· mayoritarios de cacahuetes sugiriendo un aumento de alergenicidad Nuevos sitios de...

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Iñigo Mtez. de Marañón


Procesos Procesos Procesos vsvsvs AlAlAlééérgenosrgenosrgenos

1. Introducción2. Procesos IAA- Alérgenos3. Riesgo durante procesado4. Conclusiones

INDICE


1. Introducci1. Introducci1. Introduccióóónnn

� Los alimentos y los ingredientes son sometidos a una gran variedadde condiciones de procesado para:

- Mejorar su calidad sensorial (ej. olor, textura, sabor, apariencia)

- Modificar sus propiedades para su uso final (ej. gelificación, aumento de digestibilidad)

- Dar lugar a otros productos derivados (ej. productos intermedios, aceites, aislados)

- Conservarlos y/o descontaminarlos (ej. eliminar/inactivar toxinasy/o microorganismos)

Procesos IAA



� Procesos térmicos y no-témicos

� Individuales y combinados

Procesos IAA

� P. preparativos� P. bioquímicos� P. elaboración� P. separación, purificación� P. térmicos� P. químicos de conservación

Tipo de procesos

cocción refrigeraciónVacío


� Limpieza� Pelado� Separación de la cáscara� Corte� Molienda� Almacenamiento

Procesos preparativos

� Fermentativos (ej. ác. láctico, ác. acético)� Proteasa, Transglutaminasa, oxidasa� Precipitación

Procesos bioquímicos



� Mezclado� Suspensión� Emulsificación� Homogenización� Estabilización� Extrusión� Texturización� Coloración� Blanqueado� Desaromatización

Procesos elaboración



� Fusión� Prensado� Destilación� Extracción� Refinado� Filtración� Decantación� Centrifugación� Tamizado� Purificación

Procesos separación y purificación



� Horneado, asado� Tostado� Blanqueado� Aplicación de vapor� Cocción� Pasteurización� Esterilización� Torrefacción

� Refrigeración� Congelación

� Secado (Psubatm, Patm)

Procesos térmicos



� Alcohol� Encurtido� pH� Sal� Azúcar� Conservantes

Procesos químicos de conservación



� Altas presiones� Pulsos eléctricos� Irradiación/ionización� Envasado activo� Ultrafrecuencias

Nuevos Procesos/Nuevas Tecnologías


� Nanotecnología

� Ingeniería genética



� Orientados a la inactivación/inhibición de los mecanismos de alteración (pérdida de características diferenciadoras) y a la eliminación/reducción de peligros durante el periodo de vida útil.

Conservación: descontaminación, estabilización

� Los procesos en IAA están orientados a la transformación de los productos alimenticios con el fin de conseguir unas característicasdiferenciadoras en el producto final.

� Características que perduren el mayor tiempo posible en las condiciones de distribución y almacenamiento fijadas.

Procesos IAA : diferenciación producto



� Mecanismos de alteración:

- Microbiológicos (bacterias, hongos, levaduras)

- Físico-químicos (oxidación, enzimático, modificación microestructural, …)

Objetivo procesos descontaminación/estabilización

Alérgenos ?

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Producto alterado

Producto bueno

��

�

�

��

� Peligros:

- Microbiológicos (Listeria monocytogenes, Salmonella spp., …)

- Químicos (micotoxinas, pesticidas, …)


2. Procesos IAA 2. Procesos IAA 2. Procesos IAA --- AlAlAlééérgenosrgenosrgenos

� Los procesos o tecnologías pueden aumentar, disminuir o no variar el potencial alergénico de los alimentos.� Impacto positivo, negativo o nulo sobre el alérgeno.� Introducción o separación/eliminación del alérgeno

Impacto

� Desplegamiento/desnaturalización proteína y posteriores agregaciones � Interacción de componentes (ej. adsorción a lípidos)

Como los procesos afectan los alérgenos

� Modificación covalente (ej. glicación, prod. de oxidación lipídica)

Alérgenos: primera causa de retirada de productos(A. Sesma-General Mills, 2007)


La respuesta del sistema inmunitario no está dirigida en general contra la estructura completa del alérgeno, sino contra sus epítopos

� Epítopo lineal: secuencia de aa contiguos (estructura 1ria proteína)

� Epítopo conformacional: yuxtaposición de aa (no adyacentes) debido a plegado tridimensional de proteína. AA distantes en secuencia 1ria pero cercanos en estructura 3ria

Epítopos

Epítopo conformacional continuo

Epítopo conformacionaldiscontinuo

Epítopo lineal



� El potencial de sensibilizar, ya que pueden alterar la digestibilidaddel alérgeno en el tracto grastrointestinal y su liberación al sistemainmunológico

� El potencial de desencadenar una reacción alérgica, ya que pueden alterar la estructura de los epítopos (IgE)

Los procesos pueden modificar

� No alteración de epítopos

� Desaparición (destrucción, enmascarado) de epítopos: alergenicidad �

� Generación de nuevos epítopos / accesibilidad : alergenicidad �

(ej. producto crudo NO alergénico, producto procesado SÍ alergénico)

Impacto sobre epítopos



� Epítopos conformacionales generalmente más susceptibles a ser inactivados/desnaturalizados/destruidos que los lineales

� Se pueden distinguir: proteínas que son destruidas/eliminadas, es decir las que se reduce su contenido, y las que son modificadas en su estructura, es decir en las que los epítoposconformacionales son modificados.

Procesos/proteínas/epítopos


� Cualquier proceso que modifica la estructura de una proteína puede pensarse que interfiere sobrela capacidad de ser reconocida por un anticuerpo.

� Muy importante saber si un paciente es sensible a epítoposconformacionales, lineales o a ambos con el fin de poderinterpretar/predecir el comportamiento


� Cereza: Pru av 3 (LTP), Pru av 1 (homólogo Bet v 1) y Pru av 4 (profilina)

� La reactividad alergénica de las LTP no diminuye en frutas procesadas térmicamente, contrariamente a Pru av 1

Proceso/Alérgenos/Individuos

Scheurer et al., 2004

� Fuerte alergenicidad de Pru av 3 debido a su termoestabilidad y a su resistencia a ser digerida



� Pacientes sensibilizados a LTP (alérgenos termoestables) desarrollan reacciones alérgicas cuando consumen productos tratados térmicamente.

Alérgenos termoestables Scheurer et al., 2004


� Las Proteínas Transportadoras de Lípidos (LTP) extraídas de cereales y de frutas rosáceas son estables a la temperatura y a la digestión por pepsina


� Alérgenos de melocotón son termoestables (121ºC, 30 min)

Evitar alérgenos termoestables Brenna et al., 2004


� Extractos obtenidos de frutas no peladas contienen el alérgeno Pru p 3. El pelado de melocotón elimina la proteína, permitiendo la elaboración de puré hipoalergénico.

� Otros alérgenos están presentes en la pulpa del melocotón. Se pueden obtener zumos no alergénicos si el zumo se ultrafiltra (membranas corte 10 kDa). Sin embargo, la calidad sensorial del producto final se ve afectada (zumo clarificado)


Evitar alérgenos termoestables

� La proteína de la piel de manzana (Mal d 3 : LPT) es muy termoestable: resiste tratamientos a 100°C, 30 min

� Pacientes alérgicos a LPT deben evitar el consumo de manzanas no peladas aunque estén térmicamente tratadas

Asero et al., 2003

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 9 10Nº paciente

% In

hibi

ción

Señ

al E

LIS

A

Manzana cruda Manzana cocida


� Mal d 3 puede encontrarse en zumos de manzana tratadostérmicamente y también en sidra ya que resiste a la fermentación


� Mal d 1 y Mal d 3 se expresan durante el desarrollo y maduración de la manzana, expresión dependiente de la variedad.

Simonato et al., 2001

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Alérgenos/Distribución

�Mal d 1 y Mal d 2 se encuentran en la pulpa mientras que Mal d 3se encuentra solo en la piel (no en la pulpa).



� A mayor grado de maduración, mayor contenido en Mal d 3 en la piel de las manzanas

Alérgenos/Maduración/Almacenamiento

Sancho et al., 2006

0

20

40

60

80

100

120

140

Con

cent

raci

ón M

al d

3 (µ

g/g)

1 2 3 4

Tiempo de recogida

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6

tiempo almacenamiento (meses)

Con

cent

raci

ón M

al d

3 (

µg/g

) almacenamiento en fríoalmacenamiento a Tamb

� Incremento de Mal d 3 en la piel de manzana al principio del periodo de almacenamiento, seguido de una bajada



� Incremento de Mal d 1 en la pulpa de manzana durante el periodo de almacenamiento.

� Mayor incremento para almacenamiento a temperatura ambiente que para refrigeración.

� Mayor incremento para almacenamiento en atmósferas controladas <0,5% CO2, 1,25%O2)

Alérgenos/Almacenamiento

Sancho et al., 2006

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6

tiempo almacenamiento (meses)

Con

cent

raci

ón M

al d

1 (

µg/g

) TambCA (c)CA (d)frío



� Cebada (LTP)

�Malta: Cebada sometida a tratamiento de malteado

Activación de enzimas (amilasas) del cereal � degradación del almidón en azúcares fermentables (etapa de maceración)

Proceso elaboración cerveza

� El proceso de malteado y de elaboración cerveza no elimina la reactividad de la LTP de cebada, detectándose ésta en pacientes alérgicos a la cerveza. Proteína muy estable a tratamientos térmicos y condiciones ácidas



� Perdida de reactividad alergénica de proteínas homólogas Bet v 1 debido a tratamientos térmicos

Alérgenos termolábilesBohle et al., 2006

0

2

4

6

8

10

12

14

16

20 40 60 80 100 20 40 60 80 100

rApi g 1 rDau c 1

Temperatura (ºC)

% e

mis

ión

0 20 40 60 80 100

5

15

30

45

60

tiem

po (m

in)

Temperatura (ºC)


Mal d 1


� La reactividad antigénica de Pru av 1 disminuye debido a cambios irreversibles en estructura 3ria, perdiendo epítoposconformacionales:

Alérgenos termolábiles/Maillard Gruber et al., 2004

0 m

in

0 m

in

0 m

in

15 m

in

15 m

in

15 m

in30

min

30 m

in

30 m

in

60 m

in

60 m

in

60 m

in

90 m

in

90 m

in

90 m

in

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

Control (sinaditivos)

con glucosa con ribosa

Abs

orba

ncia

(405

nm

)


- Productos de Maillard formados por el tratamiento térmico en presencia de azúcares


� Procesado térmico aumenta la reactividad de los 2 alérgenosmayoritarios de cacahuetes sugiriendo un aumento de alergenicidad

� Nuevos sitios de reconocimiento (mayor reactividad) podríancrearse por reacciones de Maillard sobre los alérgenos de cacahuetes (Maleki et al., 2000; Gruber et al., 2005)

� Formación de agregados � más resistentes a digestión gástrica

Alérgenos termoestables/Maillard


� En marisco, dichas reacciones puedenaumentar la reactividad de la tropomiosinadebido a la creación de nuevos epítopos

� Aumento de alergenicidad de la leche en presencia de azúcaresdebido a reacciones de Maillard


� La reactividad antigénica de Pru av 1 disminuye debido a cambios irreversibles en estructura 3ria, perdiendo epítoposconformacionales:

Alérgenos termolábiles/Enzimas Gruber et al., 2004

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Contro

l

PPOPPO +

ac. c

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PPO + ac

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aPPO +

rutina

Abs

orba

ncia

(405

nm

)


- Oxidación enzimática (PPO) de polifenoles


� Peroxidasa: cataliza el entrecruzamiento protéico, induce la unión de Ara h 1 y Ara h 2 en cacahuetes tostados.

� La reactividad alergénica disminuye (Chung et al. 2004).

� La peroxidasa podría ayudar a reducir la característica alergénica de los cacahuetes tostados. No efecto sobre crudos.


Alérgenos termoestables/Enzimas


Aceites

� Alérgenos de cacahuetes en aceites vegetales usadospara tostar.

� El potencial alergénico disminuye en función de la temperatura de procesado: aceite de cacahuete no refinado(Tmax procesado: 54ºC), aceite de cacahuete no refinado(Tprocesado : 65–93ºC), aceite refinado y aceites de cacahuetedesodorizados (230–260ºC).

� No síntomas en pacientes alérgicos a cacahuetes trasingerir aceite de cacahuete refinado. Sí al ingerir aceite no refinado.



� Similar reactividad de alérgenos (termoestables) en gambas y en el agua de cocción de éstas.

Aguas

� Extractos de crustáceos producidos por ebullición y posterior concentración del agua de cocción. Tropomiosina es extraída por el calentamiento y aunque desnaturalizada en el agua de cocción, mantiene su reactividad alergénica.

� Lavado del músculo de pescado para producir surimi modifica el perfil alergénico haciendo desaparecer las proteínas hidrosolubles.


� La proteolisis mediante proteasas es muy efectiva para reducir la alergenicidad de extractos de crustáceos.


� Reducción de alergenicidad de proteínas de leche mediante enzimas: calidad sensorial afectada (olores extraños y amargor).

Sistemas mixtos (ej. leche y derivados)

� Las altas presiones aumentan la proteolísis enzimáticade las proteínas del suero de leche. Estos hidrolizadospodrían ser usados como fuente de péptidos en fórmulashipoalergénicas (Peñas et al., 2006 ; Zeece et al., 2007).

Similar: altas presiones en huevo, arroz y soja.

� Formulas hipoalergénicas : caseínas o proteínasdel lactosuero desnaturalizadas térmicamente e enzimáticamente, combinadas con ultrafiltración.



Alérgenos (prot. animales) Calentamiento Hidrólisis enzimática

Leche y productos lácteos Estable Parcialmente estable Huevos y ovoproductos Estable Estable Productos pesqueros Estable Parcialmente estable

Crustaceos y derivados Estable No datos Productos cárnicos Parcialmente estable Poco estable

Alérgenos (prot. vegetales) Calentamiento Hidrólisis enzimática

Cacahuetes Estable Parcialmente estable Soja y productos con soja Parcialmente estable Parcialmente estable

Frutos secos Parcialmente estable Parcialmente estable Semillas de sésamo No datos No datos

Cereales Parcialmente estable No datos Frutas y rosáceas Mayormente labil Labil

apio Parcialmente estable Mayormente labil zanahoria Labil No datos



� Proceso de reestructuración de carne y pescado:

Caso de anafilaxis tras ingestión de sandwich con salmón. No hipersensibilidad al pescado. Salmóntratado con transglutaminasa y caseinas para mejorarla estructura del músculo de pescado.

Alérgenos ocultos (no declarados)


� Proceso de inhibición/inactivación microbiana:

Reacciones alérgicas fueron inducidas por consumir queso quecontenía lisozima (no declarada).

� Proceso de inhibición oxidación enzimática:

Los sulfitos (SO2) están considerados como alérgenosimportantes para concentraciones de 10mg/kg o más.


� Las principales fuentes contaminación de alérgenos en los productos de IAA son (por orden de frecuencia): Materias primas, Material, Métodos, Mano de obra y el Medio donde se elabora (5M)

Procesado: fuentes de contaminación

3. Riesgo durante procesado3. Riesgo durante procesado3. Riesgo durante procesado

� Materias primas : su composición y las diferentesfuentes de contaminación

� Material : contaminado debido a :

- almacenamiento,- flujos durante elaboración- línea de producción no suficientemente limpia

Prestar atención a la limpieza de utensilios y materialescon el fin de reducir riesgo de alérgenos.


� Métodos : riesgos de contaminación elevados asociados a sistemas pneumáticos, tratamiento de productos en polvo, …

Procesado: fuentes de contaminación


� Mano de obra : fallos de identificación de productos y manipulación de éstos. Todo el personaldebe sensibilizarse al problema de alergiasalimentarias y las consecuencias que puedenacarrear al consumidor una negligencia en planta.

� Medio de producción : contaminaciónambiental y evitar limpieza de líneas por aire.


� Fórmulas actualizadas, correctas e identificadas correctamente

� Identificar todos los ingredientes y productos que pueden contener alérgenos

� Proveedor posee programa de alérgenos

� Identificar fuentes de contaminación cruzada

Formulación

� Etiqueta refleja formulación

� No hay mezcla de envases, ni productos (ingredientes/intermedios/finales)

� Etiqueta: producto y orden de producción

Etiquetado



� Minimizar la contaminación cruzada desde el diseño hasta el almacenamiento

� Cuando se pueda, procesar los productos que contengan alérgenos y los que no los contengan en 2 líneas diferentes

� Diseño de la línea de procesado de tal forma que los componentes alergénicos se introduzcan al final de ésta

� Planificar producción� producciones en días diferentes� producciones más largas para minimizar cambios de productos� procesar los productos alergénicos al final del día, justo antes de la limpieza

� Limpieza adecuada de procesos y utensilios entre producciones

Producción



4. Conclusiones4. Conclusiones4. Conclusiones

Procesos IAA pueden influenciar Procesos IAA pueden influenciar alergenicidadalergenicidad

� El exito del proceso depende del tipo de alérgeno a eliminar.

� Un alérgeno desplegado por el procesado puede inducir una cierta reactividad alergénica pero la concentración necesaria para producir la misma reactividad que el alérgeno nativo, es mayor.

� Desnaturalización irreversible de proteínas no necesariamentecorrelacionada con disminución del potencial alergénico de proteínas � No persistencia de inmunoreactividad

� Los epítopos lineales podrían ser alterados si éstos son hidrolizados (¿sensorial?).

Alternativa: epítopos lineales podrían ser modificadosintroduciendo mutaciones mediante ingeniería genética.


4. Conclusiones4. Conclusiones4. Conclusiones

Procesos IAA pueden influenciar Procesos IAA pueden influenciar alergenicidadalergenicidad

� El nivel de desnaturalización y agregación de una proteínadepende de:

- la intensidad, el tiempo y el modo de procesado- su estructura inicial y su concentración- los parámetros físico-químicos del medio que la rodea(pH, fuerza iónica, …) y la presencia de otras moléculas

� La reactividad alergénica depende del historial familiar, de la edad de la persona, del tipo de alérgeno y de la cantidad consumida.


4. Conclusiones4. Conclusiones4. Conclusiones� Puesto que no existen tratamientos rutinarios para tratar las alergias alimentarias, la mejor solución (“paciente”) es evitar el alimento que contiene el alérgeno alimentario.

� Resulta complicado (aún respetando BPF) asegurar la ausencia de trazas de producto alimenticio “potencialmente alergénico”

� Sistemas de detección para trazas deben ser desarrollados (producto procesado)

� Producto (alérgeno) procesado: Tests de diagnóstico, clínica, digestibilidad, …

� Comprender como los procesos impactan en la alergenicidadpermitirá minimizar el contenido en alérgenos en los alimentos.


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