ALTERACIONES EN ALIMENTOS QUÍMICA, ALIMENTACIÓN Y SALUD ALTERACIONES EN ALIMENTOS 5º QUÍMICA ESCUELA ORT

Alimento genuino Es aquel alimento que: Respete las especificaciones reglamentarias. No contenga sustancias no autorizadas ni agregados que configuren una adulteración y se expenda bajo la denominación y rotulado legales, sin indicaciones, signos o dibujos que puedan engañar respecto a su origen, naturaleza y calidad.

Alimento alterado El que por causas naturales de índole física, química y/o biológica, ha sufrido deterioro en sus características organolépticas, en su composición intrínseca y/o en su valor nutritivo. Ejemplos: galletitas quemadas, húmedas, alimento con otro colorante, leche recalentada oscurecida, alimentos rancios.

Alimento contaminado El que contenga: Virus, bacterias, hongos o parásitos peligrosos para la salud Sustancias químicas orgánicas o inorgánicas, extrañas a su composición normal sean o no repulsivas o tóxicas. Metales pesados: Pb, As, Cr, Hg Plaguicidas, benceno, tolueno, bifenilos policlorados Componentes naturales tóxicos en concentración mayor a la permitida por las exigencias reglamentarias.

Alimento adulterado Privado parcial o totalmente de sus elementos útiles característicos, reemplazándolos o no por otros inertes o extraños. Adicionado de aditivos no autorizados. Sometido a tratamientos de cualquier naturaleza para disimular u ocultar alteraciones, deficiente calidad de materias primas o defectos de elaboración.

Alimento falsificado El que tenga apariencia y caracteres generales de un producto legítimo protegido o no por marca registrada, y se denomine como éste sin serlo o que no proceda de sus verdaderos fabricantes.

Actividad acuosa (aw) La actividad acuosa (aw) es el agua disponible para que ocurra cualquier tipo de reacción química en el alimento. En este caso interesan aquellas reacciones de deterioro del mismo. Dependiendo el valor de aw del alimento, podrán ocurrir diferentes tipos de alteraciones con mayor probabilidad.

Actividad acuosa (aw) Matemáticamente: aw = presión de vapor de agua en el alimento presión de vapor del agua pura Ambos parámetros determinados a la misma temperatura. aw siempre es menor a 1: porque el alimento contiene solutos, que disminuyen la presión de vapor.

Actividad acuosa (aw) Alimento aw Leche fluida 0,97 Frutas, verduras, jugos Huevos, carnes Quesos, pan 0,93-0,96 Mermeladas 0,82-0,94 Leche condensada 0,83 Pastas secas 0,50 Leche en polvo 0,20

Alteraciones más probables Dependiendo el aw del alimento, ocurrirán más probablemente: Aw alto (0,70-1): alteración microbiológica. Bacterias necesitan mínimo 0,85 para desarrollar. Levaduras a partir de 0,80. Los mohos pueden desarrollar a partir de 0,70. Aw intermedio (0,30-0,70): pardeamiento. Pardeamiento no enzimático: reacción de Maillard, caramelización, destrucción de la vitamina C. Pardeamiento enzimático. Aw bajo (0-0,30): rancidez: alteración de lípidos.

Alteración microbiológica Es el tipo de deterioro más frecuente en alimentos frescos. Depende de: Factores intrínsecos: propios del alimento. Factores extrínsecos: del ambiente en el que se encuentra ese alimento. Interacción entre microorganismos.

Factores intrínsecos Actividad acuosa del alimento: aw altos. Estructura: Cáscara, piel, capa de grasa: protección Golpes, roturas: desprotección Composición química: cuanto más nutritivo sea un alimento, más lo será para los microorganismos, por lo que podrá alterarse con mayor facilidad. pH: es una barrera de protección. Acceso al O2: posibilidad de desarrollo de aerobios o anaerobios. Sustancias antimicrobianas: H2O2: miel Taninos: cacao, café, frutas Fenoles: aceitunas

Factores extrínsecos Temperatura de almacenamiento: Ambiente: 20 ºC o más. Heladera: 4 ºC. Freezer: -18 ºC. Humedad ambiente: En un ambiente húmedo el alimento absorbe agua: aumenta el aw. En un ambiente seco se deshidrata: baja el aw y puede haber contaminación fúngica (queso destapado en heladera)

Interacción entre microorganismos Velocidad de crecimiento Las bacterias tienen mayor velocidad de crecimiento que los hongos. Le agotan sustratos y predominan las bacterias. Sinergismo Algunos microorganismos le facilitan la entrada a otros a un alimento. Antagonismo Algunos microorganismos impiden el desarrollo de otros.

Preservación Inhibición del desarrollo microbiano Refrigeración Congelación Disminución de aw: concentración, secado, deshidratación, incorporación de solutos. Agregado de conservadores químicos. Destrucción de microorganismos Pasteurización Esterilización Irradiación

Pardeamiento no enzimático Consiste en el oscurecimiento del alimento sin la acción de enzimas. Existen: Reacción de Maillard Destrucción de la vitamina C Caramelización

Reacción de Maillard Es la reacción entre moléculas con un grupo amino y otras con un grupo carbonílico. Se forman compuestos coloreados, oscuros, con textura, aroma y sabor característicos.

Reacción de Maillard Factores que la influencian: Sustratos: Aminoácidos libres, aminoácidos en proteínas (Lys, Arg, His, Trp), vitamina B1 (Tiamina). Azúcares reductores, sacarosa (se puede hidrolizar). Vitamina B6 (Piridoxal). Temperatura: a mayor temperatura, mayor velocidad de la reacción. aw: óptimo entre 0,6 y 0,7. pH: óptimo mayor a 6.

Reacción de Maillard Ocurren diversas reacciones. Entre ellas: Una vez que se formó el Compuesto de Amadori, el proceso es irreversible. El aminoácido se pierde como nutriente.

Reacción de Maillard Luego continuarán ocurriendo diversas reacciones. Entre ellas: Se formará hidroximetil furfural (HMF). El HMF polimeriza y forma melanoidinas, compuestos color oscuro de alto peso molecular. Con la parte nitrogenada y azufrada de los aminoácidos se formarán compuestos heterocíclicos. Todos estos compuestos formados contribuyen con el color, aroma, sabor y textura característicos. Tiazol Oxazol

Reacción de Maillard La reacción de Maillard es buscada en ciertos alimentos como el café, la cerveza, el pan, la carne y el pollo debido a los sabores y aromas que les otorgan.

Reacción de Maillard Consecuencias: Alimentos con textura, sabor, aroma y color más apetecible. Disminución de la calidad proteica por destrucción de lisina y otros aminoácidos esenciales. Disminución de la biodisponibilidad de vitaminas (B1, B6). Podrían formarse compuestos con potencial acción carcinogénica. (imidazoquinolina e imidazoquinaxolina) Podría formarse acrilamida (tóxica) a partir de Asparragina en alimentos con alta cantidad de almidón. (sin efectos en animales)

Reacción de Maillard Prevención: Eliminación de sustratos: en el caso del huevo en polvo se elimina la glucosa del huevo así al calentar para deshidratar se minimiza la reacción de Maillard. El huevo interesa como fuente de proteínas, no de glucosa. Descenso del pH. Descenso de la temperatura. Disminución del aw. Adición de agentes inhibidores: sulfitos (SO2): bloquean los carbonilos y además son agentes antibacterianos. Se utilizan en jugos de frutas, frutas deshidratadas, vinos.

Degradación de la vitamina C La degradación del ácido ascórbico puede darse tanto en ámbitos aerobios como anaerobios, y está catalizada por los cationes Cu2+ y Fe2+. La velocidad de degradación aumenta con la temperatura. Los productos finales son el furfural y el HMF, que pueden polimerizarse y dar productos de color oscuro.

Caramelización Es una serie compleja de reacciones que comienza cuando los azúcares se calientan por encima de los 150˚C. Aunque es frecuente partir de sacarosa, que por acción del calor se hidroliza y se descompone en glucosa y fructosa, reacciones muy similares tienen lugar a partir de otros azúcares o de mezclas de varios.

Caramelización Por acción del calor ocurrirán diversas reacciones. Se formarán como productos: Compuestos de bajo peso molecular. Muchos de ellos son volátiles y responsables del olor y sabor típicos del caramelo. HMF e hidroxiacetil-furano (HAF) que al polimerizar dan los colores característicos. Dianhídridos de fructosa (DAF).

Caramelización

Caramelización El intervalo de temperatura en el que se produce una caramelización correcta es bastante estrecho. A partir de 170˚C, empieza la aparición de sustancias amargas como consecuencia del comienzo de la carbonización.

Pardeamiento enzimático Oscurecimiento debido a la oxidación de los fenoles a ortoquinonas, que se polimerizan rápidamente formando melaninas y pigmentos de color claro. Se da en vegetales. Enzimas: fenol hidroxilasa y polifenol oxidasa. Sustratos: fenoles presentes en los alimentos. Presencia de O2. T y pH óptimos de las enzimas. Cofactores: Cu2+ y Fe2+. aw: 0,6-0,7

Pardeamiento enzimático

Pardeamiento enzimático La reacción se da cuando el sustrato se pone en contacto con la enzima. No se da en el producto intacto. Al congelar un fruto se forman cristales que pueden romper tejidos y pone en contacto la enzima y el sustrato.

Pardeamiento enzimático Prevención: Uso de variedades vegetales pobres en sustratos fenólicos. Evitar contusiones. Escaldado: calentamiento a 100ºC durante unos minutos para inactivar enzimas. Adición de compuestos reductores: ácido ascórbico. Limitar entrada de O2: inmersión en soluciones de azúcares o salmuera. Descenso de pH para disminuir la actividad de las enzimas. Quelación de los cofactores Cu2+ y Fe2+. Adición de sulfitos: son reductores al igual que la vitamina C e inhiben las enzimas. ACIDO CITRICO

Rancidez Importancia: Es una de las principales causas de deterioro durante el almacenamiento. Se pierde el valor nutricional: se ven afectados AG esenciales. Salubridad: productos con potencial toxicidad. Características organolépticas: olor y sabor a rancio.

Rancidez hidrolítica Aumenta la acidez. Niveles de acidez máximos permitidos en aceites. Lipasas: presentes en mohos, bacterias.

Rancidez oxidativa Afecta a los AG insaturados. Se forman hidroperóxidos. Los hidropéroxidos se descomponen dando origen a otros compuestos: Aldehídos Cetonas Epóxidos Son volátiles. De olor y sabor desagradable (a rancio).

Rancidez oxidativa Mecanismo de reacción: Radicales libres en tres etapas: Iniciación: requiere luz UV, radicales libres, Cu, Fe Propagación Terminación

Rancidez oxidativa Factores involucrados: Alimento: Composición de ácidos grasos: Saturados/Insaturados, nº de dobles enlaces Prooxidantes (Fe, Cu) Antioxidantes (naturales, sintéticos) Aw (máximo cuando es menor de 0.2) Medio ambiente: O2 Luz

Antioxidantes tipo 1 Son fenoles. Frente a un radical libre (R.) son capaces de cederle un átomo de H. Así se formará un radical fenoxi que es muy estable (se estabiliza por resonancia). De esta manera se frena la rancidez oxidativa.

Antioxidantes tipo 2 No reaccionan directamente con los radicales libres, sino que evitan su formación mediante la complejación de los iones Fe2+ y Cu2+, que actúan como cofactores en la iniciación. Ejemplos: ácido cítrico, citratos, H3PO4, fosfatos.

Antioxidantes tipo 3 No se trata de compuestos químicos sino de las buenas prácticas de conservación de los aceites: Ambiente fresco Abrigo de la luz Envase cerrado Abrigo de la humedad