evitar deficiencia y aumentar el crecimiento de estos animales.

La adición de calcio se efectúa con diversas sales, tales como lactatos, fosfatos o gluconatos; a pesar de su abundancia este elemento se absorbe con dificultad. En general, el uso de cationes divalentes en alimentos puede crear ciertos problemas de estabilidad ya que induce modificaciones en las proteínas y en algunos polisacáridos como las pectinas.

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Conclusión

Los aditivos alimentarios sirven para compensar la pérdida de color del alimento, debida a su exposición a la luz, al aire, a temperaturas extremas, y a las condiciones de humedad y almacenamiento.

Para compensar las variaciones naturales o estacionales de las materias primas alimenticias o los efectos de su procesamiento y almacenamiento y para satisfacer las expectativas de los consumidores; para realzar los colores que un determinado alimento tiene de forma natural, pero que son menos intensos que los que se asocian normalmente a dicho alimento.

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BIBLIOGRAFIA

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Belitz, H.; Grosch, W. 1985. Química de los Alimentos. Acribia. Zaragoza, España.

Paginas web

http://es.wikipedia.org/wiki/Aditivo_alimentario

http://www.aditivosalimentarios.com/

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