Aditivos

INGENIERÍA DE ALIMENTOS CIENCIAS DE LOS ALIMENTOS II

DEFINICIÓN Sustancias naturales o sintéticas que se añaden a los alimentos con un propósito particular. Cualquier sustancia que por lo común no se le considera o utiliza como alimento, que se añade o se usa en o sobre el alimento en cualquier etapa para modificar las cualidades de conservación, textura, consistencia, apariencia, sabor, olor, alcalinidad o acidez o bien cumplir cualquier otra función tecnológica en relación con el alimento.

ANTIOXIDANTES

La oxidación de las grasas es la forma de deterioro de los alimentos más importante después de las alteraciones producidas por microorganismos. La reacción de oxidación es una reacción en cadena, es decir, que una vez iniciada, continúa acelerándose hasta la oxidación total de las substancias sensibles. Con la oxidación, aparecen olores y sabores a rancio, se altera el color y la textura, y desciende el valor nutritivo al perderse algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. Además, los productos formados en la oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud.

ANTIOXIDANTES Como características se tienen:

Los antioxidantes mecanismos:

pueden

actuar

por

medio

de

diferentes

• Deteniendo la reacción en cadena de oxidación de las grasas. • Eliminando el oxígeno atrapado o disuelto en el producto, o el presente en el espacio que queda sin llenar en los envases, el denominado espacio de cabeza. • Eliminando las trazas de ciertos metales, como el cobre o el hierro, que facilitan la oxidación.

ANTIOXIDANTES TIPOS NOMBRE

CARACTERÍSTICAS

EJEMPLO DE UTILIZACIÓN Se utilizan en aceites de semillas, en conservas vegetales y en quesos fundidos.

EXTRACTOS DE ORIGEN NATURAL RICOS EN TOCOFEROLES: TOCOFEROL, -TOCOFEROL, δ-TOCOFEROL.

* Los tocoferoles abundan de forma natural en las grasas vegetales sin refinar, y especialmente en los aceites de germen de trigo, arroz, maíz o soya. * Su actividad como antioxidante parece seguir su orden inverso a su actividad biológica como vitamina, siendo más eficaz el delta. * Son liposolubles. * En las grasas utilizadas en fritura desaparecen rápidamente por oxidación. * Evitan la formación de nitrosaminas.

ANTIOXIDANTES TIPOS NOMBRE

CARACTERÍSTICAS

EJEMPLO DE UTILIZACIÓN Se utiliza para proteger las grasas en repostería, fabricación de galletas, sopas deshidratadas.

BUTILHIDROXIANISOL (BHA)

* Antioxidante sintético. * Mezcla de dos isómeros 2BHA y 3-BHA. * Solamente soluble en grasas. * Muy eficaz en grasas de fritura, ya que no se descompone o evapora, como hacen los galatos o el BHT, pasando al producto frito y protegiéndolo. * Usualmente se utiliza combinado con otros antioxidantes, especialmente con el BHT, por sinergia. * A temperaturas elevadas desprende olores fenólicos.

ANTIOXIDANTES TIPOS NOMBRE * *

BUTILHIDROXITOLUENO (BHT)

* *

CARACTERÍSTICAS

EJEMPLO DE UTILIZACIÓN

Antioxidante sintético. No es mutagénico, pero como el BHA, es capaz de modificar la acción de ciertos cancerígenos. Actúa mejor en grasas animales. La OMS ha rebajado la ingestión diaria admisible.

•

Se utiliza prácticamente siempre mezclado con el BHA, tiene sus mismas aplicaciones y en general, las mismas limitaciones legales.

ANTIOXIDANTES TIPOS NOMBRE

CARACTERÍSTICAS

EJEMPLO DE UTILIZACIÓN

ÁCIDO ASCÓRBICO, ASCORBATO SÓDICO, ASCORBATO CÁLCICO, PALMITATO DE ASCORBILO.

* El ácido L-ascórbico se obtiene industrialmente por un conjunto de reacciones químicas y procesos microbiológicos. * Son muy hidrosolubles, excepto el palmitato de ascorbilo que es más soluble en grasas. * La adición de ácido ascórbico como antioxidante no permite hacer un uso publicitario del potencial enriquecimiento en vitamina C del alimento.

* En productos cárnicos, conservas vegetales, bebidas refrescantes, zumos, productos de repostería y en cerveza. * Para evitar oscurecimiento de la fruta cortada en trozos y a evitar la corrosión de los envases metálicos. * En panadería, como auxiliar tecnológico. * En mostos y vinos permite reducir el uso de sulfitos.

POTENCIADORES DEL SABOR ¿QUÉ SON?: Los potenciadores del sabor son sustancias que, a las concentraciones que se utilizan normalmente en los alimentos, no aportan un sabor propio, sino que potencian el de los otros componentes presentes. Además influyen también en la sensación de "cuerpo" en el paladar y en la de viscosidad, aumentando ambas. Esto es especialmente importante en el caso de sopas y salsas, aunque se utilizan en muchos más productos.

POTENCIADORES DEL SABOR ÁCIDO GLUTÁMICO  Aminoácido. (No esencial).  En forma libre en muchos alimentos, aunque en pequeña cantidad, especialmente en tomates y champiñones. También se encuentra libre en los peces.  Sólo tiene efecto sobre el sabor en forma libre.  Desde 1909 se produce comercialmente para su uso como aditivo alimentario.  El método más usado es por fermentación de azúcares residuales de la industria agroalimentaria, siendo Japón y Estados Unidos los principales productores.

POTENCIADORES DEL SABOR

ÁCIDO GLUTÁMICO  Su toxicidad es mínima. (DL 1 Kg ingerido de una sola vez.)  Síndrome del restaurante chino.  Concentración: 1 – 4000 p.p.m  Realza los sabores de: salsas, condimentos.

carnes, sopas, aderezos, pescados,

POTENCIADORES DEL SABOR

NUCLEÓTIDOS DE GUANOSINA Y DE INOSINA Intensifican sabores salados.  Hidrosolubles.  Obtenidos por degradación química o enzimática de los ácidos nucleicos, o también por fermentación.  Consumo excesivo  GOTA.  Uso sinérgico con el glutamato.  Más efectivos que el glutamato  Concentración sólo el 10% de la del glutamato.

POTENCIADORES DEL SABOR

NUCLEÓTIDOS DE GUANOSINA Y DE INOSINA Más potentes que el glutamato (más de 20 veces).  Se utilizan especialmente en derivados cárnicos, fiambres, patés, en repostería, galletas y en sopas y caldos deshidratados, en los que aumentan la sensación de cuerpo y viscosidad. También se utilizan en salsas.  Se encuentran naturalmente en todos los organismos (incluyendo el hombre) ya que son precursores de sustancias muy importantes fisiológicamente, por ejemplo del ATP y GTP, transportadores de energía, y de los ácidos nucleicos, portadores de la información genética.

POTENCIADORES DEL SABOR

POTENCIADORES DEL SABOR

MALTOL Y ETILMALTOL El maltol se forma por rotura de los azúcares, especialmente de la fructosa durante su calentamiento. Aparece espontáneamente en el procesado de algunos alimentos, especialmente en el tostado de la malta, de donde toma el nombre, pero también en la elaboración de productos de repostería, galletas, en el tostado del café o del cacao.  El etilmaltol no se conoce como componente natural de los alimentos.  Estas sustancias tienen olor a caramelo, potenciando el sabor dulce de los azúcares y permitiendo reducir la cantidad que debe añadirse para conseguir un sabor dado.

POTENCIADORES DEL SABOR

MALTOL Y ETILMALTOL El etilmaltol es alrededor de cinco a seis veces más potente que el maltol.  Se utilizan en repostería, confitería, bollería y elaboración de galletas. Pero pueden formar también parte de los aromas de fritos, o en los de caramelo que se utilizan en la elaboración de yogures, postres y chicles.  La ingestión diaria admisible es de 1 mg/Kg de peso para el maltol y de 2 mg/Kg para el etilmaltol.

ACIDULANTES FUNCIONES:  Disminuir el pH, amortiguadores.  Conservantes.  Saborizantes.  Coagulantes de la leche.  Promotores de la gelificación en pectinas.  Promotores de reacciones de curado de ciertos productos cárnicos.

ACIDULANTES FUNCIONES:  Sinergistas de algunos antioxidantes (BHA, BHT).  Modificadores de la viscosidad de ciertos productos.  Inhibidores de reacciones de oscurecimiento.  Agentes hidrolizantes de sacarosa y almidón SELECCIÓN:  Solubilidad.  Compatibilidad con otros constituyentes.  Costo.

Solubilidad en agua de varios ácidos orgánicos

ACIDULANTES

TIPO Acético Succínico

Adípico

CARACTERÍSTICAS

FUNCIÓN

 Vinagre [4%]. Antimicrobiano.  Puro con olor fuerte e irritante, gusto ácido. pK1= 4,19; pK2= 5,63

Modificar plasticidad de masas panarias.

 pK1= 4,43; pK2= 5,62  Con poder acidificante semejante al del ácido cítrico.  No higroscópico.

 Para polvos gasificantes.  Bebidas de zumos de frutas.  Bebidas preparadas.  Mejorador color amarillo en mermeladas y jaleas.  Mejorador textura del queso.  Puede ser amortiguador del pH: 2,3 – 3,0.

ACIDULANTES

TIPO

CARACTERÍSTICAS

FUNCIÓN 

Fumárico

pK1 = 3,0; pK2= 4,52

 

 Láctico pK = 3,86.



Aumenta la capacidad de almacenamiento de productos secos. Disminuye pH de agentes conservantes. Mejora batido del polvo de clara de huevo (pH 4,8 – 5,1). Mejorador del sabor en encurtidos de hortalizas y en bebidas. Impide merma en la coloración de frutas y verduras.

ACIDULANTES

TIPO

CARACTERÍSTICAS   

Cítrico



pK1= 3,09; pK2= 4,74; pK3= 5,41. Muy hidrosoluble. 60% de utilización industrial con respecto a los demás ácidos. En forma de cristales que llegan a eflorescer en presencia de aire seco.

FUNCIÓN      

Bebidas de zumos de frutas, helados, mermeladas, jaleas, conservas de hortalizas. Productos lácteos como quesos fundidos o mantequilla, como mejorador del sabor. Supresor del pardeamiento en frutas y hortalizas. Sinérgico de antioxidantes (como secuestrador de metales). Acelerador de curado en productos cárnicos. Saborizante.

ACIDULANTES

TIPO

CARACTERÍSTICAS  pK1= 3,40; pK2= 5,05.  Muy hidrosoluble.  Retarda velocidad evaporación.

 En mermeladas, jaleas, sorbetes, bebidas refrescantes, de conservas de hortalizas y frutas.  Antisalpicante en grasas de fritura.  Secuestrante.  Saborizante.

 pK1= 2,98; pK2= 4,34.  Con sabor fuerte.

 Bebidas de zumos de frutas.  Caramelos ácidos.  Polvos gasificantes.

Málico

Tartárico

FUNCIÓN

ACIDULANTES

TIPO

CARACTERÍSTICAS  

Fosfórico

pK1 = 2,15; pK2 = 7,1;  pK3 = 12,4. Este ácido y sus sales  constituyen el 25% del consumo total de ácidos  utilizados en la industria alimentaria.

FUNCIÓN En bebidas cola y otras semejantes. En: jaleas de fruta, queso fundido, harina. Regulador del pH en caso donde se necesite, como en productos fermentados.

FOSFATOS En España se limita su utilización no por sus eventuales efectos sobre la salud, que no los tiene, sino por la posibilidad de la incorporación de una cantidad excesiva de agua al producto. Por la misma razón está prohibida su utilización en la carne fresca, aunque evitaría la pérdida de jugo durante el almacenamiento y durante su procesado para la venta al detalle ya preenvasada. La utilización de fosfato sódico, en lugar del potásico, algo más caro, es la causa de un cierto sabor astringente que se aprecia en ciertos jamones. En productos lácteos se utilizan los fosfatos como estabilizantes de la leche UHT y esterilizada clásica, para evitar su gelificación, y también en la evaporada, condensada, nata y en polvo.

FOSFATOS

POLIFOSFATOS:

Los polifosfatos se utilizan fundamentalmente para favorecer la retención de agua en los productos cárnicos. También puede utilizarse en crustáceos frescos o congelados y en cefalópodos troceados y congelados, en la elaboración de confites y turrones, panes especiales y repostería.

CONSERVANTES OBJETIVO PREVENIR CRECIMIENTO MICROBIANO

EFECTIVIDAD: • Especificidad de acción.

• Composición del alimento. • Nivel inicial de contaminación. • Manejo y distribución del producto terminado.

CONSERVANTES ALGUNAS CARACTERÍSTICAS:  Las condiciones de uso de los conservantes están reglamentadas estrictamente en todos los países del mundo.

 Usualmente existen límites de la cantidad que se puede añadir de un conservante y de conservantes totales.  Los conservantes alimentarios, a las concentraciones autorizadas, no matan en general a los microorganismos, sino que solamente evitan su proliferación. Por lo tanto, sólo son útiles con materias primas de buena calidad.

CONSERVANTES TIPOS

ÁCIDO SÓRBICO Y SORBATOS Acido graso insaturado, presente de forma natural en algunos vegetales, pero fabricado para su uso como aditivo alimentario por síntesis química. Activos en medios poco ácidos y carecen prácticamente de sabor. Su efectividad aumenta al reducir el pH, forma sin disociar es la activa. Concentración: < 0,3%, en alimentos con pH hasta de 6.5

CONSERVANTES Acido sórbico y sorbatos

Comparativamente costos. Se pierden en parte cuando el producto se somete a ebullición. Son especialmente eficaces contra mohos y levaduras, y menos contra las bacterias. No son tóxicos para el hombre. Metabolismo como ácido graso. Acción  Unión a la superficie de las células microbianas.

CONSERVANTES Acido sórbico y sorbatos

Sustitutos de nitritos y nitratos en productos cárnicos curados. (Soluciones al 5%, combinado con ácidos: fórmico, cítrico o láctico).

APLICACIONES En: Bebidas refrescantes, repostería, pastelería y galletas, derivados cárnicos, quesos, aceitunas en conserva, postres lácteos con frutas, mantequilla, margarina, mermeladas, tortillas de maíz. En la industria de fabricación de vino, encuentra aplicación como inhibidor de la fermentación secundaria, permitiendo reducir los niveles de sulfitos.

CONSERVANTES

ÁCIDO BENZOICO Y BENZOATOS Acido bencencarboxílico o ácido fenilfórmico. En forma natural en canela, clavos, ciruelas (0,05%). Forma no disociada con actividad antimicrobiana. Actúa óptimamente en pH de 2,5 a 4. Controla crecimiento de levaduras y bacterias, en menor grado el de hongos. Concentración: 0,05 a 0,1% en peso. Se elimina en la orina como ácido hipúrico.

CONSERVANTES Acido benzoico y benzoatos

Sus principales inconvenientes son el que tiene un cierto sabor astringente poco agradable y su toxicidad, que aunque relativamente baja, es mayor que la de otros conservantes. Consumo excesivo  Convulsiones, del tipo de la epilepsia. De bajo costo.

La OMS considera como aceptable una ingestión de hasta 5 mg por Kg de peso corporal / día. La tendencia actual es utilizarlo cada vez menos, substituyéndolo por otros conservantes de sabor neutro y menos tóxico, como los sorbatos. El ácido benzoico no tiene efectos acumulativos, ni es mutágeno o carcinógeno.

CONSERVANTES Acido benzoico y benzoatos

APLICACIONES Bebidas refrescantes, zumos para uso industrial, algunos productos lácteos, repostería y galletas. En algunas conservas vegetales, como el tomate o el pimiento envasados en grandes recipientes para uso de colectividades, mermeladas, crustáceos frescos o congelados, margarinas, salsas y alimentos fermentados.

CONSERVANTES ÁCIDO PROPIÓNICO Y PROPIONATOS

El ácido propiónico es un líquido corrosivo, por lo que se prefieren sus sales. Naturalmente en algunos quesos, ejemplo: queso suizo (hasta 1%)  Aroma y gusto característicos. Más efectivo al reducirse el pH. Actúa bien hasta pH de 6, contra hongos en quesos y frutas deshidratadas. Es el más efectivo contra los mohos de todos los conservantes, pero poco eficaz contra levaduras y bacterias, con alguna excepción. Para evitar el crecimiento del Bacillus responsable del pan hilante [0,3% en peso].

mesentericus,

CONSERVANTES Acido propiónico y propionatos

Propionatos más utilizados: Sodio y Calcio. Se metaboliza como cualquier ácido graso. De bajo costo.

APLICACIONES Es un conservante fundamental en la fabricación del pan de molde. Esta aplicación por si sola hace que, si se exceptúa la sal común, sea el conservante más utilizado en el mundo. Se utiliza en algunos productos de repostería y en quesos fundidos.

CONSERVANTES

ÁCIDO ACÉTICO Y ACETATOS Agente activo en el vinagre [4 a 5%]. La acción conservante del ácido acético es un efecto añadido en aquellos productos en los que la acidez o el aroma típico que confiere, es deseable o característico, como en los escabeches, salmueras y encurtidos. Control de levaduras y bacterias, en menor grado de hongos. Se incrementa su actividad al reducir el pH. Molécula sin disociar con actividad.

CONSERVANTES Acido acético y acetatos

APLICACIONES En productos cárnicos que se almacenan por poco tiempo, mayonesas, salsas, encurtidos, carnes y pescados. Como conservante es relativamente poco eficaz, con excepción de una aplicación específica en panadería y repostería; evitar la alteración conocida como "pan filante o hilante” [0,4%] .

CONSERVANTES

NITRITOS Y NITRATOS

En sales de curación. Desarrollo de color  Nitrosilmioglobina. Con cantidad baja, no se desarrolla color, pero en exceso provoca “quemadura por nitritos”. Inhibidores del crecimiento del Clostridium botulinum, que produce la toxina botulínica. La toxina botulínica es extremadamente tóxica (una dosis de entre 0,1 y 1 millonésima de gramo puede causar la muerte de una persona).

CONSERVANTES Nitritos y Nitratos

La intoxicación botulínica o botulismo se debe al consumo de productos cárnicos, pescado salado (sobre todo en Japón) o conservas caseras mal esterilizadas (pudiendo resultar mortal). Pueden actuar como antioxidantes. Mayor efectividad a pH de 5 -5,5.

Concentración: 200 ppm de nitritos y 500 ppm de nitratos. Efecto sinérgico con cloruro sódico. Son eficientes a bajas temperaturas.

CONSERVANTES Nitritos y Nitratos

Vegetales como las espinacas o apio, pueden contener cantidades importantes. Forman sustancias tóxicas para los microorganismos. Consumo excesivo produce cianosis (en niños, producción de metahemoglobina). El nitrito es tóxico (2 g pueden causar la muerte a una persona). Producción de nitrosaminas. (Reacción con aminas secundarias y terciarias). Agentes cancerígenos.

CONSERVANTES Nitritos y Nitratos

También las nitrosaminas pueden aparecer en los alimentos por otras vías. Es muy conocido el caso de la cerveza, en el que el secado y tostado de la malta, usando directamente los gases producidos al quemar un combustible, producía niveles relativamente altos de nitrosaminas. Para la reducción de nitrosaminas en productos cárnicos se pueden utilizar: α-Tocoferol y eritorbato de sodio. A manera de conclusiones:

 El principal aporte de nitrosaminas al organismo humano es el humo del tabaco en el caso de las personas fumadoras.

CONSERVANTES Nitritos y Nitratos

 El caso de los nitritos y nitratos puede ser representativo de las decisiones basadas en la relación riesgo/beneficio. Por una parte, se sitúa el riesgo de la formación de nitrosaminas, potenciales cancerígenos, mientras que por otra se sitúa el beneficio de evitar el botulismo.  Con medidas complementarias, como la restricción de los niveles y el uso de inhibidores de la formación de nitrosaminas, los organismos reguladores de todos los países aceptan el uso de nitratos y nitritos como aditivos, considerándolos necesarios para garantizar la seguridad de ciertos alimentos.

CONSERVANTES

ANTIBIÓTICOS

NISINA  Proteína producida por L. lactis y S. lactis, actúa contra las bacterias Gram positivas, en especial Clostridium spp.  Estable en pH ácidos y algo termosensible.  El organismo humano la degrada y no produce resistencia cruzada con otros antibióticos, por lo que no es tóxica para el hombre.

 Se usa principalmente en vinos y quesos.

CONSERVANTES ANTIBIÓTICOS

CLOROTETRACICLINA  Producida por el Streptomyces aureofaciens; actúa contra las bacterias Gram positivas y negativas.  Es sensible al calor.  Se en carne fresca, ya que en la cocción se destruye y el producto comestible no la contiene.  Se puede emplear en combinación con sorbato de potasio para la conservación de filetes de pescado.

CONSERVANTES ANTIBIÓTICOS

OXITETRACICLINA O TERRAMICINA • Producida por el Streptomyces natalensis. • Se usa en varios países como conservador contra hongos y levaduras hasta en 100 ppm en quesos y otros derivados fermentados.

CONSERVANTES OTROS CONSERVANTES • CO2, se ha usado en la conservación de derivados cárnicos, bebidas, leche y otros productos. • Algunos países emplean el peróxido de hidrógeno en leche, carne y pescado. • Ácidos orgánicos, cítrico, tartárico, fumárico, etc. • Los ésteres del glicerol, como el monolaurato de glicerilo, actúan en concentraciones elevadas y en productos altos en lípidos. • Los ácidos grasos y varios antioxidantes fenólicos han mostrado igualmente tener un efecto inhibidor, así como el eritorbato de sodio.

• Los extractos de las semillas de toronja y de otros cítricos también se emplean; tienen un espectro amplio de actividad debido a que alteran las membranas celulares.