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Septiembre 30, 2008
Lípidos en los alimentos Resumen Universidad Nacional Autónoma de México.
Facultad de Estudios Superiores Zaragoza Pérez Pérez José Manuel, Equipo 1, Grupo 1701
Introducción:
que permiten la rápida propagación de las ondas de despolarización a los largo de los nervios mielinizados.
EFECTOS POR EXCESO Y DEFICIENCIA FUENTES DE LÍPIDOS Ácidos grasos saturados: Presentes en grasas animales como en el tocino, manteca de cerdo, grasas de la carne, yema del huevo, grasas de la leche, mantequilla y en algunos aceites vegetales como el de coco y el de palma. Ácidos grasos insaturados: Presentes en vegetales como aceitunas, cacahuete o maní, aguacate, maíz, la flor del azafrán, frutos secos y el aceite de sésamo. Las grasas vegetales, originalmente insaturadas, y saturadas artificialmente no son mejores para el organismo que las grasas animales saturadas.
FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS FUNCION ESTRUCTURAL: Formación de las lipoproteínas (lípidos+ proteínas), presentes tanto en la membrana celular como en las mitocondrias dentro del citoplasma. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. FUNCION DE RESERVA: Son fuentes y reserva de energía del organismo. Un gramo de grasa produce aproximadamente 9 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4 kcal/g. FUNCION DE TRANSPORTE O BIOCATALIZADORA: Vehiculación y la absorción de las vitaminas denominadas liposolubles (vitaminas A, D, E y K,) y la síntesis de ciertas hormonas y ácidos biliares. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas. FUNCION PROTECTORA : Como capa protectora de los órganos vitales contra traumas físicos; aislante térmico en el tejido subcutáneo y alrededor de ciertos órganos; y los lípidos no polares actúan como aislante eléctrico, por lo
Un problema es la obesidad. Hoy día, la tendencia médica a reconoce bastante otros procesos degenerantes atribuidos al exceso en el consumo de grasas, especialmente saturadas. Un alto consumo de grasas animales y un bajo uso de fibras vegetales (lípidos beneficiosos) son causas de la generación del colesterol y en el caso de las mujeres incide en aumentar los niveles de estrógenos, lo cual a su vez puede incidir en afecciones a las mamas. Asimismo el alto consumo actual de grasas y otros hábitos perniciosos están presentando una incidencia cada vez mayor en varios tipos de cáncer, como el cáncer del colon, de la próstata y del recto. Un importante sector médico está mostrando una fuerte correlación entre el cáncer de mama y de próstata y el consumo de ácidos trans-grasos provenientes de la hidrogenación de algunos aceites vegetales utilizados desde algunos años en la producción de las grasas vegetales sólidas como la margarina. La dificultad de los AGS para combinarse con otros compuestos hace que sea difícil romper sus moléculas en otras más pequeñas para facilitar que atraviesen las paredes de los capilares sanguíneos y las membranas celulares. Por eso, en determinadas condiciones pueden acumularse y formar placas en el interior de las arterias (arterioesclerósis). No tiene unos problemas tan importantes cuando falta de la dieta como las proteinas o los hidratos de carbono, pero la dieta si es importante señalar que la falta de ácidos grasos esenciales es la que nos puede acarrear los trastornos más serios. Realmente tiene que ser una dieta prácticamente sin nada de grasa la que hay que llevar para tener una deficiencia en estos ácidos, pero cuando aparece, en pacientes hospitalizados con alimentación intravenosa durante largo tiempo o en lactantes que no lleven un buen equilibrio nutricional aparece sequedad de la piel o descamación de ésta, pero no se puede decir que sean
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síntomas demasiado graves y sobretodo que tomando poca grasa se pueden superar con facilidad.
Efectos sobre los lípidos de los alimentos antes, durante o después del procesado: lipólisis, autoxidación, descomposición térmica, enranciamiento. Deterioro de los lípidos. Las grasas y los aceites pueden sufrir diferentes transformaciones que además de reducir el valor nutritivo del alimento producen compuestos volátiles que imparten olores y sabores desagradables; esto se debe a que el enlace ester de los acilgliceridos es susceptible a la hidrólisis química y enzimatica, y a que los ácidos grasos insaturados son sensibles a reacciones de oxidación. El grado de deterioro depende del tipo de grasa o aceite; en términos generales, los que mas fácilmente se afectan son los de origen marino, seguidos por los aceites vegetales y finalmente por las grasas animales. El termino rancidez se usa para describir los diferentes mecanismos a través de los cuales se alteran los lípidos y se ha dividido en dos grupos: lipólisis o rancidez hidrolitica y autoxidación o rancidez oxidativa; la primera se debe básicamente a la acción de las lipasas que liberan ácidos grasos de los triacilgliceridos, mientras que la segunda se refiere a la acción del oxigeno y de las lipoxigenasas sobre las instauraciones de los ácidos grasos. LIPÓLISIS Mediante esta reacción, catalizada por las enzimas lipoliticas llamadas lipasas, y en ciertas condiciones, por efecto de las altas temperaturas, se liberan ácidos grasos de los triacilgliceridos y de los fosfolipidos. Durante la extracción industrial del aceite de soya, el primer paso es triturar la semilla con lo cual se favorece la acción de estas enzimas; se hidroliza el enlace ester, se producen ácidos grasos libres y se incrementa el índice de acidez. Sin embargo, en la leche, los ácidos grasos generados por su correspondiente lipasa son de cadena corta, mas volátiles, con olores peculiares y responsables del deterioro sensorial de estos productos. La lipólisis se puede efectuar en condiciones de actividad acuosa muy baja. La hidrólisis de los acilgliceridos no solo se efectúa por acción enzimatica; también la provocan las altas temperaturas en presencia de agua, como ocurre durante el freído de los alimentos. AUTOXIDACIÓN. Esta transformación es una de las mas comunes de los alimentos que contienen grasas y otras sustancias insaturadas; consiste principalmente en la oxidación de los ácidos grasos con dobles ligaduras, pero se llega a efectuar
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con otras sustancias de interés biológico, como la vitamina A. Recibe el nombre de autoxidación pues el mecanismo que genera compuestos que a su vez mantienen y aceleran la reacción; entre los productos sintetizados se encuentran algunos de peso molecular bajo que confieren el olor característico a las grasas oxidadas. La autoxidación se ve favorecida a medida que se incrementa la concentración de ácidos grasos insaturados, esto indica que los mas insaturados necesitan menos tiempo para absorber la misma cantidad de gas, y por consiguiente, se oxidan mas rápido. Las grasas y los aceites con mayor índice de yodo se deterioran mas fácilmente, de ahí la importancia de la hidrogenación para estabilizarlos. Se pueden distinguir tres tipos de reacciones. Iniciación. Las reacciones de iniciación dan lugar a la formación de radicales libres a partir de ácidos grasos no saturados o de peróxidos lipídicos (también llamados hidroperóxidos) Propagación. Que se caracterizan por una cierta acumulación de peróxidos lipidicos, estas reacciones constituyen la etapa de oxidación de los lípidos no saturados por el oxigeno gaseoso y necesitan la intervención de radicales libres, pero los crean tanto como los consumen. Paralización. En las cuales los radicales libres se asocian para dar compuestos no radicales, estos radicales libres provienen en gran parte de la descomposición de peróxidos lipidicos, que son sustancias muy inestables y reactivas. Los tres grupos de reacciones se desarrollan simultáneamente. DESCOMPOSICIÓN TERMICA Y RANCIEDAD. Las grasas son sujetas a dos tipos de ranciedad, la hidrolitica y la oxidante. La hidrólisis enzimatica es caracterizada por la producción de ácidos grasos libres. La ranciedad oxidante es una reacción química autocatalítica con el oxigeno atmosférico caracterizada por la producción de peróxidos. El calor tiene profundas influencias sobre ambos tipos de deterioro de las grasas y aceites. La ranciedad oxidante es acelerada por el calor, iónes metálicos y la luz. La velocidad de oxidación de la grasa es doblada por cada aumento en la temperatura. Las grasa calentadas en presencia de oxigeno sufren una baja en sus puntos de fusión, bajan su numero de yodo y aumentan se acidez. El calentamiento es usado para acelerar el añejamiento de las grasas en las pruebas de estabilidad. Las grasas son estables al calor húmedo en ausencia de oxigeno. Bajo estas condiciones, las grasas y los aceites en los alimentos enlatados permanecen relativamente sin cambio por las temperaturas del procesado de enlatado. Las grasas y el aceite calentados a altas temperaturas tienen valores nutritivos diminuidos.
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Procesado de grasas y aceites
odoríferas volátiles y los ácidos grasos remanentes sean retirados del aceite.
Las grasas y los aceites de uso comercial en alimentos provienen de diferentes fuentes, pero existen muchas materias primas de donde se pueden extraer estos lípidos. Después de procesos para extracción de los tejidos adiposos de animales y los granos de oleaginosas, por medio de prensado o por diferentes solventes se obtiene los aceites de consumo. Excepto algunos finos, como los de oliva extra virgen, los aceites contienes impurezas que deben ser eliminadas. Es por eso que tienen que ser sometidos a diferentes procesos y serie de operaciones para eliminar las impurezas y conseguir mejores propiedades organolépticas. Es necesario someterle a dichos procesos para liberarlos de fosfátidos, ácidos grasos libres, pigmentos y sustancias que produzcan mal olor y sabor.
Hidrogenación: La hidrogenación es el proceso por el cual un aceite se convierte en una grasa, es decir, mediante el que se endurece. Este importante proceso ha dado por resultado un considerable aumento en la utilización de aceites vegetales endurecidos a expensas de grasas de origen animal. La hidrogenación procede a una velocidad razonablemente rápida sólo en presencia de un catalizador, el níquel finamente dividido que se usa a nivel industria. Se agita el aceite y se bombea el gas hidrógeno. El aceite se calienta para iniciar la reacción. Después de la hidrogenación, se enfría el aceite y se filtra para remover el níquel que se vuelve a utilizar.
Eliminación de gomas: los aceites crudos contienen a menudo impurezas en suspensión, que en presencia del agua forman gomas. Las impurezas se eliminan añadiendo agua caliente al aceite caliente, el cual es entonces transferido a un separador centrífugo. Las partículas de goma, que tiene mayor densidad que el aceite, son lanzadas al fondo del recipiente, dejando una capa superior de aceite clarificado.
Las grasas como medio para la transferencia de calor: Los alimentos se cocinan en grasa caliente mediante salteado o por inmersión profunda. Una grasa utilizada para freír debe carecer de olor, ser de sabor suave. La grasa líquida es un buen conductor del calor, con la ventaja de que la temperatura obtenida por la grasa no es autolimitante debido a la ebullición. Los alimentos calentados en grasa obscurecen su superficie debido a la caramelización de los azúcares. La superficie crujiente de los alimentos fritos ayuda tanto para su sabor como para su apariencia. Las gamma lactosas insaturadas, se han identificado como contribuyentes al sabor en los alimentos fritos en recipientes profundos
Neutralización: debido al deterioro, todos los aceites crudos contienen una pequeña porción de ácidos grasos libres. Los ácidos se eliminan neutralizando al aceite con una solución de sosa cáustica, la que convierte al ácido graso en un jabón insoluble. Éste se remueve luego dejándolo que se asiente en el fondo de los tanques de neutralización. A fin de remover del aceite los últimos residuos de jabón, se le lava con agua caliente, se forman dos capas y se deja escurrir la capa inferior de agua, de este modo queda la capa de aceite, que se seca luego al vacío. El aceite está ahora claro y libre de ácidos, pero presenta por lo general un color amarillento y tiene todavía un olor característico, por tanto, se le blanquea y deodoriza. Blanqueado: se calienta el aceite y se añaden tierras adsorbentes (arcillosa o silícea) junto con carbón activado. Se agita la mezcla y se mantiene un vacío parcial. Cuando toda la materia coloreada ha sido adsorbida, se pasa la mezcla de aceite y tierra a través de filtros prensa, de los que el aceite emerge como un líquido claro e incoloro. Deodorización: se calienta el aceite en condiciones de vacío en un tanque alto y se inyecta vapor de modo que la mezcla líquida es agitada violentamente. En otro método es pulverizada hacia arriba como el chorro de una fuente en forma de sombrilla, de manera que una gran área superficial esté expuesta continuamente, y las sustancias
Papel de los lípidos en el aroma y sabor de los alimentos
Punto de humo de las grasas: Cuando una grasa se sobrecalienta, el glicerol que se acumula debido a la hidrólisis se descompone y la grasa suelta un gas azul que irrita las membranas mucosas. El glicerol se deshidrata y se obtiene el aldehído insaturado, acroleína. Una característica deseada en las grasas utilizadas para freír es un alto punto de humo. Las grasas no deben calentarse mucho ni más tiempo que el necesario, para minimizar la hidrólisis. Absorción de la grasa: La absorción de la grasa durante el freído se debe mantener al mínimo, debido a que los alimentos grasosos son menos agradables y proporcionan más calorías. Sobrecargar el recipiente hace que la temperatura de la grasa disminuya y se prolongue el tiempo de cocimiento. El punto de humo es menor y la grasa adquiere colores extraños más rapidamente cuando se fríe un batido. La grasa se hace más viscosa con el uso y entre más viscoso sea el medio freído, mayor es la absorción de grasa por el alimento frito. Una de las razones para aceitar un recipiente de hornear es para evitar que se pegue ya que el aceite llena parte de los
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agujeros de la superficie del recipiente de acero inoxidable, tapándolos.
Humedad. El efecto de la actividad del agua sobre la velocidad de oxidación es muy complejo. La rancidez se desarrolla rápidamente tanto a niveles de humedad muy altos como muy bajos. La estabilidad máxima se observa en humedad intermedia.
Radiaciones ionizantes. La irradiación de alta energía es un método de preservación de alimentos y un de los efectos más notables de la irradiación de alta energía de los alimentos es un marcado aumento de la susceptibilidad frente a la rancidez oxidativa. Esto suele explicarse sobre la base de una generación de radicales libres inducida por la radiación. Las grasas muy saturadas, que normalmente exhibirían gran estabilidad, se ven severamente afectadas por la radiación.
Estabilidad de los lípidos en los alimentos La principal fuente de rancidez en los alimentos se origina en la autooxidación de los componentes lipídicos. Se define la autooxidación como la oxidación espontánea de una sustancia en contacto con el oxígeno molecular, en la cual se llevan a cabo diversas reacciones. El deterioro del sabor no es el único daño sufrido por los alimentos en este proceso, también se ve afectado el color, a través de aceleradas reacciones de pardeamiento, también puede modificarse la textura como resultado de reacciones laterales de las proteínas y los productos de oxidación de las grasas de en pocas palabras se puede considerad como un factor menoscabo que afecta todos los aspectos de la aceptabilidad de los alimentos La estabilidad de los lípidos se ve afectada por diversos factores ambientales, como son:
Temperatura. La velocidad de la autooxidación aumenta con la temperatura. Dado que las temperaturas altas aceleran tanto la generación de radicales libres como su desaparición, puede esperarse que la relación entre la velocidad y temperatura pase por un valor máximo, especialmente a altos valores de oxidación y altas temperaturas. La energía de activación depende fuertemente de la temperatura, además de que puede afectar el mecanismo de reacción.
Los años organolépticos que sufre un alimento con la autooxidación de los lípidos son los siguientes:
Luz. Absorción marcada de la luz ultravioleta en compuestos insaturados. Los ácidos grasos son sustancias incoloras que no absorben luz visible. Así a menos que un sensibilizador accesorio se encuentre presente, puede suponerse que el efecto de la luz visible sobre la autooxidación de los lípidos no posee mayor importancia, sin embargo se absorbe significativamente la luz UV en compuestos insaturados, que puede ser un factor en la iniciación de reacciones en cadena, aunque su efecto principal se le atribuye a la aceleración de la descomposición del peróxido. Oxígeno. En tanto el oxígeno se encuentra presente en cantidad limitada, la velocidad de autooxidación aumenta al incrementar la presión de oxígeno, hasta que, más allá de un nivel dado se alcanza un valor constante de la velocidad de reacción, a presiones bajas de oxígeno la velocidad de reacción resulta proporcional a la presión de oxígeno.
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Sabores oxidados. El efecto inmediatamente reconocible de la oxidación de los lípidos en los alimentos es el desarrollo de olores y sabores indeseables. La reversión del sabor es otro proceso de deterioro oxidativo que se debe generalmente a la oxidación del acido linoleico, es característico por consiguiente, en los aceites con contenido de ácidos no saturados. Efecto sobre el color. En sistemas que contiene carotenoides, la propagación de la cadena de oxidación de lípidos a través de radicales libres, puede provocar la destrucción oxidativa de los pigmentos carotenoides. Efecto sobre la textura. La interacción entre las proteínas y los productos de la oxidación de los lípidos puede determinar cambios en la textura. Toxicidad de las grasas oxidadas. Se ha observado que la ingestión masiva de grasas altamente oxidadas o fracciones concentradas que contienen peróxidos u otros productos de descomposición, producen inconvenientes que van desde la inhibición del crecimiento hasta la carcinogénesis.
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Principales análisis de laboratorio relacionados
Determinación de alfa-monoglicéridos
Grasa bruta. Es la cantidad total de grasas de animales y de vegetales que esta en forma sólida ya sea ácido o base. Extracto etéreo. Sustancias extraidas con éter etílico Extractores continuos: Underwrites, Knorr, Goldfish, Bailey-Walker Extractores intermitentes: Soxhlet y sus modificaciones Extracción indirecta después de un tratamiento con ácido o base. Babcock. Midiendo el volumen de grasa separada con ácidos, Reactivos neutros o alcalinos centrifugado en un tubo graduado.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Belitz HD. Química de los alimentos. 2ª ed. Editorial Acribio. España: 1985.
Badui S. Química de los alimentos. Ed. Alambra Mexicana. México: 1986.
Guyton A. Fisiología médica. 9ª ed. Editorial Interamericana Mc Graw-Hill. México: 1997.
Harper A. Harold. Manual de Química fisiológica. 7ª ed. Editorial Manual Moderno, México: 1980.
Examen de aceites y grasas. Tras su refinación estas constituidos por triglicéridos de ácidos grasos alifáticos de cadena recta, saturados y no saturados e insolubles en agua y un 3% de fosfolípidos esteroles, tocoferoles, carotenoides, vitamibnas y pigmentos liposolubles. A temperatura ambiente si son líquidos se le conoce como acite y si son sólidos se le conoce como grasa, sin embargo no se conoce alguna diferencia química o nutritiva entre ellos. Los análisis que se realizan son:
Índice de yodo de Hanus. Es la cantidad de yodo absorbida por gramo de grasa o aceite Índice de Tiocisnógeno. Mide el grado de instauración de los aceites. Índice de saponificación (Koettsorfer). El número de mg de KOH necesarios para saponificar un gramo de aceite. Índice de Reicher-Meissl. El número de ml de base 0.1N necesario para neutralizar los ácido grasos volátiles solubles de 5g de grasa o aceite. Índice de Polenske. El número de ml de base 0.1N necesario para neutralizar los ácido grasos volátiles insolubles de 5g de grasa o aceite. Índice de Kirschner. El número de ml de base 0.1N necesario para neutralizar los ácido grasos volátiles solubles (butírico y caproico) de 5g de grasa o aceite, no precipitados por SO4Ag2. Residuo insaponificable. Examen de aceites específicos Algodón. Semilla de té Cacahuate Colza Pescado
Por la prueba de Kreis. Para detectar enraciamiento oxidativo
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