“A pesar de que son una fuente de energía rápida, consumirlos en exceso hará que nos sintamos cansados durante todo el día. Por lo que consumir alimentos lo más saludables posible y menor cantidad de procesados, mejorará nuestra calidad de vida”.

Por: Dr. José Octavio Rodiles López,

Dr. Rafael Zamora Vega,

QFB. UMSNH. Michoacán, México

En ediciones anteriores revisamos las diferentes tecnologías de conservación de alimentos, además del envasado, ahora procedemos al análisis para el desarrollo de alimentos procesados.

El desarrollo de un alimento se basa en el uso de diferentes moléculas que afectarán sus cualidades sensoriales, tales como color, olor, sabor y textura, que además aportarán estabilidad al alimento durante su vida de anaquel.

Los nutrimentos básicos incluyen: carbohidratos, proteínas, y lípidos (grasas y aceites). Además, dentro de los carbohidratos se incluye a la fibra dietética. El desarrollo implica el uso de algunos compuestos de estos nutrimentos, y en este caso, el plano nutritivo pasa a un segundo plano, aunque siempre es mejor usar un compuesto que ayudará al desarrollo de un nuevo producto y que además sea nutritivo, por ejemplo, el uso de fibras puede ayudar a la textura final, además de su valor intrínseco nutrimental.

Arrancamos con el análisis de los compuestos tipo carbohidratos.

El metabolismo de carbohidratos nos dice que nos aportan en promedio 4 kcal/gramo.

Los carbohidratos constituyen la clase más abundante de compuestos orgánicos y los más consumidos por los seres humanos. Estos son los compuestos energéticos más económicos, siendo cereales y frutas, los que más aportan carbohidratos. La fotosíntesis realizada por las plantas es la fábrica impulsada principalmente por la captación de los rayos solares para crear carbohidratos. Las plantas sintetizan glucosa de forma directa y de ahí se construyen carbohidratos más complejos.

Desde un punto de vista bioquímico los carbohidratos cumplen dos funciones básicas: estructural y de reserva energética. En la primera incluimos a la quitina del exoesqueleto de insectos y hongos, la celulosa, que forma la pared celular de las plantas, y el peptidoglucano, que forma la cápsula de las bacterias. Por otro lado, desde el punto de vista de reserva energética, tenemos al glucógeno en animales y al almidón en plantas. Los animales almacenan carbohidratos en forma de glucógeno en hígado y músculos; sin embargo, los excesos no pueden ser almacenados y son transformados en lípidos que se almacenan en el tejido adiposo y ocasionando con ello, problemas de sobrepeso y obesidad.

El Índice Glicémico, IG, se refiere a un método para clasificar a los carbohidratos sobre su efecto directo en los niveles de glucosa sanguínea. Es una forma de medir que tan rápido se absorben y digieren los carbohidratos, cuyo valor es importante para un buen control de la diabetes. La sacarosa, azúcar de mesa, tiene un valor de 100% de IG y es la base de cálculo; así, un alimento con un IG mayor a 100 tendrá un mayor aporte de glucosa al torrente sanguíneo. Por otro lado, la falta de glucosa en la sangre activa un proceso metabólico llamado gluconeogénesis, donde se utilizan los lípidos y proteínas para producir glucosa. Cabe señalar que la glucosa es el metabolito principal para la producción de energía a nivel celular y en todos los seres vivos.

Los carbohidratos se clasifican en función a su tamaño en tres grupos: monosacáridos; oligosacáridos, unión de 2 a 9 monosacáridos; y polisacáridos, unión de más de 10 monosacáridos. Por ejemplo, el almidón es un polisacárido formado por miles de unidades de glucosa.

Monosacáridos

Estos son compuestos que están formados por una sola molécula que no puede romperse o dividirse para formar un monosacárido más pequeño. Se dice que son los esqueletos y la base estructural de los polisacáridos. Estos tienden a tener un sabor dulce y son altamente solubles en agua. A éstos también se les llama azúcares simples.

Los principales monosacáridos son la fructosa, galactosa y la glucosa.

La fructosa, también llamada levulosa, se encuentra en frutas y mieles. Antes se consideraba una azúcar buena, usada para los diabéticos; ya que se pensaba que no entraba al torrente sanguíneo y se almacenada directamente en el hígado como glucógeno. Sin embargo, hoy se sabe que la fructosa es transformada a glucosa y si tiene efecto directo en los niveles de glucosa en la sangre. La ventaja es que tarda más en incorporarse como glucosa en la sangre, debido a que primero necesita ser transformada a glucosa. Esta es el azúcar más dulce que existe en la naturaleza de forma natural. Tiene un poder edulcorante de 1.8 veces con respecto a la sacarosa. Su dulzura se incrementa a pH ácido y bajas temperaturas. Se necesitan menos cantidades de fructosa que de sacarosa para endulzar un determinado producto, y por tanto el nivel calórico final es menor.

La glucosa, también llamada dextrosa, se encuentra naturalmente en frutas y miel, e industrialmente se obtiene de la hidrólisis del almidón proveniente de diferentes cereales. Los seres vivos almacenan glucosa como fuente de energía: almidón en plantas, y glucógeno en animales. Se usa ampliamente en panificación y producción de bebidas saborizadas. En su forma sólida, se usa en frutas enlatadas para conservar su forma, color y sabor, y es materia prima para diferentes procesos de fermentación.

Oligosacáridos

Estos son compuestos formados por la unión de dos y hasta 10 monosacáridos. Se pueden formar por la unión de monosacáridos o por la degradación de polisacáridos. Normalmente tienen un sabor dulce y son solubles en agua.

Los disacáridos son compuestos muy comunes formados por la unión de dos monosacáridos unidos mediante un enlace químico de tipo covalente. Así mismo, este enlace puede ser roto y dividir el disacárido en dos monosacáridos, y que puede realizarse con enzimas, ácidos, o temperatura.

Los principales disacáridos son la sacarosa, maltosa y lactosa.

La sacarosa es la unión de Glucosa–Fructosa. Esta es la llamada azúcar de mesa y es el agente edulcorante más empleado. Su principal fuente de origen es la caña de azúcar; además de frutas y raíces. La hidrólisis de la sacarosa produce glucosa y fructosa, que es la llamada azúcar invertida. La azúcar invertida es más dulce que la sacarosa y se usa ampliamente en la industria de refrescos. La sacarosa en la formulación de muchos alimentos funciona como un agente espesante, además de darles un sabor dulce, es decir, la sacarosa a cierta concentración imparte cuerpo al alimento. Los alimentos que no contienen azúcar deben ser formulados con otros compuestos para aportar dicha textura. Cabe señalar que su consumo excesivo puede generar gordura, diabetes y caries dentales.

La maltosa está formada por Glucosa–Glucosa. Se encuentra comúnmente en jarabes de almidón proveniente de cereales. No es tan dulce como la glucosa y es ampliamente usada en panificación (Reacción de Maillard). Esta es materia prima para la elaboración de cervezas y bebidas alcohólicas de granos.

La lactosa está formada por Galactosa–Glucosa. Se encuentra exclusivamente en la leche de los mamíferos. Algunos grupos étnicos no toleran este disacárido debido a la ausencia de la enzima lactasa, cuyo cuadro clínico es conocido como intolerancia a la lactosa. Los productos industriales llamados deslactosados usan una enzima que hidroliza la lactosa y evita dicha intolerancia. Se utiliza en alimentos para retener sabores, aromas y colores artificiales. Se usa en panificación para desarrollar la reacción de Maillard, donde se agrega leche a la masa.

También tenemos a la rafinosa, que es un oligosacárido formado por Galactosa-Glucosa-Fructosa. Este compuesto se caracteriza por causar flatulencia. Este oligosacárido no es degradado en el intestino delgado y pasa directamente al intestino grueso en donde los microorganismos lo hidrolizan, fermentan y producen gases. Los gases irritan las paredes intestinales, ocasionando una imperiosa necesidad de evacuar, que se encuentra en soya, frijoles y garbanzos.

Otro oligosacárido es la inulina, que está de moda. Este está formado por 9 unidades de fructosa y una glucosa. Se presenta en forma natural en Agaves, ajo común, alcachofas y cebollas. Se le considera como parte de la fibra soluble. Este compuesto también tiene un sabor dulce, por lo que también se usa como agente edulcorante, con la ventaja de no incrementar los niveles de glucosa en la sangre, ya que tiene un índice glicémico muy bajo. Se usa para elaborar jarabes altos en fructuosa, funciona como sustrato para fermentaciones tipo mezcal y tequila. Se le usa como edulcorante y como agente para generar ciertas texturas en alimentos. Se emplea en lácteos y helados como sustituto de grasas y se le considera un nutraceútico, porque absorbe calcio y genera un buen sistema óseo.

Reacciones de oscurecimiento

Los mono y oligosacáridos pueden generar reacciones químicas que generan cambios de color en los alimentos procesados.

Una de ellas es la llamada reacción de Maillard que se da entre ciertos carbohidratos y proteínas, que generan colores y sabores muy específicos en alimentos. El color café del pan y su sabor son producto de dicha reacción. No necesita oxígeno, pero sí grupos aminos. No todos los aminoácidos, ni todos los carbohidratos producen reacción de Maillard. Por ejemplo, la sacarosa no produce reacción de Maillard. Los pigmentos oscuros son llamados melanoidinas.

También se incluye a la caramelización, también llamada pirolisis, que se presenta cuando los azúcares son calentados arriba de su temperatura de fusión. No se necesita de oxígeno para esta reacción y se da a pH alcalino o ligeramente ácido. Los productos de esta pirolisis son llamados “caramelos”. Un tipo de caramelización produce sustancias llamadas Pirazinas que se generan en alimentos tratados por tratamientos térmicos. Estas sustancias generan aromas muy particulares como es el tostado del café, las papas fritas, y los cacahuates tostados.

Existen también reacciones enzimáticas que producen pigmentos, por ejemplo, la enzima polifenol oxidasa ataca frutas y verduras, que además genera colores oscuros, por ejemplo, el color marrón en manzanas y plátanos cuando están a la intemperie.

Cabe recalcar la función de los carbohidratos para el desarrollo de alimentos, sobre todo por el hecho de que son muy accesibles económicamente. En una segunda parte, abordaremos un poco más de la clasificación y funcionalidad de los carbohidratos en el desarrollo de alimentos procesados.