Reacciones Químicas en los Alimentos: Caramelización, Oxidación de Lípidos y Otros Procesos
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Caramelización
La caramelización es la degradación de los azúcares sin presencia de aminoácidos o proteínas, calentados por encima de su punto de fusión (pirólisis). Se forman una serie de sustancias volátiles o no, con sabor característico y color café oscuro.
Alteración de los Lípidos
La alteración de los lípidos en los alimentos tiene diversas consecuencias:
- Afecta las características organolépticas.
- Afecta las características nutricionales.
- Disminuye la vida útil.
- Genera productos tóxicos.
- Provoca rechazo por parte del consumidor.
- Representa un riesgo para el consumidor.
Oxidación de los Lípidos
La oxidación de los lípidos es una autooxidación, una reacción con oxígeno molecular, mediada o no por enzimas. Los principales sustratos son los ácidos grasos insaturados. Un ácido graso saturado requiere temperaturas superiores a 60ºC para oxidarse, mientras que un ácido graso poliinsaturado se oxida a temperatura ambiente e incluso en congelación.
El efecto principal es el enranciamiento, que se manifiesta como un olor y sabor desagradable en el alimento (aldehídos, cetonas, ácidos, entre otros). Afecta a los carotenoides y a las vitaminas liposolubles A, D, E y K. Hay pérdida de ácidos grasos esenciales para la nutrición y se generan compuestos potencialmente tóxicos.
La reacción es catalizada por el oxígeno, el calor, la luz UV y algunos metales (pro-oxidantes). Algunas reacciones requieren una alta energía de activación (calor).
Radicales Libres
Un radical libre es una molécula (orgánica o inorgánica), generalmente extremadamente inestable y, por lo tanto, con gran poder reactivo. Su formación se inicia por la adición de un electrón (e-) al oxígeno molecular, lo que produce un radical superóxido. Los radicales superóxido también se producen por la oxidación no catalítica de la oxihemoglobina, en cuyo proceso alrededor de un 3% se oxida diariamente a metahemoglobina.
Son radicales libres la molécula de oxígeno, el átomo de hidrógeno y los metales de transición (en estado iónico). La enorme reactividad de los radicales de oxígeno los lleva a interactuar ávidamente con otras moléculas.
Prevención de la Oxidación de los Lípidos
Un antioxidante es la sustancia que absorbe la energía de activación en el proceso oxidativo de los lípidos, evitando que sea transmitida a las moléculas de los glicéridos.
Tipos de Antioxidantes
Los antioxidantes detienen las reacciones en cadena de oxidación de las grasas, eliminan el oxígeno atrapado o disuelto en el producto o en el espacio de cabeza en envases (absorbedores de O2 en envases activos) y eliminan las trazas de metales que facilitan la oxidación (quelantes).
Antioxidantes Tipo I
Tienen la capacidad de interrumpir la producción en cadena de radicales. Disminuyen la disponibilidad de radicales libres, prolongando el periodo de inducción. Tienen bajo efecto protector en presencia importante de metales. Se produce un efecto sinérgico entre la baja presión de O2 de la atmósfera y el efecto antioxidante.
Derivados de fenoles:
- Ligeramente solubles en agua, poco en lípidos, sensibles al calor: Galato de propilo (E-310), Galato de octilo (E-311), Galato de dodecilo (E-312).
- Solubles en lípidos, resistentes al calor: Butihidroxianisol (BHA) (E-320), Butilhidroxitolueno (BHT) (E-321).
- Humo de madera: Compuestos fenólicos.
Antioxidantes Tipo II
Impiden o disminuyen la formación de radicales libres. Los más utilizados son los quelantes de metales. Su acción depende del pH y la temperatura. Algunos tienen además otros efectos: acidificantes o conservantes.
- Quelantes: Etilendiaminotetracetato (EDTA), como sal sódica (H-3247), como sal disódica y cálcica (H-3246).
- Ácidos: Ácido láctico y sus sales (E-270, E-325, E-326, E-327), Ácido cítrico y sus sales (E-330, E-333, E-380), Ácido tartárico y sus sales (E-334, E-335, E-336, E-337, E-353, E-354).
Antioxidantes Tipo III
Procedimientos para proteger el producto de la oxidación:
- Envases al vacío, impermeables al O2 (y otros gases).
- Envases activos; en atmósferas controladas (impermeables a gases), o con absorbedores de O2.
- Disminución de la actividad de agua (aw).
- Evitar el calentamiento del producto.
- Protección a la luz (filtros UV).
Reversión del Sabor
Ciertas grasas refinadas y desodorizadas industrialmente tienden a desarrollar sabores inconvenientes (a pintura, herbáceo, pescado) por leve oxidación (sin producir rancidez). Las más susceptibles son los aceites marinos, de linaza, soya y canola. El sabor extraño se acentúa al freír.
Polimerización
La elevación de la temperatura (fritura) produce la polimerización de los ésteres de los ácidos grasos altamente insaturados. Aumenta la viscosidad (geles) del aceite, afectando su conductividad térmica. Se presenta cuando el aceite es usado repetidas veces.