PROCESO DE OBTENCIÓN DE LOS POLIOLES O POLIALCOHOLES (SORBITOL) PRESENTACION
La presente monografía tiene como finalidad dar a conocer todo lo relacionado al sorbitol, su procedencia, su obtención, así como los diferentes derivados del mismo, además sus funciones, sus ventajas, desventajas, su relación con la industria alimentaria y con el ser humano. Con la finalidad de darle una mayor importancia en su estudio y su aplicación o uso en la vida diaria de los seres humanos.
INTRODUCCION El sorbitol es un poliol (alcohol de azúcar) que se utiliza como edulcorante de carga en diversos productos alimentarios. Además de otorgar dulzura, es un excelente agente humectante y texturizador. El sorbitol es aproximadamente un 60 % tan dulce como la sacarosa y tiene un tercio menos de calorías. Produce una sensación suave en la boca, con un sabor dulce, fresco y agradable. Es no cariogénico y puede ser útil para las personas diabéticas. El sorbitol se ha usado sin problemas en alimentos procesados durante casi medio siglo. También se utiliza en otros productos, como farmacéuticos y cosméticos. El sorbitol o glucitol se encuentra de forma natural en las algas rojas y en las hojas y frutos de las plantas de la familia rosaceae como son las peras, manzanas, ciruelas, membrillos, ciruelas, melocotones y otros duraznos (como los albaricoques). Se usa como edulcorante, espesante y humectante, destacando su alta capacidad de endulzar aportando pocas calorías. Por lo tanto es fácil encontrarlo en productos dietéticos, zumos comerciales, medicamentos, chicles y gominolas, bollería industrial, galletas, pasta de dientes, surimi, etc. Un químico francés descubrió el sorbitol en las bayas del serbal en 1872. Ocurre naturalmente natur almente en una gran variedad de frutas y bayas. Hoy se produce comercialmente mediante la hidrogenación de glucosa y está disponible tanto en forma líquida como en forma cristalina.
OBJETIVOS Objetivo General
Conocer el proceso de obtención del polialcohol (sorbitol).
Objetivos Específicos
Dar a conocer los métodos de la obtención del sorbitol. Determinar las ventajas y desventajas del sorbitol en la dieta diaria. Dar a conocer la aplicación del sorbitol en la Industria Alimentaria. Dar a conocer los efectos del sorbitol en la salud.
ANTECEDENTES
Revista Lasallista de Investigación versión impresa ISSN 1794-4449 VALENCIA GARCIA, Francia Elena; MILLAN CARDONA, Leonidas de Jesús y RAMIREZ HERRERA, Nathalia. Evaluación de los efectos en las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y texturales de polidextrosa, fructosa y sorbitol como sustitutos de azúcar en la elaboración de arequipe. Rev. Lasallista Investig. [online]. 2008, vol.5, n.2, pp.20-27. ISSN 1794-4449. I ntroducción. La preocupación frente al consumo excesivo de azúcar en la dieta, ha llevado a modificar productos tradicionales para disminuyan el contenido de sacarosa y a su vez, mantengan las características sensoriales y físico-químicas similares a las de sus homólogos elaborados con un contenido de sacarosa normal.
Objetivo. El objetivo general del estudio fue evaluar los efectos de sustitutos de azúcar como polidextrosa, fructosa y sorbitol en las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y texturales del arequipe.
Materi ales y métodos. Se realizaron cinco formulaciones, una formulación estándar y otras cuatro en las cuales se reemplazo el 50% de azúcar con polidextrosa, fructosa y sorbitol se combinaron a dos concentraciones (fructosa 3,9 y 4,7% y sorbitol 3,9 y 8,5%). Las variables respuestas para evaluar el efecto de los sustitutos fueron la evaluación fisicoquímica, sensorial y textural.
R esultados. Los análisis estadísticos mostraron diferencias significativas en la prueba sensorial y de textura. La mayor aceptación la obtuvo el tratamiento 012 (fructosa 3,9%, sorbitol 8,5%) con el cual se logra reducir el 38% de calorías. Conclusión. Se obtuvo un producto que cumple con lo requerido por la Norma Técnica Colombiana NTC 3757 de 1996.
Empleo de la cromatografía liquida de alta resolución en el estudio de la reacción de deshidratación de sorbitol. (Julio F. Santo Tomás, Ricardo Reádigos, Rebeca Mejias Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) La isosorbida es el producto final que se obtiene de la reacción de deshidratación del sorbitol, primera etapa para la síntesis del dinitrato de isosorbida, principio
activo que es utilizado fundamentalmente por sus propiedades como vasodilatador coronario en la industria médico-farmacéutica. La reacción de deshidratación del sorbitol es una reacción en serie, donde el sorbitol se transforma a 1,4 sorbitan y éste a isosorbida. Para los cálculos de un modelo matemático que describa el proceso de obtención de la isosorbida se hace necesario conocer la cinética de esta reacción. Se presentan los resultados por cromatografía líquida de alta resolución (CLAR), de la variación de la concentración en el tiempo del sorbitol, el 1,4 sorbitan y la isosorbida, los que se emplearon para el estudio cinético de la reacción de deshidratación del sorbitol. En las determinaciones se utilizó una columna Supelcosil LC-NH2 (250 mm x 4.6mm id) 5 m; y como fase móvil acetonitrilo:agua. Se emplearon patrones secundarios de isosorbida, sorbitol y 1,4 sorbitan. Los resultados de la separación y cuantificación de los analitos fueron satisfactorios.
Estudio de la reacción de producción de isosorbida por deshidratación del sorbitol (Yuri Sarguey Rosero Ramírez- Universidad Nacional de Colombia-Facultad de ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, Bogotá D.C., Colombia, 2011) El aumento de la presión en el mercado del PVC para remplazar los plastificantes derivados del anhídrido ftálico por sus potenciales efectos negativos sobre la salud y la tendencia a implementar tecnologías de producción más limpias, que empleen materias primas alternativas a las derivadas del petróleo, como los derivados de carbohidratos y ácidos grasos, motivaron la investigación en la producción de isosorbida como materia prima fundamental para la producción de plastificantes biobasados. En este trabajo se estudió la reacción de deshidratación de sorbitol para producir isosorbida con catalizador homogéneo AMS y heterogéneo Lewatiti® 2624, y se comparó la purificación del producto con destilación y con cristalización. Se produjeron cuatro ésteres de isosorbida, que de acuerdo con el modelo de simulación molecular, tienen potencial como plastificante del PVC. Para los ésteres que formaron película, se evaluó el desempeño mediante pruebas comúnmente empleadas en la industrial de plastificantes y se realizó una evaluación económica preliminar para dos de ellos. Los aportes de la tesis son la técnica de seguimiento de la reacción por medio de cromatografía de gases, las condiciones de proceso para iniciar un proceso de escalado, para la producción de isosorbida por deshidratación de sorbitol y finalmente la evaluación del desempeño de 3 productos con potencial para ser plastificantes de PVC libres de ftalatos.
Marco teórico 1.1. LOS POLIOLES Los polioles son carbohidratos que contienen múltiples grupos -OH, pero no son azúcares. Químicamente a los polioles se los considera como alcoholes polihidroxílicos, es decir son alcoholes de azúcar porque parte de su estructura se asemeja al azúcar y la otra parte es similar a la de los alcoholes A pesar de su nombre, los alcoholes del azúcar no son azúcar ni tampoco alcohol. Estos son sustitutos del azúcar naturales que contienen aproximadamente la mitad de las calorías del azúcar. Reciben su nombre porque son hidratos de carbono que tienen una estructura química similar a la de un azúcar y de un alcohol. Los alcoholes del azúcar se encuentran en muchos alimentos tales como la goma de mascar, el helado, pudines, productos horneados y chocolate. Estos pueden usarse en vez de azúcar o en combinación con un sustituto del azúcar. Los alcoholes de azúcar no solamente añaden un ligero sabor dulce, sino también añaden el volumen y la textura que el azúcar proporciona. Al igual que la fibra dietética, los alcoholes de azúcar son técnicamente hidratos de carbono, pero tienen una menor densidad de energía (calorías por gramo) y a diferencia del azúcar (sacarosa) no afectan los niveles de glucosa en sangre y no provocan la aparición de caries dentales. Los polialcoholes obtenidos a partir de la reducción de monosacáridos son actualmente los más importantes en la industria alimentaria, utilizados como edulcorantes. Dependiendo de cuál sea el azúcar utilizado como materia prima, se obtiene Glucosa→Sorbitol (Figura 1 a), Xilosa→Xilitol (Figura 1 b), Manosa→Manitol (Figura 1 d). En polialcoholes derivados de oligosacáridos, se obtiene: Lactosa → Lactitol(Figura 1 e), Maltosa → Maltitol (Figura 1 f), Isomaltosa → Isomaltitol(Figura 1 g). Si se reduce una aldosa, como la glucosa, se obtiene
un solo polialcohol, en este caso el sorbitol, mientras que si se reduce una cetosa, al crearse un nuevo carbono asimétrico, se forman dos polialcoholes distintos, dependiendo de la posición del nuevo grupo –OH por ejemplo, Fructosa → Sorbitol + Manitol (Figura 2).
Los polioles pueden ser caracterizados como sustitutos del azúcar debido a que aportan menos energía que éste y son absorbidos lenta e incompletamente en el intestino. No afectan a los niveles de glucosa en la sangre y presentan una respuesta reducida de la insulina. El consumo excesivo de los polioles (más de 50 g de sorbitol o más de 20 g de manitol al día) puede producir flatulencia y diarrea debido al efecto laxante que estos poseen. Los polioles pueden ser utilizados como agentes emulsificantes, plastificantes, conservantes de productos almacenados o congelados, endulzantes en pastas dentales, edulcorantes en productos especialmente para diabéticos, etc. [1]. Los polioles están naturalmente presentes en muchas frutas y vegetales. Comercialmente estos polioles son sintetizados y no se los extrae de fuentes naturales. Los polioles son generalmente edulcorantes con calorías reducidas y se pueden usar en la misma cantidad que el azúcar de mesa, aunque frecuentemente se usan junto a otros edulcorantes para alcanzar el nivel de dulzura y sabor deseado. Con menos calorías que la sacarosa, proporcionan dulzura a galletas sin azúcar, dulces, goma de mascar, productos horneados, helados, pasta de dientes, enjuagues bucales, mentas y otros productos farmacéuticos. La FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos) permite el uso de los siguientes (ver tabla 1) valores calóricos de polioles como sustitutos de azúcar:
¿Los polialcoholes son buenos para la salud? La FDA ha determinado que los alcoholes del azúcar no son perjudiciales para el consumo humano. A pesar de ello, usted debe consumirlos con moderación. El cuerpo absorbe los alcoholes del azúcar lentamente, debido a que la mayor parte de los alcoholes de azúcar no se absorben en la sangre, pasan a través del intestino delgado y son fermentados por las bacterias en el intestino grueso. Por lo tanto, un consumo excesivo puede producir gas, diarrea y malestar estomacal en algunas personas. De acuerdo con la Asociación Dietética Estadounidense, consumir más de 50 gr de sorbitol o de 20 gr de manitol al día puede causar diarrea. La FDA requiere que los alimentos y bebidas que contienen sorbitol o manitol incluyan un rótulo de advertencia en que se describa este efecto laxante. 4. PROPIEDADES de los polioles Los polioles se caracterizan por las siguientes propiedades • Ausencia de un grupo carbonilo reductor. Esto hace que las moléculas de alditol sean
químicamente algo menos reactivas que las aldosas y cetosas correspondientes. Algunos alditoles por lo tanto pueden evitar las reacciones químicas que crea muchos azúcares en la placa dental humana. • Poder reductor. Las moléculas de alcohol de azúcar contienen átomos de hidrógeno 'extra'
que se pueden donar a otras moléculas, tales como coenzimas (por ejemplo, NADP o NAD), y otros aceptores para generar productos químicamente reducidos y productos intermedios del metabolismo. • La complejación. Debido a su estructura, pueden formar compuestos complejos (quelatos).
Desde el punto de vista de la mineralización de los dientes, los complejos con iones de calcio son importantes. Estos complejos no son fuertes suficientes para contribuir a la erosión dental o la desmineralización de los dientes. Además se plantea la posibilidad de que la presencia de alditoles en la saliva y la placa facilitan la remineralización de lesiones de caries.
• La hidrofilia. La presencia de un gran número de grupos hidroxilo hace que la mayoría de
alditoles sean fácilmente solubles en la saliva. Los alditoles más hidrófilos, tales como eritritol, xilitol, y sorbitol, puede competir con las con moléculas de agua por la hidratación de biomoléculas. Estas reacciones pueden fortalecer la conformación nativa de proteínas salivales y péptidos. • Eliminación de radicales libres. Debido a su naturaleza poliol, algunos alditoles, tales,
xilitol y eritritol, han sido investigados como posibles fuentes de eliminación de radicales en los sistemas biológicos. A pesar de las propiedades comunes de todos los alditoles, también ejercen efectos selectivos específicos sobre las reacciones biológicas en la salud y la enfermedad. Es por tanto erróneo considerar a todos los alditoles como exactamente idénticos en sus contribuciones a los procesos biológicos. Las diferencias en las masas moleculares de alditoles indican la existencia de importantes diferencias también entre sus propiedades biológicas. 7. POLIOLES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA 7.1. Aplicación de polioles en productos de panadería El azúcar tiene muchas funciones en los productos alimenticios, más allá de sus propiedades edulcorantes. Desempeña un papel importante en la textura de productos de panadería más allá de actuar como un agente de carga. Afecta al volumen, la textura de la miga y la suavidad del producto final. Además el azúcar afecta el color de los productos mediante la caramelización y la reacción de Maillard. Los polioles son muy interesantes para la sustitución debido a que producen algunos efectos similares a la sacarosa. 7.1.1 Bizcochos y pasteles La textura de los pasteles de capas amarillas fue evaluada por Frye y,Setser utilizando seis agentes de carga: sorbitol, una mezcla de hidrolizados de almidón hidrogenado, lactitol, isomalta, maltodextrina y polidextrosa en combinaciones para sustituir total o parcialmente la sacarosa. El sorbitol a nivel de 100% resultó menos seco en boca en comparación con la polidextrosa K, mientras que una menor sequedad prolongada ocurrió a partir de la mezcla de la polidextrosa con maltodextrina, sorbitol o isomalta. Excepto los valores de fracturabilidad que eran ligeramente más altos que el control, los valores medios para todos los otros atributos sensoriales estaban dentro de los rangos óptimos. El efecto de la sustitución del 25%, 50%, 75% y 100% de sacarosa con eritritol se estudió por Lin et al. en las características físicas y sensoriales de la tarta chifón, un bizcocho muy ligero hecho con aceite vegetal, huevos, azúcar, harina, polvo de hornear y aromas. La gravedad específica del pastel no se vio afectada significativamente por el eritritol, lo que sugirió que las masas para pasteles que contienen sacarosa o eritritol tienen capacidad similar para retener aire. Si que se encontraron diferencias significativas en el volumen y el contenido de humedad. A partir de la evaluación sensorial de los pasteles, se observó que a medida que la cantidad de eritritol
aumentaba, las puntuaciones medias para la evaluación de color de la corteza disminuían .No hubo diferencia significativa en las puntuaciones sensoriales para los valores de humedad, y color de la miga. Las puntuaciones de terneza no fueron significativamente diferentes, lo que sugiere que la textura de pasteles no se vio afectada por la sustitución eritritol. Las puntuaciones medias de dulzor disminuyeron a medida que la cantidad de eritritol aumentó. El efecto de la sustitución total de la sacarosa en bizcochos con siete agentes de carga (maltitol, manitol, xilitol, sorbitol, isomaltosa, oligofructosa y polidextrosa) en la calidad del bizcocho se estudió por Ronda et al. Un bizcocho con sacarosa se utilizó como control. Los valores de luminosidad de la corteza de los bizcochos sin azúcar disminuyeron un 25% en todos los casos con polioles, sin embargo la de la miga no se vio afectada. Los bizcochos con polioles siempre mostraron un menor volumen específico aunque el xilitol, sorbitol tuvieron un volumen específico comparable a los de sacarosa. Se determinó que los bizcochos con manitol tenían volúmenes notablemente inferiores. Proponían que esto se podría deber a la disminución en la estabilidad de la masa durante la etapa de calentamiento y los cambios en el mecanismo termoestable, lo que es debido a las diferentes interacciones entre el agente de carga usado, el almidón, las proteínas de la masa que afectan a la gelatinización del almidón y las temperaturas de desnaturalización de proteínas. Los bizcochos con sorbitol, maltitol y xilitol mostraron propiedades de textura muy cerca de las tortas de control. De la evaluación sensorial se observó que en relación con la dulzura, los bizcochos elaborados con xilitol eran más cercanos a los controles, seguido por aquellos hechos con maltitol o sorbitol, mientras que las tortas de manitol fueron los menos favorecidos. Martinez-Cervera et al. compararon diferentes polioles en la elaboración de magdalenas. Maltitol, isomalt y sorbitol resultaron ser adecuados como sustitutos de la sacarosa en magdalenas. Tienían propiedades reológicas similares que las de sacarosa y las magdalenas obtenidos mostraban una buenas propiedades texturales y buenas puntuaciones de aceptabilidad sensorial. 7.1.2. Galletas El efecto de la sustitución de azúcar por polioles en las cookies, con y sin el uso de acesulfame-K junto con polidextrosa como sustituto de 35% del contenido de grasa fue estudiada por Zoulias et al. Con la sustitución de sacarosa por fructosa y polioles, la masa podía ser manejada y laminada para formar galletas fácilmente. Las galletas con manitol eran muy firmes y mostraron valores altos de dureza y consistencia, mientras que las durezas y consistencias más bajas fueron presentadas por xilitol seguido de sorbitol, lactitol y sacarosa. El maltitol y lactitol tuvieron el mismo efecto sobre el aumento de diámetro como sacarosa, mientras que los polioles monoméricos y fructosa tuvieron el diámetro más pequeño. Esto podría ser debido a que la solubilidad del maltitol y lactitol es similar a la sacarosa, mientras que el xilitol, sorbitol y manitol tienen baja solubilidad. Tampoco hubo diferencias significativas en los valores de luminosidad de las galletas. Se concluyó que las galletas bajas en grasa con propiedades aceptables, pero con inferior dulzor se podían obtener mediante la sustitución de la sacarosa con el maltitol, el lactitol y sorbitol. La percepción de sabor y la aceptación general en galletas se podrían mejorar cuando se complementa con acesulfame K.
El manitol no se encontró adecuado para las formulaciones de galletas. Similares resultados con respecto al diámetro, fragilidad y dureza obtuvo Zoulias et al.(2002) para galletas sin sacarosa y con 50% menos de grasa. Todas las galletas sin sacarosa tenían significativamente menor sabor y menor puntuación de aceptación general que las galletas control. El sabor y la aceptación general de las galletas con maltitol fueron significativamente mayores que las de lactitol y sorbitol. Estos resultados además concuerdan con los observados por Ronda et al.para los bizcochos. La calidad sensorial y microbiológica de las galletas utilizando xilitol como único sustituto de la sacarosa fue evaluada por Winkelhausen et al. Se encontró que las galletas de xilitol tenían el mismo dulzor que las galletas de sacarosa pero con un poco de retrogusto (sensación refrescante). Se concluyó que las galletas con xilitol se pueden almacenar durante más tiempo sin cambio en su sabor original y atributos de textura. Se llevó a cabo la evaluación microbiológica de las galletas de xilitol. Después de 7-8 meses de almacenamiento, el número de las células viables aeróbicos totales en todas las muestras investigadas era aceptable. También se estudiaron las galletas danesas usando eritritol como edulcorante mediante la sustitución de sacarosa a 0%, 25%, 50%, 75% y el nivel de 100% . Se concluyó que las características sensoriales y físicas de calidad de galletas danesas formuladas con la sustitución parcial de la sacarosa con un máximo de 50% de eritritol fueron comparables con las galletas preparadas con 100% de sacarosa. 7.2 Chocolate El chocolate se define como una dispersión casi anhidra de partículas finas, no grasa en una fase grasa sólida. El licor de cacao, manteca de cacao, el azúcar y la leche son los cuatro ingredientes básicos para hacer chocolate. Mediante su combinación, de acuerdo con recetas específicas se obtienen los tres tipos básicos de chocolate (Chocolate puro, chocolate con leche, chocolate blanco). La sacarosa es un componente principal de la receta del chocolate, aunque no está regulada específicamente la cantidad (Directiva 2000/36/CE). Los polioles tales como sorbitol, maltitol, isomalta y el lactitol se usan para reemplazar la sacarosa en la fabricación de chocolate reducido en azúcar o de chocolate sin azúcar. Al usar formas cristalinas anhidras de polioles tales como isomalt, maltitol y lactitol, es más fácil trabajar desde el punto de vista del proceso. Con polioles no anhidros la presencia de una molécula de agua de cristalización durante el refinado y conchado puede conducir a la recristalización y aumento de la viscosidad de masa. Se puede hacer un buen chocolate con polioles no anhidras pero hay que tener cuidado limitando la temperatura de la mezcla. (Para el sorbitol, la temperatura límite es 428ºC y para isomalt es 458ºC) Estos polioles con la excepción de isomalt son algo higroscópicos y se necesita cuidado durante la manipulación y el procesamiento para evitar la captación de humedad. El exceso de absorción de humedad da al chocolate viscosidad por lo que es difícil de moldear y tiene una sensación pegajosa en la boca. Mediante la manipulación en la mezcla de ingrediente es posible diseñar varias recetas que permitirían las alegaciones nutricionales ”Reducido en azúcar”, “Sin azúcar añadido” y “Sin azúcar”. Estas últimas son, con mucho, las más difíciles de desarrollar, ya
que es extremadamente difícil crear un buen sabor. No sólo hay una falta de sacarosa
necesaria para las reacciones de caramelización sino también una falta de azúcar reductor es decir, la lactosa para las reacciones de Maillard que se crean normalmente en la etapa de conchado en la producción de chocolate estándar. El confitero generalmente compensa esto con la adición de aromas de reacción. El uso de polidextrosa o la inulina (oligofructosa) también es recomendable en todas las recetas sin sacarosa, ya que bajará el nivel requerido de poliol y por lo tanto disminuir aún más el riesgo potencial de malestar gastrointestinal. En el chocolate el efecto de enfriamiento se reduce al mínimo por el uso de isomalta o Maltitol. 7.3. Chicles Los chicles sin azúcar son comúnmente consumidos en la mayoría de los países occidentales, en la actualidad. A principios de la década de 1970 estas gomas de mascar sufrieron de problemas con la textura y con la corta caducidad, lo que significaba que rápidamente se volvían frágiles, grumosas y rancias. Esto ha sido superado mediante el uso de bases de goma especialmente adaptadas y mezclas de polioles. Típicamente, el polvo de sorbitol se utiliza junto con sorbitol o jarabe de maltitol, que proporciona la fase líquida, y el aspartamo o acesulfame K que se utiliza para aumentar la dulzura .Además, una pequeña cantidad de manitol se puede utilizar para inhibir la cristalización. Lás formulas sin azúcar son esencialmente las mismas. El xilitol es también utilizado comúnmente en la goma de mascar, ya que tiene el mayor efecto refrescante de todos los polioles disponibles y es también esencial para productos con sabor a menta. Como se ha comentado en epígrafes anteriores, no son fermentados y parece que inhibe el crecimiento de S. mutans. Asimismo, ayuda a reducir los niveles de placa. 7.4. Caramelos y gominolas Caramelos tipo alubia. Para su fabricación se construye un recubrimiento, capa por capa, sobre un centro de rotación. El recubrimiento puede ser duro o blando, dependiendo del grosor, composición y método de fabricación. El sorbitol, xilitol, isomalt, maltitol y lactitol se han utilizado con éxito para ello. Los no higroscópicos son los mejores, ya que absorben menos humedad y tendrán una vida útil prolongada. A este respecto isomalt es un ingrediente ideal, y el lactitol se prefiere en forma monohidratada que la anhidro. Así las piezas individuales de dulces no serán pegajosas y no tenderán a agruparse Caramelo duro sin azúcar. Se obtienen por cocciones altas. La forma y tamaño deseados se obtienen por estampación o moldeo. Se pueden fabricar con diversos polioles incluyendo el sorbitol, maltitol, jarabes de lactitol y mezclas de los mismos. Sin embargo, el isomalt ha demostrado ser particularmente bueno para esta aplicación. Se pueden fabricar caramelos dulces con una superficie lisa y brillante de calidad, comparable al azúcar, de manera relativamente fácil pero se suele acompañar de edulcorantes intensos. Sin embargo, maltitol no requiere edulcorante debido a su dulzura inherente. Un contenido de agua residual inferior al 1% es necesaria para los caramelos duros con el fin de evitar la tendencia a absorber humedad de la atmósfera aunque con isomalt puede ser hasta el 2%
Caramelos tipo Toffee sin azúcar. Es una emulsión de grasa en un sistema acuoso. Se trata de una compleja mezcla de azúcares, agua y proteínas, que es muy resistente a la cristalización. El diseño de la receta y el proceso ha de tener en cuenta la relación de jarabe de glucosa y el azúcar para obtener el equilibrio necesario. Para sustituirlos se usan jarabes de maltitol correspondiendo al jarabe de glucosa e isomalt para la sacarosa, es decir, el componente de la cristalización de la fórmula. También es necesario añadir caramelo y colores de caramelo a la debido a que los componentes de poliol no reaccionan con proteínas para dar el sabor y colores característicos. De esta forma es posible hacer excelentes caramelos sin azúcar, aunque la clave es lograr una cantidad controlada de cristalización Gominolas y gelatinas sin azúcar. Cada tipo de producto se determina por el agente de gelatinización y el contenido de humedad. En las gominolas de gelatinaa sin azúcar, el jarabe de maltitol permite lograr su poder gelificante. Mediante la modificación de los tipos de agentes de gelificación (pectinas, etc.), niveles de jarabe de maltitol, temperatura de cocción y las condiciones de secado al horno se puede obtener cualquier perfil textura tradicional desde muy suave al tipos pastilla (duros). Sin embargo, en algunos casos un depósito de jarabe de alto contenido de sólidos puede conducir a la formación de pequeñas piezas duras debido a la gelificación no homogénea de la gelatina. Las gominolas de gelatina que contienen maltitol tienen ventajas adicionales debido a una mayor higroscopicidad y humectación, que dan una mejor resistencia a la desecación de las gomas tradicionales, cuando se almacena a una humedad baja Formación de pastillas (Caramelos compactados). Las tabletas o pastillas de confitería se hacen por compresión de polvos de azúcar en un troquel. Se produce un enlace de partículas entre sí bajo presión y la tableta comprimida se expulsa de la matriz. El polvo de sorbitol es un poliol óptimo para ello, ya que se puede comprimir directamente para dar tabletas densas y duras, que tienen una textura y sensación en la boca suave. Sin embargo, el sorbitol es higroscópico y de no ser adecuadamente protegida recogerá la humedad y las tabletas va a perder su consistencia. Mezclas de manitol, xilitol y lactitol también están disponibles para compresión directa. ¿Cómo encuentro los polialcoholes en la etiqueta de información nutricional? Los alcoholes del azúcar son fáciles de detectar porque tienen la terminación “ -tol” en su nombre. Si un alimento viene rotulado como que “no contiene azúcar” (“sugar free” en
inglés) la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EEUU (USFDA) requiere que el alcohol del azúcar que se usó en el alimento esté anotado como ingrediente. Sin embargo, si se usó más de uno en el alimento, la FDA sólo requiere que se use el término alcoholes del azúcar. Además, en la informaición nutricional deberán ser incluidos a la cantidad de hidratos de carbono, ya sea en el total o en una línea separada para alcoholes de azúcar o polialcoholes. En el caso de que el producto tenga la etiqueta “sin azúcar” o “sin azúcar añadido”, el fabricante deberá reflejar la cantidad de polialcoholes por separado de
manera obligatoria.
8. REGLAMENTACIÓN Los polioles están considerados dentro de la normativa de aditivos alimentarios de la Unión Europea (Reglamento (CE) 1333/2008). La lista Europea de aditivos incluye: sorbitol (E420), manitol (E421), isomalt (E953), maltitol (E965), lactitol (E966), xilitol (E967), y eritritol (E968). Cuando se consume en cantidades excesivas, los alcoholes de azúcar pueden causar diarrea si la parte no absorbida se encuentran en el intestino grueso donde se unen con agua y están sujetos a la fermentación por las bacterias del colon. Esto resulta en un efecto laxante, flatulencia y diarrea. Por eso es necesaria la advertencia «un consumo excesivo puede tener efectos laxantes»; en todos los alimentos que contengan más del 10% de polialcoholes añadido Su seguridad ha sido evaluada en el ámbito internacional y en la Unión Europea se les ha asignado una IDA (ingesta diaria admisible) "no especificada". Esto quiere decir que la legislación no especifica un nivel máximo, pero estipula que deb e usarse de acuerdo con “las prácticas correctas de fabricación”, que es lo que se denomina en términos técnicos “quantum satis”. Los fabricantes no deben usar más que lo necesario para obtener el resultado deseado,
aunque no se aconseja no sobrepasar los 20 g/día, ya que podrían causar diarrea y otros efectos intestinales indeseables. La legislación recoge que además de por sus propiedades edulcorantes, los polioles se pueden utilizar para cumplir con otras funciones tecnológicas, incluyendo actuar como agentes, emulsionantes, estabilizantes, humectantes, espesantes, texturizantes, agentes de recubrimiento o antiaglomerantes. Son de uso general para la edulcoración "a granel", porque, a diferencia de los edulcorantes intensos, sustituyen el azúcar en una proporción de 1:1. Ofrecen alternativas a los azúcares y sus beneficios se han establecido para mejorar la salud dental (EFSA 2011) , la mejora del control glucémico (EFSA 2011) y la reducción de calorías, ya que su valor calórico es menor que el valor calórico de los hidratos de carbono completamente disponible (Reglamento UE) n º 1169/2011)
Además existe el anexo II que es una lista exhaustiva de las categorías de alimentos, de acuerdo con un nuevo sistema de clasificación de alimentos, con aditivos alimentarios permitidos enumerados para cada categoría de alimentos. Los polioles se autorizan en una gama de alimentos a nivel de quantum satis tanto para diferentes propósitos.
El sorbitol.
El sorbitol, clasificado como azúcar alcohol hexahídrico (hexitol), fue aislado por primera vez a finales de los años sesenta de las bayas del fresno silvestre y se encuentra frecuentemente en muchos frutos como peras y ciruelas. En la actualidad se produce industrialmente mediante la hidrogenación catalítica de soluciones de D-glucosa, en una reacción exotérmica que se realiza a alta presión y temperatura. La producción mundial de sorbitol está estimada en 500,000 toneladas al año, con un mercado en continuo crecimiento (Silveira and Jonas, 2002). La estructura química del sorbitol y su naturaleza polialcohólica le otorgan excelentes propiedades: gran estabilidad térmica y química (no se pardea hasta temperaturas superiores a 180ºC, es resistente a ácidos y álcalis y no experimenta reacciones de Maillard), humectancia, plasticidad, disminución de la actividad de agua, estabilidad al calor y al pH, efecto antioxidante (al formar complejos con iones metálicos), es 20 veces más soluble que el manitol y es toxicológicamente inocuo. Además, tiene un valor calórico de 2,4 Kcal/g (valor adoptado por las directrices de la Unión Europea para todos los polioles) en relación a 4 Kcal/g de la sacarosa y otros azúcares utilizados en alimentación, con un similar poder edulcorante (Zumbe et al., 2001). Las propiedades mencionadas llevan a que el sorbitol sea ampliamente utilizado en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica. El sorbitol, después de ser ingerido, se absorbe en parte en el intestino delgado y el resto llega al intestino grueso. La tasa de absorción por transporte pasivo en el intestino delgado depende del tiempo de retención y de la ocupación gastrointestinal. El sorbitol absorbido es metabolizado por un proceso insulino independiente, convirtiéndose en fructosa antes de entrar a la glucólisis, por lo tanto no induce un incremento de los niveles de glucosa en sangre. Otra ventaja del consumo de sorbitol es que no es fermentado por los microorganismos de la boca, por lo que no se convierte en ácidos que causan la desmineralización de los dientes y la caries dental.
Posee además valor terapéutico como laxante, ésta característica, sin embargo, puede ser considerada como un problema y no como un beneficio en determinados grupos de población, sobre todo a dosis muy altas, puede causar diarrea en humanos y animales debido a retención osmótica, tanto en el intestino delgado como en el colon La dosis máxima recomendada de ingesta de sorbitol es de 0,17 y 0,24 g/Kg peso en mujeres y hombres, respectivamente. El sorbitol que no es absorbido en el intestino delgado y alcanza el intestino grueso es fermentado por la microbiota colónica, produciendo hidrógeno, dióxido de carbono y ácidos grasos de cadena corta (Ellwood, 1995). El sorbitol es un líquido con consistencia de jarabe, de aspecto límpido, incoloro, viscoso, de pH neutro y libre de partículas en suspensión. Su sabor es dulce y refrescante. Es totalmente soluble en agua y glicerina. Se ha descrito que este poliol es utilizado por especies de los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium, siendo una fuente de carbono de fácil asimilación para bífidobacterias indígenas del intestino humano (Gómez Zavaglia et al., 1998;Rhodes and Kator, 1999a;Yebra and Pérez-Martínez, 2002). Es por ello que se ha generalizado la idea de que este azúcar alcohol puede ser tratado como prebiótico, sin embargo, existen pocos experimentos que demuestren su potencial in vivo. En rumen cultivado y enriquecido con sorbitol, se observó un desplazamiento por exclusión competitiva de nutrientes de Escherichia coli O157:H7 (de Vaux et al., 2002). La concentración de colesterol total en suero, decreció, en ratas alimentadas con una dieta que contenía azúcares alcohol incluido el sorbitol (Islam et al., 2004). Propiedades del sorbitol: Son numerosas las propiedades con las que cuenta este azúcar y por ello su uso está muy extendido tanto en la industria alimentaria como farmacéutica o incluso cosmética. Propiedades Físico-Químicas: Gracias a su naturaleza polialcohol y su estructura química cuenta con: • • •
Gran estabilidad térmica Estabilidad química frente a los tratamientos térmicos evitando posibles alteraciones Gran resistencia frente a microorganismos: alargando la vida del alimento Bajo Valor Calórico: su aporte es de 2,4 Kcal/g frente a las 4 Kcal/g de la sacarosa (azúcar común). Esto se debe a su baja digestibilidad. Proporciona el 60% de las calorías por gramo manteniendo su poder edulcorante. Mínimo aumento en los niveles de glucosa e insulina en sangre: una vez absorbido, el sorbitol se metaboliza sin necesidad de que actúe la insulina, que es la puerta de acceso del azúcar en las células, lo que permite que pueda ser apto para diabéticos. No causa desmineralización ni caries dental: esta característica hace que se convierta en un ingrediente perfecto para medicamentos, chicles o gominolas entre otros productos.
Dónde puedes encontrar sorbitol: En la siguiente tabla puedes ver el contenido en sorbitol de diferentes frutas:
Si nos referimos a productos elaborados, nos encontramos con una amplia gama dentro y fuera del ámbito de la alimentación que lo incluyen en su composición. El uso del sorbitol como aditivo está permitido en la Unión Europea y puede aparecer como “Sorbitol” (E420i) o “Jarabe de Sorbitol” (E420ii). Si padeces intolerancia al sorbitol es importante que antes
de consumir cualquier producto revises el etiquetado. Puede encontrarse en: Productos Alimentarios • Jaleas, Mermeladas, productos de bollería y pastelería, congelados, chicles revestidos, Productos light o productos “sin azúcar”: el uso del sorbitol en estos productos confier e más
estabilidad, mejores características organolépticas, además de no dañar los dientes. Si estás haciendo una dieta para perder peso sueles consumir productos “light” fíjate bien en su
etiquetado. Es fácil que lo contenga ya que el sorbitol aporta menos calorías y es más dulce que otro tipo de azúcares. Productos Cosméticos • Pastas de dientes: su uso permite dar mayor plasticidad, sabor dulce y mejor solubilidad.
Aplicaciones Farmacéuticas
• Cremas de uso tópico y Jarabes: antes de usar una crema es importante que te asegures de
que está exenta de sorbitol ya que de lo contrario éste será absorbido por la piel y pasará al torrente sanguíneo causando los síntomas propios de la intolerancia al sorbitol. El metabolismo del sorbitol, el E-420: Alto poder edulcorante: alrededor de un 60% respecto al poder edulcorante de la glucosa. Esto permite que se obtenga un sabor “más dulce” utilizando una menor cantidad de
producto, lo que conlleva numerosas ventajas a la hora de definir las calorías del producto alimenticio final. Su alta naturaleza higroscópica: es decir, tiene una gran capacidad de atraer el agua, teniendo esto una doble consecuencia; por un lado, se permite así enlentecer la cristalización de los azúcares favoreciendo también el reblandecimiento de los productos alimenticios finales, pero por otro lado, también esta característica desencadena uno de los principales efectos secundarios del consumo de sorbitol. Su absorción lenta: el sorbitol sea absorbe al interior de las células, por difusión pasiva e incompleta, siendo un proceso insulino independiente (esto es, no requiere de la secreción de insulina para favorecer su entrada en las células, a diferencia de la glucosa que si lo requiere) que provoca que apenas se vean modificados los niveles de glucosa en sangre tras su consumo, y que hace que sea un buen edulcorante para los productos dietéticos destinados a personas con limitación a la hora de consumir glucosa. Ventajas del sorbitol El sorbitol posee un poder edulcorante algo inferior al de la sacarosa (un 40% menos), con lo que para igualar su sabor dulce necesitaremos añadir más cantidad. Es muy utilizado como edulcorante en los alimentos dietéticos bajos en calorías (edulcorante de mesa, caramelos “light”, chicles sin azúcar…)
Éste es capaz de prevenir la formación de la placa bacteriana, evitando las temidas caries, por lo que es utilizado en las pastas dentífricas. No provoca subidas de azúcar en sangre puesto que para su metabolización no es necesaria la insulina, por lo tanto su absorción es lenta (a diferencia de la sacarosa) Efectos secundarios del sorbitol Su uso en más de 50 gramos al día puede generar malestares gastrointestinales como distenciones abdominales, flatulencias o diarreas osmóticas (esto sucede cuando en el intestino hay solutos que han sido mal absorbidos y arrastran agua) Se han visto casos en los que aparte de causar diarreas crónicas y problemas gastrointestinales, por su gran efecto laxante, puede provocar una pérdida de peso importante en el consumidor habitual.
SEGURIDAD La seguridad del sorbitol está respaldada por numerosos estudios informados en la literatura científica. El Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA) evaluó la información sobre la seguridad del sorbitol y concluyó que es seguro. El JECFA estableció una ingesta diaria admisible (ADI) “no especificada” para el sorbitol, lo cual significa que no se establece ningún límite sobre su uso. Una ADI “no especificada” es la
categoría más segura a la que el JECFA puede asignar un ingrediente. Muchos países pequeños que no tienen sus propias agencias para revisar la seguridad de los aditivos adoptan las decisiones del JECFA. El Comité Científico sobre la Alimentación de la Unión Europea publicó una evaluación exhaustiva de los edulcorantes en 1985, en la que concluyó que el uso del sorbitol es admisible, sin establecer ningún limite para su uso. Al desarrollar la normativa actual de los EE. UU. sobre fármacos y alimentos, que afirma al sorbitol como Reconocido Generalmente como Seguro (GRAS), la información sobre seguridad fue estudiada detenidamente por un grupo de científicos capacitados del Comité Selecto sobre sustancias GRAS seleccionado por la Oficina de Ciencias de la Vida de la Federación de Sociedades Estadounidenses de Biología Experimental (FASEB). Según el Comité Selecto, no existía evidencia que demostrara ningún riesgo al usar el sorbitol con los niveles actuales ni con los niveles que cabía esperar en el futuro. La reglamentación de la Administración de Fármacos y Alimentos de EE. UU. para el sorbitol exige que se incluya la siguiente declaración en la etiqueta de los alimentos cuyo consumo razonablemente esperable pueda devenir en la ingesta diaria de 50 gramos de sorbitol: “ El consumo excesivo puede tener un efecto laxante”.
Complicaciones del aumento del Sorbitol El sorbitol se produce en el cuerpo humano y si su cantidad es excesiva, puede ser nocivo. El incremento del sorbitol daña los tejidos que necesitan insulina y otros que no necesitan insulina para tomar glucosa del plasma, por lo que son particularmente susceptibles el cristalino, el nervio, la médula renal y los eritrocitos. Los problemas surgen cuando aumenta la producción endógena del sorbitol. Dado que esté no cruza fácilmente las membranas celulares puede quedar “atrapado” en las células. Sin embargo, en diabetes mal controlada, hay una mayor producción de sorbitol que se puede acumular dentro de las células. Esto causa los mayores problemas en los tejidos en los que falta la sorbitol deshidrogenasa, que es la encargada de degradar el sorbitol. Por ejemplo:
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En el cristalino y en la retina: el sorbitol aumentado ejerce un fuerte efecto osmótico, produciendo retención de agua; el cristalino se edematisa y se hace opaco, conduciendo a la formación de catarata.
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En las células de Schwann: los niveles elevados de sorbitol alteran la estructura y función celular, a lo que sigue la desmielinización de los nervios y a la neuropatía periférica.
El Sorbitol y la Salud El organismo humano metaboliza el sorbitol lentamente. El sorbitol tiene importantes ventajas sobre la fructosa, menor valor calórico y no es un azúcar. En el hígado puede trasformarse en glucosa y fructosa. En su contra debemos decir que un exceso de sorbitol puede provocar dolor abdominal leve y además tiene efecto laxante y puede provocar diarrea, por lo que no se aconseja tomar más de 50 gramos al día. Por ejemplo, en el caso de los chicles que lleven este aditivo serían como mucho unos 5.
