José Miguel Aguilera - Ingeniería gastronómica

Muchas moléculas son forzadas a modificarse para producir cambios deseables en la textura y sabores de los alimentos. Las reacciones enzimáticas son mediadas por enzimas, y aquellas que producen rompimiento de enlaces químicos específicos y liberan moléculas más pequeñas (reacciones de hidrólisis o hidrolíticas) son importantes en la industria alimentaria. Proteínas, almidones y grasas son cortados por enzimas que reciben los nombres genéricos de proteasas, amilasas y lipasas , respectivamente. Los hidrolizados proteicos se usan como saborizantes y los productos de la hidrólisis del almidón son apreciados por su solubilidad y dulzor (sección 1.2). Durante la maduración de los quesos las lipasas producidas por hongos y bacterias escinden ácidos grasos de los triglicéridos de la grasa de la leche, produciendo poderosas moléculas odoríferas, aunque también se suelen agregar con el mismo fin enzimas de origen microbiano. Aunque las enzimas normalmente escinden moléculas grandes también pueden catalizar la reacción contraria y pegar moléculas pequeñas bajo condiciones especiales, lo que se realiza normalmente fuera del alimento. Veremos más sobre esto en las secciones 1.12 y 2.2.

INSERTO 1.2. Algunas de las reacciones químicas importantes en los alimentos y que afectan su sabor y color.

Oxidación de lípidos.Se produce por la interacción de AG insaturados con el oxígeno, generándose intermediarios altamente reactivos llamados radicales libres que desatan una reacción en cadena. Un ejemplo de oxidación es la formación de olores desagradables en pescados grasos.

Pardeamiento no-enzimático.Conjunto de reacciones entre azúcares reductores (principalmente glucosa) y grupos amino libres en proteínas, que resulta en el desarrollo de colores pardos y olores. Entre muchos ejemplos es responsable de las cervezas oscuras y los aromas del café tostado.

Reacciones enzimáticas.Son mediadas por enzimas intrínsecas a los alimentos (por ejemplo, la oxidación de legumbres por la lipoxigenasa) o agregadas a ellos (por ejemplo, coagulación de la leche). Dan como resultado desde cambios en las propiedades físicas hasta organolépticos (percibidos por los sentidos).

Pardeamiento enzimático.Reacción de pardeamiento en vegetales producida por enzimas llamadas polifenoloxidasas o peroxidasas, como ocurre al rebanar papas.

Rancidez enzimática.Liberación de ácidos grasos (generalmente de cadena corta) de los triglicéridos por medio de una hidrólisis enzimática mediada por lipasas, que produce olores y sabores desagradables, por ejemplo, en la mantequilla (ácido butírico). No se debe confundir con la oxidación de lípidos.

Reacción de Maillard.Ver pardeamiento no-enzimático.

Tan importante como las transformaciones mismas son las velocidades a que ellas ocurren. En general, los cambios químicos transcurren más lentamente al bajar la temperatura, remover el agua de los alimentos o al adicionar inhibidores específicos (por ejemplo, los antioxidantes). Pero estudiar una reacción química usando reactantes puros en solución y en tubos de ensayo (lo que se llama “química húmeda”) y extrapolar los resultados a lo que ocurre en un alimento puede ser frustrante. Para comenzar, en un alimento existen varios compuestos que pueden potenciar o inhibir una reacción. Algunos reactantes pueden estar en compartimentos celulares o ligados a otros componentes, o el mismo medio suele restringir el movimiento de las moléculas, todo lo cual puede afectar las velocidades de reacción. Más sobre velocidades de reacciones químicas en alimentos se verá en la sección 5.4.

1.4. ¡Hay un aditivo en mi sopa!

Basta leer la etiqueta de un alimento procesado o una receta para apreciar que hay muchas moléculas que se agregan a los ingredientes básicos de una formulación con fines muy diversos. En la jerga técnica se conocen como aditivos alimentarios a todas aquellas sustancias naturales o artificiales que son agregadas intencionalmente a los alimentos en pequeñas cantidades a fin de preservar o intensificar sus cualidades, ya sea conservándolos ante la acción de microorganismos, realzando su gusto, su color o mejorando su textura. 3, 4Los colorantes y aromatizantes, naturales o sintéticos, son los aditivos más usados. Pero hasta un alimento tan simple como la sal comercial contiene un aditivo antiapelmazante (generalmente carbonato de magnesio o dióxido de silicio) que evita que grumos producidos por la humedad taponen los orificios de los saleros. Los aspectos químicos de los aditivos se encuentran tratados en muchos textos, entre ellos en el libro clásico de Química de Alimentos del profesor H.-D. Belitz y colaboradores. 5El tema es tan extenso y especializado que se sugiere a los lectores interesados consultar las fuentes originales. 6

Hay aditivos naturales muy antiguos como el humo y la sal. También están aquellos derivados de las especias traídas por Marco Polo de Oriente en el siglo XIV o introducidas por los árabes, como el azafrán, y los ingredientes que provinieron de América en el siglo XVI. Algunas especias como el tomillo y el romero que se usan para condimentar platos o productos tradicionales, tienen además una alta actividad antioxidante y reducen la formación de sabores indeseables. El paso siguiente fue extraer de las materias primas originales las moléculas más importantes, refinarlas y concentrarlas para dar lugar a potentes extractos . El uso de los aditivos naturales es también muy diverso, como lo es la clasificación (ejemplos en paréntesis): conservantes que prolongan la vida de anaquel (ácidos “débiles” como los ácidos láctico, acético, tartárico y cítrico), colorantes (cúrcuma, azafrán, etc.), aromatizantes (aceites esenciales de varios tipos, vainilla, etc.), antioxidantes (ácido ascórbico, alfa tocoferol), espesantes o texturantes (almidones, hidrocoloides), emulgentes o emulsionantes que ayudan a hacer mezclas homogéneas (lecitina), humectantes que retardan la pérdida de humedad (sorbitol, glicerol), potenciadores de sabor (glutamato monosódico, inosinato disódico, etc.), entre otros.

Con el tiempo se descubrió que la base de algunos aditivos naturales eran moléculas que se podían producir en el laboratorio y de ahí nacieron los colorantes y aromatizantes sintéticos. Otras moléculas producidas industrialmente funcionaban mejor que las naturales o eran más baratas, como es el caso de los antioxidantes BHA, BHT y el galato de propilo que leemos en algunas etiquetas. 7Pero sin lugar a dudas fue en el siglo XX y con el desarrollo de la industria alimentaria cuando se produjo la masificación en el uso de aditivos para la preservación de la calidad, inocuidad y el atractivo de los alimentos procesados. Hoy en día los aditivos mencionados en los envases de algunos alimentos causan cierta angustia, pues difícilmente se entiende por qué se encuentran allí y en tanta variedad. Para tener una idea de cuánta química puede adicionarse legalmente a nuestros alimentos, el listado de aditivos del Código Alimentario Español contiene sobre 350 aditivos permitidos, muchos de ellos sintéticos. 8La industria alimentaria está bajo una fuerte presión para eliminar algunos de ellos, reducir su contenido o reemplazarlos por aditivos de origen “natural”. Por ejemplo, se ha descubierto una variedad de conservantes naturales llamados bacteriocinas , que matan o inhiben el crecimiento de bacterias indeseables y que son producidos por microorganismos que existen en los alimentos. Uno de ellos, la nisina , se encuentra autorizada para el uso comercial como conservante de alimentos en más de 50 países desde hace aproximadamente 30 años.