Hidratos De Carbono Y Aditivos

Hidratos de carbono Tecnología de los alimentos

Definición ●

Compuestos formados por C, H y O,

●

Estructura de polihidroxialdehído o de polihidroxicetona,

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Grupos funcionales C=O o -OH

●

Muy abundantes en la naturaleza,

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50-80% de la dieta

(Badui-Dergal S, 2006)

Características de los HCO’s La estructura química de los hidratos de carbono determina su funcionalidad y características, mismas que repercuten de diferentes maneras en los alimentos, principalmente en el sabor, la viscosidad, la estructura y el color.

(Badui-Dergal S, 2006)

Se dividen en dos :

(Fundación para la diabetes, 2012)

Propiedades.

Los hidratos de carbono son polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas, por lo tanto poseen según el caso el grupo funcional aldehído unos y otros el grupo funcional cetona y todos poseen el grupo funcional OH (alcohol, hidroxilo).

Físicos: ●

La presencia de tantos OH le confiere la capacidad de formar puentes de hidrógeno y por ello son solubles en agua. Los de alto peso molecular como los polisacáridos no son solubles en agua a menos que se utilice calor. Son insolubles en disolventes orgánicos.

Químicas

1. Oxidación El grupo aldehído puede oxidarse para formar el ácido correspondiente. El grupo OH terminal también puede sufrir oxidación.

2. Reducción Tanto los grupos aldehídos como los cetónicos pueden reducirse al alcohol correspondiente. Por ejemplo la glucosa y la fructosa dan por reducción el alcohol sorbitol.

3. Fermentación Pueden sufrir fermentación o sea formar alcohol y CO2. Ejemplos la glucosa, fructosa y manosa que contribuyen a formar diferentes bebidas alcohólicas comerciales a partir de alimentos como la caña y el centeno.

Función ●

Fuente de principal energía

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Reservas energéticas (glucógeno en músculo e hígado)

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Fibra dietética (celulosa, hemicelulosa, lignina, pectina y gomas) -> Salud intestinal y saciedad

(FAO, 1997)

Importancia en los procesos metabólicos La oxidación de la glucosa a CO2 y H20 por medio de la glucólisis y ciclo de krebs genera ATP (unidad básica de transferencia de energía en los sistemas biológicos.

Reserva de energía a través de polímeros de glucosa: glucógeno y almidón -> ayuno y actividad física Aporte energético: 4 kcal/gr

(Badui-Dergal S, 2006)

REFERENCIAS Badui-Dergal S. Química de los alimentos. 4ta edición. México:Pearson educación;2006. Latham M. Nutrición humana en el mundo en desarrollo [Internet]. 1st ed. New York: Food and agricultural organization of the United Nations; 1997 [cited 9 February 2019]. Available from: http://www.fao.org/tempref/docrep/fao/005/w0073s/W0073S01.pdf

Aditivos y conservadores

Aditivos

Definición “Sustancia que se adiciona directamente a los productos durante su elaboración para proporcionar o intensificar aroma, color o sabor, para mejorar su estabilidad o para su conservación”

(Badui-Dergal S, 2006)

Función ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Acentúan sabor Acidulantes, alcalinizantes, reguladores de pH Condicionantes de masa Antiaglomerantes Antiespumantes Antihumectantes Antisalpicantes Clarificantes Colorantes y pigmentos

(Badui-Dergal S, 2006)

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Conservadores Edulcorantes Emulsificantes Enturbiadores Enzimas Espumantes Gasificantes Humectantes Leudantes Oxidantes

Acentuadores de sabor

Reguladores de pH

Resaltan aromas o sabores de alimentos

Acidulantes. Reducen pH, son amortiguadores de pH, conservador, saborizante, promotor de reacciones de curado en cárnicos, modifica viscosidad, coagulante de leche, inhibe rx de oscurecimiento, etc. ácidos orgánicos

El má s utilizado es el á cido L-glutá mico,

Alcalinizantes. Control del pH, generación de CO2, pelado alcalino de vegetales, estabilizadores de color, etc. En nixtamalización.

(Badui-Dergal S, 2006)

Reguladores de pH: buffers o tampones, ácido débil y su sal. Estabilizan pH para que su compuestos no se alteren durante el procesamiento y almacenamiento

Condicionantes de masa

Antiaglomerantes

Mejoran cualidades de la masa

Evitan cohesión de las partículas de un producto en polvo. Presentarse en polvo a una alta presión, liberación de un líquido propio, atracciones electrostáticas, reacciones químicas o absorción de humedad en el aire Estereato de calcio y de magnesio, ferrocianuro de potasio,

(Badui-Dergal S, 2006)

Antiespumantes Líquidos que evitan la formación de espuma durante su agitación Aumento de la tensión superficial→ espumas inestables y difíciles de crearse Dimetil-polisiloxano, ácido graso láurico, oleico, esteárico, palmítico, estearato de aluminio y de amonio y la oxiestearina

(Badui-Dergal S, 2006)

Antisalpicantes

Clarificantes

Añadidas a grasas emulsionadas con agua

Elimina turbidez

Evitan que al calentarlas se esparzan

Enzimas pécticas y preotolíticas, proteínas, ácido tánico, bentonita, polivinilpirrolidona, gomas

Lecitina y citroglicéridos Polifenoles o taninos ←→proteína Margarinas

(Badui-Dergal S, 2006)

Colorantes y pigmentos

Conservadores

Imparten color

Previene, retarda o detiene la fermentación, el enmohecimiento, la putrefacción, acidificación, etc causadas por microorganismos y enzimas

(Badui-Dergal S, 2006)

Edulcorantes

Emulsificantes

Natural o sintética

Mantiene homogéneos a productos constituidos por dos o más fases inmiscibles

Dulzor

Antihumectantes Disminuye las características higroscópicas

(Badui-Dergal S, 2006)

Enturbiadores

Enzimas

Resta claridad

Catalizan reacciones específicas

Espumantes

Gasificantes

Formación de espuma

Favorece el desprendimiento de dióxido de carbono

(Badui-Dergal S, 2006)

Humectantes

Leudantes

Previene la pérdida de humedad

Favorece la formación del dióxido de carbono

Retienen agua Polioles y polímeros: gomas, dextrinas y gelatinas Pan: emulsionantes interactúan amilosa, evitam retrogradación almidón y la pérdida de agua.

Oxidantes

con del Proceso de oxidación condiciona o mantiene determinadas características Blanqueador

(Badui-Dergal S, 2006)

Toxicidad. - Existen riesgos sanitarios asociados a la utilización de aditivos. Uno de ellos es la utilización de nitratos y nitritos como antioxidantes, con el fin de evitar la presencia de Clostridium botulinum en las conservas. - Además existen otros aditivos cuya toxicidad no está aclarada del todo, es el caso de los edulcorantes tipo aspartamo, o colorantes que se han visto que producen alteraciones en los niños. - Otros están prohibidos, por ejemplo el ácido bórico, se utilizaba para evitar el ennegrecimiento de las cabezas de camarones que se producía cuando estas llevaban mucho tiempo.

(VidaSostenible.org)

Conservadores

Definición Aditivos cuya finalidad es prevenir el crecimiento de hongos, levaduras y bacterias. a) b) c) d)

Especificidad de acción Composición del alimento Nivel inicial de la contaminación Manejo y distribución del producto

(Badui-Dergal S, 2006)

Función ●

Los conservadores son sustancias capaces de inhibir, retardar o detener los procesos de fermentación, enmohecimiento, putrefacción.

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Se usan principalmente para producir alimentos más seguros para el consumidor.

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Su función principal de la conservación es retrasar el deterioro de los alimentos y prevenir alteraciones de su sabor, olor, o aspecto

Conservadores ● ● ● ● ● ●

Ácido benzoico y benzoatos Ácido sórbico y sorbatos Ácido acético y acetatos Parabenos Ácido propiónico y propionatos Sulfitos y dióxido de azufre

(Badui-Dergal S, 2006)

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Nitritos y nitratos Antibióticos Pirocarbonato de dietilo Epóxidos Anhídrido carbónico Ácidos orgánicos.

Ácido benzoico y benzoatos Características químicas ● ● ● ● ● ● ● ●

Solubilidad baja (3.4g/L a 25°C Benzoato de sodio (550 g/L a 25°C En el alimento → forma no disociada pH 2.5-4.0 Sorbatos refuerzan función 0.05 a 0.1% Se eliminan en orina como ácido hipúrico Consumo excesivo: convulsiones

(Badui-Dergal S, 2006)

Funciones ● ●

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En canela, clavo y ciruelas Actividad antimicrobiana, crecimiento de levaduras, bacterias y hongos Jugos de frutas, bebidas carbonatadas, postres, alimentos fermentados, mermeladas

Ácido sórbico y sorbatos Características químicas ● ● ● ●

Ácido y sus sales de sodio y potasio <0.3% pH 6.5. Efectividad aumenta al reducir pH No tóxicos, se metabolizan por medio de rx de beta-eliminación

Funciones ● ● ●

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(Badui-Dergal S, 2006)

Inhibir crecimiento de hongos y levaduras Quesos, encurtidos, jugos de frutas, pan, vino, pasteles, mermeladas Se unen a la superficie de las células microbianas, modifican su permeabilidad y el metabolismo Sustituto de nitritos y nitratos

Ácido acético y acetatos Características químicas ● ● ●

Agente activo en vinagre al 4-5% Efectividad incrementa con reducción de pH No tóxico (<3%)

Funciones ● ● ● ●

(Badui-Dergal S, 2006)

Contribuye al gusto y aroma Control de levaduras, bacterias y hongos en productos cárnicos Mayonesas, aderezos, salsas, encurtidos, carnes, pescados, etc Acetato de sodio, K, Ca y diacetato de sodio: panadería, evitan desarrollo de Bacillus mesentericus (pan corrioso), sin afectar a las levaduras de fermentación panaria

Parabenos Características químicas ●

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Ésteres de ácido p-hidroxibenzoico con cadenas de metilo, etilo, propilo, butilo o heptilo 0.05-0.1% en peso Sin disociar hasta en un pH 9.0 No tóxicos Eliminación por orina como ácido hipúrico

(Badui-Dergal S, 2006)

Funciones ●

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Control de hongos, levaduras y bacterias Gram negativas (Salmonella, E. coli) En cremas, pastas, jarabes, bebidas y otros alimentos con pH cercano a la neutralidad

Ácido propiónico y propionatos Características químicas ●

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El á cido propió nico (CH3CH2COOH) es un lı́quido corrosivo, por lo que se prefieren sus sales, los propionatos Más efectivo a medida que ph se reduce Concentración usada (0.3% en peso) no causa toxicidad (metabolizados como ácidos grasos)

(Badui-Dergal S, 2006)

Funciones ● ●

Antifúngico en quesos y frutas deshidratadas evitan el B. mesentericus causante del pan correoso

Propionatos de sodio y de calcio

Sulfitos y dióxido de azufre Características químicas ●

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SULFITOS: compuestos muy hidrosolubles que en solució n acuosa á cida liberan á cido sulfuroso (H2SO3), iones sulfito (SO322) y bisulfito (HSO32 DIÓXIDO DE AZUFRE: . o anhı́drido sulfuroso (SO2), es un gas incoloro de fuerte olor que se genera por la combustió n del azufre Proporción química está en funció n del pH

(Badui-Dergal S, 2006)

Funciones ●

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inhiben el oscurecimiento enzimatico o no enzimá tico (Maillard) acció n antimicrobiana en hongos, levaduras y bacterias SO2 en la conservación del vino (antimicrobiano, antioxidante, color)

Sulfitos de sodio y de potasio, bisulfitos y los metabisulfitos

Nitritos y nitratos Características químicas Agente activo: óxido de nitrógeno (NO) ● NO reacciona con la mioglobina-> nitrosilmioglobina ● nitritos son má s efectivos a pH de 5.5 (ácidos débiles) ● Las bajas temperaturas favorecen acción antimicrobiana ● Reaccionan con aminas secundarias (R2NH) y terciarias (R3N) y producen nitrosaminas, agentes considerados mutagé (Badui-Dergal S,nicos 2006) y cancerı́genos. ●

Funciones ●

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Color caracterı́stico de las carnes curadas e inhiben el Clostridium botulinum (antimicrobiano) Sus propiedades antioxidantes, contribuyen a estabilizar el sabor.

nitrito y nitrato de sodio o de potasio

Antibióticos Características químicas ●

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Funciones

Nisina: proteína contra bacterias gram (+), termosensible y estable a ph ácido, no tóxica Clorotetraciclina: contra bacterias gram (+) y (-), sensible al calor (se destruye) Oxitetraciclina: derivado del grupo perhidronaftaleno; se obtiene por fermentacion controlada, de amplio espectro, actú a contra bacterias gram + y -, termosensible

(Badui-Dergal S, 2006)

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Conservadores (inhibición síntesis proteínas) Nisina en quesos y vinos Clorotetraciclina en filetes de pescado Oxitetraciclina en carnes frescas Pimaricina contra hongos

nisina, la clorotetraciclina, la oxitetraciclina y la pimaricina

Pirocarbonato de dietilo Características químicas ●

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Líquido viscoso, incoloro, que en contacto con el agua se descompone en etanol y anhı́drido carbó nico (agente activo) No tan solubles en agua pero sí en disolventes orgánicos En presencia de aminas o amoniaco produce uretano (compuesto cancerígeno) Más eficaz en ph menor a 4

(Badui-Dergal S, 2006)

Funciones ●

Conservador en bebidas y vinos, ya que actú a principalmente sobre las levaduras

Epóxidos Características químicas ●

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Compuesto que tiene un á tomo de oxı́geno como puente entre dos á tomos de carbono contiguos No requiere temperaturas altas para su proceso ó xido de etileno: gas incoloro, sus vapores son tó xicos y las mezclas con aire, explosivas De propileno: lı́quido incoloro, con un punto de ebullició n de 35°C, que se aplica en estado gaseoso, menos efectivo, tiempos de contacto má s largos; la humedad le hace perder su actividad.

Funciones ● ● ●

Agente conservador Inhibidores del crecimiento microbiano (bacteriostático) Contra virus y esporas (acción múltiple) ó xidos de etileno y de propileno

(Badui-Dergal S, 2006)

Anhídrido carbónico Características químicas ●

(fórmula química, CO2). Es un gas incoloro, de olor ligeramente irritante y sabor ácido.

Funciones ● ●

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(Badui-Dergal S, 2006)

Conservación de derivados cá rnicos, bebidas, leche y otros productos. Para la fabricación de bebidas carbonatadas, como son las bebidas refrescantes. En estado sólido (hielo seco) es usado para refrigeración en la producción de helados y alimentos congelados

Ácidos orgánicos Características químicas ●

Los Ácidos Orgánicos se forman a partir de hidrocarburos al sustituir varios hidrógenos por un grupo carboxilo (-COOH) que le da el carácter ácido.

Funciones ● ●

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(Badui-Dergal S, 2006)

Control microbiano frente a los antioxidantes. Existe un nuevo sistema antimicrobiano líquido, para la biodisponibilidad y las cuestiones ambientales asociadas al uso de los productos en polvo Se encuentran en su mayoría en frutas.

Cítrico, tartá rico, fumá rico

Requisitos para la utilización en alimentos.

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No ser tóxicos, ni perjudiciales en las dosis a que son añadidos a los alimentos. - No deben descomponerse en su metabolismo por el ser humano en productos tóxicos. - No se deben utilizar para enmascarar ingredientes o alimentos en mal estado, no procesos de fabricación fraudulentos. - Deben ser de fácil identificación analítica.

Bibliografía Badui-Dergal S. Química de los alimentos. 4ta edición. México:Pearson educación;2006.