FUNCIONES EN LA QUIMICA ORGANICA
ÁCIDOS ORGÁNICOS
Los ácidos orgánicos encuentran amplio uso como aditivos en la industria de alimentos y también como aditivos químicos en piensos. Todos los ácidos del ciclo de los ácidos tricarboxílicos pueden ser producidos microbiológicamente con un alto rendimiento. Algunos ácidos que derivan indirectamente del ciclo de Krebs, como el ácido itacónico (se obtiene a partir del ácido isocítrico), también pueden producirse de la misma manera. Así mismo se obtienen otros ácidos orgánicos que derivan directamente de la glucosa (p.ej. el ácido glucónico) o que se forman como productos finales a partir del piruvato o del etanol (p.ej. el ácido láctico o el ácido acético).Excepto en la producción del ácido cítrico, que se produce enteramente por procesos microbianos, existe frecuentemente una gran competición entre los procesos químicos y los biológicos. En algunos ácidos como el láctico y acético se utilizan indistintamente los métodos químicos o microbiológicos para su preparación. Para otros ácidos (cetoglutárico, málico) se han desarrollado procesos de fermentación que no se utilizan comercialmente, bien debido a la insuficiente demanda del ácido o por razones económicas.
ÁCIDOS CITRICOS
La principal fuente de ácido cítrico, antes de que se desarrollaran los procesos microbianos, fueron los cítricos procedentes de Italia (los limones contienen 7%-9% de ácido cítrico). Actualmente más del 99% de la producción mundial de ácido cítrico se produce microbiológicamente. El 70% se utiliza en la industria de alimentos y bebidas ya que el sabor de los jugos de frutas, extractos de jugos de frutas, caramelos, helados y mermeladas se aumenta o se preserva por adición de ácido cítrico. El 20% se destina a productos farmacéuticos como el citrato de hierro y ácido cítrico que se usan como conservantes de la sangre almacenada así como en tabletas, pomadas y preparaciones cosméticas. En la industria química (10% restante) el ácido cítrico se utiliza como agente antiespumante, como reblandecedor y para el tratamiento de textiles. En la industria metalúrgica los metales puros se producen como citratos metálicos.En la actualidad, para la producción comercial de ácido cítrico, sólo se utilizan mutantes de Aspergillus niger. La esencia de la obtención del ácido cítrico conlleva limitar las cantidades de trazas de metales, como el manganeso y el hierro (cofactor de la aconitasa), para evitar el sobrecrecimiento de Aspergillus niger. El medio suele tratarse con resinas de intercambio iónico para asegurar concentraciones bajas y controladas de los metales disponibles. La obtención del ácido cítrico, que en un principio se realizaba mediante el crecimiento en una superficie estática, ahora se lleva a cabo en fermentadores aeróbicos con agitación. Generalmente se utilizan como materia prima las melazas en altas concentraciones (15-18%). El ácido cítrico es un producto metabólico primario y se forma en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos. La glucosa es la principal fuente de carbono utilizada para la producción de ácido cítrico. En la trofofase, parte de la glucosa añadida se utiliza para la producción de micelio y se convierte, a través de la respiración, en CO2. En la idiofase, el resto de glucosa se convierte en ácidos orgánicos existiendo una pérdida mínima por respiración. Durante la idiofase y cuando el nivel de sustrato es alto, se expresan todas las enzimas del ciclo de Krebs excepto la a-cetoglutarato deshidrogenasa. La actividad citrato sintasa aumenta por un factor de 10, mientras que las actividades de los enzimas que catabolizan el ácido cítrico, aconitasa e isocitrato deshidrogenasa, se reducen drásticamente en comparación con su actividad durante la trofofase. Esto da lugar a una acumulación y excreción de ácido cítrico por el microorganismo sobrecargado. El rendimiento teórico es de 112g de ácido cítrico anhidro por 100g de sacarosa. Sin embargo, tales rendimientos no se obtienen en la práctica debido a las pérdidas durante la trofofase. Generalmente se consigue un 60% sobre el rendimiento teórico
LOS ESTERES
Los ésteres de bajo peso molecular son líquidos y se acostumbran a utilizar como disolventes, especialmente los acetatos de los alcoholes metílico, etílico y butílico.
Plastificantes
El acetatopropionato de celulosa y el acetatobutirato de celulosa han conseguido gran importancia como materiales termoplásticos. El nitrato de celulosa con un contenido de 10,5-11% de nitrógeno se llama piroxilina y con alcohol y alcanfor (plastificante) forma el celuloide. El algodón dinamita es nitrato de celulosa con el 12,5-13,5% de nitrógeno. La cordita y la balistita se fabrican a partir de éste, que se plastifica con trinitrato de glicerina (nitroglicerina). Los sulfatos de dimetilo y dietilo (ésteres del ácido sulfúrico) son excelentes agentes de alcoholización de moléculas orgánicas que contienen átomos de hidrógeno lébiles, como por ejemplo, el midón y la celulosa.
Aromas artificiales
Muchos de los ésteres de bajo peso molecular tienen olores característicos a fruta: plátano (acetado de isoamilo), ron (propionato de isobutilo) y piña (butirato de butilo). Estos ésteres se utilizan en la fabricación de aromas y perfumes sintéticos.
Aditivos Alimentarios
Estos mismos ésteres de bajo peso molecular que tienen olores característicos a fruta se utilizan como aditivos alimentarios, por ejemplo, en caramelos y otros alimentos que han de tener un sabor afrutado.
Productos Farmacéuticos
Productos de uso tan frecuente como los analgésicos se fabrican con ésteres.
Polímeros Diversos
Los ésteres de los ácidos no saturados, por ejemplo, del ácido acrílico o metacrílico, son inestables y se polimerizan rápidamente, produciendo resina; así, el metacrilato de metilo (lucita o plexiglás). De manera análoga los ésteres de los alcoholes no saturados son inestables y reaccionan fácilmente con ellos mismos; así, el acetado de vinilo se polimeriza dando acetato de polivinilo. Las resinas de poliéster, conocidas como gliptales, resultan de la poliesterificación de la glicerina con anhídrido ftálico; el proceso puede controlarse de manera que se produzca una resina fusible o infusible. Cuando la poliesterificación se realiza en presencia de un ácido no saturado de cadena larga del tipo de los aceites secantes, la polimerización de éste por oxidación se superpone a la poliesterificación y se producen los esmaltes sintéticos, duros y resistentes a la intemperie, que son muy adecuados por el acabado de los automóviles. La poliesterificación del etilenglicol con el ácido tereftálico produce fibra de poliéster. Si se da forma de láminas a este material, constituye una excelente película fotográfica.
Repelentes de insectos
Todos los repelentes de insectos que podemos encontrar en el mercado contienen ésteres
CETONA
Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal).
El grupo funcional carbonilo consiste en un átomo de carbono unido con un doble enlace covalente a un átomo de oxígeno, y además unido a otros dós átomos de carbono.
El tener dos átomos de carbono unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de los ácidos carboxílicos, aldehídos, ésteres. El doble enlace con el oxígeno, es lo que lo diferencia de los alcoholes y éteres. Las cetonas suelen ser menos reactivas que los aldehídos dado que los grupos alquílicos actúan como dadores de electrones por efecto inductivo.
Aldehído
Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO. Se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminacion -ol por -al :
Es decir, el grupo carbonilo H-C=O está unido a un solo radical orgánico.
Se pueden obtener a partir de la oxidación suave de los alcoholes primarios. Esto se puede llevar a cabo calentando el alcohol en una disolución ácida de dicromato de potasio (también hay otros métodos en los que se emplea Cr en el estado de oxidación +6). El dicromato se reduce a Cr3+ (de color verde). También mediante la oxidación de Swern, en la que se emplea sulfóxido de dimetilo, (Me)2SO, dicloruro de oxalilo, (CO)2Cl2, y una base. Esquemáticamente el proceso de oxidación es el siguiente:
Propiedades físicas La doble unión del grupo carbonilo son en parte covalentes y en parte iónicas dado que el grupo carbonilo está polarizado debido al fenómeno de resonancia.
Los aldehídos con hidrógeno sobre un carbono sp³ en posición alfa al grupo carbonilo presentan isomería tautomérica.Los aldehídos se obtienen de la deshidratación de un alcohol primario, se deshidratan con permanganato de potasio la reacción tiene que ser débil , las cetonas también se obtienen de la dehidratación de un alcohol , pero estas se obtienen de un alcohol secundario e igualmente son deshidratados como permanganato de potasio y se obtienen con una reacción débil , si la reacción del alcohol es fuerte el resultado será un ácido carboxílico
Participaron:
Carlos Alberto
Leticia
Luis
Osvaldo
David
miércoles, 20 de mayo de 2009
CARACTERISTICAS DE LOS METALES
Características de los metales
Un metal se caracteriza, si nos fijamos en la definición, por ser:
Un cuerpo simple
Sólido a la temperatura ordinaria (excepto el mercurio)
Conductor del calor y de la electricidad
Con un brillo especial
Opacidad
Tenacidad
Ductilidad
Gran densidad
Fusibilidad
Dureza ( sodio y potasio son blandos).
Estructura cristalina.
Los metales tienen una serie de características que los diferencian de los demás materiales, los no metales. Además de que todos, a excepción del mercurio, son sólidos, la más característica de las propiedades de los metales es su brillo especial, que curiosamente se llama brillo metálico. El brillo es la capacidad de un material para reflejar, absorber o reflectar la luz. Los metales, una vez pulidos, reflejan la mayor parte de la luz que les llega.
Adamantino Subadamantino
Vítreo Metálico
Submetálico Nacarado
Sedoso Resinoso
Graso Húmedo
Otra característica que cumplen la casi totalidad de los metales es ser buenos conductores eléctricos y mostrar carga eléctrica positiva en los procesos de electrólisis. La estructura electrónica de los átomos metálicos se caracteriza por la existencia de pocos electrones en su capa externa, por lo que se requiere escasa energía para que los pierdan y adopten la estructura estable en forma de cationes. Además, en una masa metálica, los electrones de valencia fluctúan de uno a otro átomo formando la denominada “nube electrónica”, de algún modo compartida por todos los átomos del metal. Así muchos son empleados para hacer cables, etc... Además también son buenos conductores del calor.
Los metales son materiales, en general, bastante densos, insolubles en agua y en muchos disolventes, y opacos con un espesor adecuado.
En cuanto a las propiedades metálicas podemos decir que los metales presentan resistencia a la tracción, es decir, que pueden soportar grandes cargas, que se calcula poniendo el material en una cubeta imprimiéndole una fuerza que se aumenta progresivamente y dividiendo la carga máxima de fuerza que se la ha aplicado a la probeta por la sección transversal de la misma.
Los metales son poco duros, así una de las funciones más importantes de las aleaciones es mejorar esta propiedad. La dureza se delimita dejando caer contra una superficie pulida de un metal una bola de acero especial y muy duro (método Brinell) o un diamante piramidal (método Vickers). Una vez hecho esto podemos medir la dureza del metal de dos maneras: por la relación entre la carga en kilogramos y la huella dejada en el metal en milímetros cuadrados, estaremos hablando de dureza de retroceso, o bien teniendo en cuenta la altura que adquiere la bola en el rebote, cuanto más blando sea el material, menor altura alcanzará ya que la energía del impacto ha sido absorbida en casi su entera totalidad por la deformación del metal, y se llamará dureza a la penetración.
Los metales son muy dúctiles, es decir, que se pueden estirar en forma de hilos; y bastante maleables, podemos estirarlos en láminas sin romperlos. Una de las malas propiedades de los metales es su baja resistencia a la fatiga, o la situación en la que se encuentran algunos metales tras ser expuestos a ciclos de carga de una intensidad menor al crítico de rotura del material.
Entre las características en el carácter químico no se puede establecer una relación común a todos los metales ya que, por ejemplo, en el caso de la oxidación, nos encontramos con una diferencia ostensible tanto en tiempo como en la energía liberada. Existen metales inoxidables como el oro y los hay que tardan menos de un día en oxidar su capa exterior a un milímetro de profundidad como el hierro, el cobalto y el bario.
Un metal se caracteriza, si nos fijamos en la definición, por ser:
Sólido a la temperatura ordinaria (excepto el mercurio)
Conductor del calor y de la electricidad
Con un brillo especial
Opacidad
Tenacidad
Ductilidad
Gran densidad
Fusibilidad
Dureza ( sodio y potasio son blandos).
Estructura cristalina.
Los metales tienen una serie de características que los diferencian de los demás materiales, los no metales. Además de que todos, a excepción del mercurio, son sólidos, la más característica de las propiedades de los metales es su brillo especial, que curiosamente se llama brillo metálico. El brillo es la capacidad de un material para reflejar, absorber o reflectar la luz. Los metales, una vez pulidos, reflejan la mayor parte de la luz que les llega.
Adamantino Subadamantino
Vítreo Metálico
Submetálico Nacarado
Sedoso Resinoso
Graso Húmedo
Otra característica que cumplen la casi totalidad de los metales es ser buenos conductores eléctricos y mostrar carga eléctrica positiva en los procesos de electrólisis. La estructura electrónica de los átomos metálicos se caracteriza por la existencia de pocos electrones en su capa externa, por lo que se requiere escasa energía para que los pierdan y adopten la estructura estable en forma de cationes. Además, en una masa metálica, los electrones de valencia fluctúan de uno a otro átomo formando la denominada “nube electrónica”, de algún modo compartida por todos los átomos del metal. Así muchos son empleados para hacer cables, etc... Además también son buenos conductores del calor.
Los metales son materiales, en general, bastante densos, insolubles en agua y en muchos disolventes, y opacos con un espesor adecuado.
En cuanto a las propiedades metálicas podemos decir que los metales presentan resistencia a la tracción, es decir, que pueden soportar grandes cargas, que se calcula poniendo el material en una cubeta imprimiéndole una fuerza que se aumenta progresivamente y dividiendo la carga máxima de fuerza que se la ha aplicado a la probeta por la sección transversal de la misma.
Los metales son poco duros, así una de las funciones más importantes de las aleaciones es mejorar esta propiedad. La dureza se delimita dejando caer contra una superficie pulida de un metal una bola de acero especial y muy duro (método Brinell) o un diamante piramidal (método Vickers). Una vez hecho esto podemos medir la dureza del metal de dos maneras: por la relación entre la carga en kilogramos y la huella dejada en el metal en milímetros cuadrados, estaremos hablando de dureza de retroceso, o bien teniendo en cuenta la altura que adquiere la bola en el rebote, cuanto más blando sea el material, menor altura alcanzará ya que la energía del impacto ha sido absorbida en casi su entera totalidad por la deformación del metal, y se llamará dureza a la penetración.
Los metales son muy dúctiles, es decir, que se pueden estirar en forma de hilos; y bastante maleables, podemos estirarlos en láminas sin romperlos. Una de las malas propiedades de los metales es su baja resistencia a la fatiga, o la situación en la que se encuentran algunos metales tras ser expuestos a ciclos de carga de una intensidad menor al crítico de rotura del material.
Entre las características en el carácter químico no se puede establecer una relación común a todos los metales ya que, por ejemplo, en el caso de la oxidación, nos encontramos con una diferencia ostensible tanto en tiempo como en la energía liberada. Existen metales inoxidables como el oro y los hay que tardan menos de un día en oxidar su capa exterior a un milímetro de profundidad como el hierro, el cobalto y el bario.
Quimica en la cocina
QUIMICA EN LA COCINA
Existen muchas reacciones quimicas que dependen de lo que estes cocinando, de la forma en que que le apliques energia y del tiempo en que lo dejes en el proceso. La reaccion de Maillard es la que se produce cuando tienes un alimento y lo horneas, lo asas o le das calor si que exista agua de por medio. Es esta reaccion entra en juego la glucosa con las proteinas, dando el color caramelo a la carne, un "tostado" en la superficie y un obvio cambio de estructura y sabor en los alimentos. Otra reaccion que se da es la denaturalizacion de proteinas cuando hierves un huevo, la clara y la yema cambian su estructura y se hacen "duras" Esto pasa tambien en la coagulacion de la sangre y es una reaccion similar. La caramelizacion es una oxidacion de azucares que realizas al asar o freir alimentos que tiene poco aminoacidos (proteinas).Las reacciones enzimaticas, producidas por ejemplo con la levadura para hacer pasteles o cerveza; son tambien muy utilizadas en la cocina, sobre todo para la produccion de queso, yoghurt, requeson y todos los alimentos que tienen enzimas, hongos o bacterias.En si, las reacciones quimicas basicas en los alimentos son muy complejas, pero las anteriores son las que han sido mas estudiadas y utilizadas en las compañias para simular el sabor de un buen guiso
Todos los cocineros son químicos –aunque muchos no lo sepan– y todos los químicos son cocineros, aunque también lo desconozcan. De hecho, la química empezó en la cocina y las primeras reacciones químicas se produjeron, asando alimentos, cociéndolos, mezclándolos, haciendo emulsiones, sazonándolos, friéndolos, filtrándolos, espesando salsas y destilando líquidos, llegando incluso a dominar empíricamente algunas operaciones bioquímicas, como la fermentación para producir vino, cerveza y miles de clases de quesos y panes.Los primeros aparatos y operaciones de los alquimistas se tomaron prestados de la cocina, y las ollas, los peroles, los alambiques, los morteros, los hornos y las grandes cucharas para revolver las mezclas fueron los instrumentos con los que se comenzó a trabajar con el mercurio, el azufre, el carbón y toda clase de mejunjes en búsqueda de recetas para producir oro, la piedra filosofal y la eterna juventud.Estos aparatos y procedimientos se fueron modificando poco a poco y algunos se devolvieron a la cocina notablemente mejorados, siendo quizás los ejemplos más clásicos el de la olla a presión –que permite cocinar a temperaturas más altas que con el agua o el aceite- y el “baño maría”, que todo cocinero conoce y que se debe a la alquimista “María la Judía”, así llamada porque el gran alquimista Zoísmo se refería a ella diciendo que era hermana de Moisés, pues podía calentar a 100 grados los alimentos sin que se mezclasen con el agua.Pero la química sobre todo aportó a la cocina el conocimiento del por qué de las cosas y cuál es la influencia de los diferentes ingredientes y operaciones en el resultado final de un buen plato.
LOS COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS
Hay tres grandes grupos: 1) carbohidratos, 2) proteínas y 3) grasas.
Además se tienen componentes minerales inorgánicos y sustancias orgánicas en proporciones muy pequeñas: vitaminas, enzimas, emulsificantes, ácidos, oxidantes y antioxidantes, pigmentos y sabores. Un ubicuo componente de los alimentos es el agua. 1
Los carbohidratos
En este grupo se encuentran los azúcares, dextrinas, almidones, celulosas, hemicelulosas, pectinas y ciertas gomas. Algunos alimentos que contienen carbohidratos son el azúcar, las frutas, el pan, el espagueti, los fideos, el arroz, el centeno, etc. etcétera.
Figura I. 1. Diferentes tipos de glucosa.
Químicamente los carbohidratos2 sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Uno de los carbohidratos más sencillos es el azúcar de seis carbonos llamado glucosa,3 que no es un azúcar sino varios azúcares con estructura anular como se indica en la figura I.1. Las diferencias en la posición del oxígeno e hidrógeno en el anillo dan lugar a diferencias en la solubilidad, dulzura, velocidad de fermentación y otras propiedades de los azúcares.
Si se eliminan moléculas de agua de estas unidades de glucosa (tomando — OH de una y —H de otra) se forma una nueva molécula llamada disacárido,4 figura I.2; si se encadenan más unidades de glucosa se forma, obvio, un polisacárido, uno de éstos es la amilosa,5 figura I.3, también conocida como almidón; igual que en el caso de la glucosa no hay un almidón sino varios tipos de almidón. Cabe mencionar que el azúcar de mesa, la sacarosa, es un disacárido.
la sacarosa, es un disacárido.
Figura I. 2. Maltosa
Figura I. 3. Amilosa.
Figura I. 4. Celulosa.
Encadenando las unidades de glucosa de una manera un poco diferente se forma la celulosa, figura I.4, la cual es un polisacárido. En el capítulo II se habla del nixtamal, las brevas y otros alimentos que se preparan con lejía o cenizas a fin de romper las cadenas de celulosa.
La importancia de los azúcares en los alimentos estriba en que son constituyentes de las dextrinas,6 almidones, celulosas,7 hemicelulosas, pectinas8 y gomas. El rompimiento (o digestión)9 de estas cadenas se logra con ácidos, enzimas o microorganismos. Y, como veremos más adelante, los azúcares intervienen en la fabricación de las bebidas alcohólicas, consuelo de la humanidad doliente.
Las plantas verdes producen los carbohidratos en la reacción de fotosíntesis, que sirven como componentes estructurales (p.ej. la celulosa), reservas de alimento (p.ej. el almidón que abunda en las papas) o componentes de los ácidos nucleicos, claves de la herencia.
En los animales se halla un polisacárido, el glicógeno, semejante al almidón; está presente en los músculos y especialmente en el hígado; sirve como reserva de carbohidratos al organismo y proporciona la energía necesaria para el movimiento muscular; cuando hay glicógeno en exceso se convierte en grasa. Saquen sus conclusiones, gorditas.
Las proteínas
Las proteínas10 están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, en ocasiones con trazas de azufre, fósforo y otros elementos. Se encuentran en plantas y animales; en éstos ayudan a formar estructuras tales como cartílagos, piel, uñas, pelo y músculos.
Las proteínas forman parte de las enzimas, los anticuerpos, la sangre, la leche, la clara de huevo, etc. Son moléculas extraordinariamente complejas, la más pequeña de las conocidas tiene una masa molecular de 5 000; las más grandes tienen masas moleculares del orden de los diez millones. Ejemplo de una proteína "sencilla" es la llamada lactoglobulina (presente en la leche) que tiene una masa molecular de sólo 42 000 y una fórmula aproximada de C1864H3012 O576 N468 S21.
A semejanza de los carbohidratos, las proteínas están formadas de unidades más pequeñas (en este caso los llamados aminoácidos), las cuales se unen para formar cadenas más largas.
Tan sólo en las plantas se cuentan más de 100 aminoácidos identificados, sin embargo hasta la fecha sólo unos 22 han sido identificados como constituyentes de las proteínas. Los aminoácidos se emplean en la digestión para construir nuevas proteínas y tienen, como podía suponerse, un grupo ácido (llamado carboxil) —COOH y un grupo amino —N H2 o imino = N H. Ambos grupos están unidos, junto con un átomo de hidrógeno, al mismo átomo de carbono (llamado carbono a). La diferencia entre los aminoácidos radica en la cadena R de átomos unida al grupo antes descrito (Figura I.5).
La complejidad del encadenamiento de los aminoácidos es extraordinaria: se puede tener cadenas rectas, enrolladas, dobladas; en la figura I.6 se representa esquemáticamente la hemoglobina,11 proteína contenida en la sangre. Al parecer los encadenamientos se logran entre los carbonos a de los aminoácidos, eliminando agua. Las cadenas de proteínas pueden estar acomodadas paralelamente, como en la lana, el pelo o el tejido fibroso de la pechuga de pollo, o bien estar enredadas semejando una bola de estambre, como en la clara de huevo. Pueden desempeñar funciones muy diversas en el organismo; la miosina, por ejemplo, es una proteína contráctil presente en los músculos y también una enzima que hidroliza al ATP.
H
R
—
C
—
COOH
NH2
EJEMPLO
PROCESO DE FRITURA.
La fritura es un proceso físico-químico complejo, en el cual el producto a freír (papas, carne, pescado, productos empanados, etc.) se introduce crudo o cocido en el aceite durante determinado tiempo a temperaturas entre 175-195oC, para favorecer una rápida coagulación de las proteínas de la superficie del producto y provocar una casi impermeabilización del mismo, la que controla la pérdida de agua desde su interior, convirtiéndose en vapor.
Esta situación facilita la cocción interna del producto, el cual queda más jugoso y permite la conservación de muchas de las características propias del alimento, mejorando en la mayoría de los casos, su sabor, textura, aspecto y color. Así es posible obtener un producto más apetecible, lo cual sin lugar a dudas contribuye al éxito de consumo de los productos fritos.
El producto frito posee una estructura distintiva. Su parte externa es una superficie que contribuye al impacto visual inicial debido a su tostado, presentando un color entre dorado y pardo, resultante de las reacciones de las proteínas y los azúcares por acción del calor, el pardeamiento no enzimático (Reacción de Maillard) y de los azúcares al sufrir la caramelización, dando lugar a un producto con aspecto agradable El grado de oscurecimiento del alimento frito depende más del tiempo y la temperatura de freído en combinación con la composición química del producto, que de la composición del aceite utilizado en la fritura. Los procesos que ocurren también producen los sabores deseados y dan lugar a una capa crujiente superficial como consecuencia de la deshidratación del alimento durante el freído. El calor reduce el contenido de humedad de esta capa hasta 3% o menos y la humedad desprendida es la causante del vapor generado durante el proceso.
El espacio libre que deja el agua que escapa es ocupado por el aceite. La cantidad de aceite absorbido por un alimento depende en gran medida de su contenido de humedad, porosidad y superficie expuesta al aceite de fritura. Esta cantidad es aproximadamente entre el 20 y 40% en base al peso del alimento frito. Freír alimentos a temperaturas demasiado bajas provoca que los mismos atrapen más cantidad de grasa en su interior.
El aceite absorbido le imparte al alimento olor, sabor y color y además favorece la palatabilidad. Por esto, si el aceite tiene sabor u olor extraño, el alimento frito lo tendrá. Por experiencias prácticas se conoce que no se deben freír alimentos en un aceite donde fue frito otro producto de sabor totalmente incompatible, por ejemplo, no se freirán papas con un aceite que previamente fue utilizado para freír pescado.
Los cambios físicos y químicos que ocurren durante el proceso de fritura tanto en el alimento como en el aceite estarán determinados por:
· Tipo, características y calidad del aceite utilizar.
· Tipo y características del alimento a freír.
· Condiciones del proceso de fritura:
§ Temperatura
§ Tiempo
§ Presencia de metales
§ Presencia de oxígeno
§ Presencia de luz
§ Presencia de antioxidantes
§ Características de la freidora
§ Grado y velocidad de renovación del aceite en el transcurso del proceso (Descarte del aceite)
Dichos cambios generalmente conllevan al deterioro del aceite por la ocurrencia de procesos de hidrólisis, oxidación y polimerización. En el caso de los alimentos pueden ser cambios deseables, de hecho son los que se persiguen con la fritura, como la mejora en la calidad sensorial (la formación de compuestos aromáticos y colores atractivos, entre otros), la típica de los alimentos fritos, y también una mayor conservación, pero por otra parte, pueden ocurrir cambios indeseables que provocarán afectaciones de los atributos sensoriales y de la calidad sanitaria del producto (pueden aparecer compuestos sulfurados y derivados de la pirazina en el alimento a partir de interacciones entre este y el aceite, etc.).
Las condiciones del proceso deben decidirse sobre la base de obtener un producto frito de calidad, un buen aprovechamiento del aceite y una rentabilidad adecuada de la línea de producción.
El proceso de fritura puede realizarse de dos formas:
· Superficial ("Shallow frying"): Se sumerge en el aceite la superficie del alimento que se desea freír, se realiza normalmente en sartenes o recipientes de poca profundidad y con bajo nivel de aceite, el producto no queda totalmente cubierto por éste. La parte del alimento sumergida se fríe y la que no está en contacto con el aceite se cuece debido al vapor intenso que se va desprendiendo del mismo producto al calentarse.
· Total ("Deep frying"): Se sumerge el alimento totalmente en el aceite, se lleva a cabo en freidoras caseras o industriales o en recipiente que contiene un alto nivel de aceite, en todos los casos el producto está totalmente cubierto por el aceite y la fritura ocurre uniformemente sobre toda la superficie.
EL ACEITE EN LA FRITURA.
Dentro de la gran variedad de aplicaciones que tienen los aceites y las grasas comestibles, la fritura es la aplicación en la que se somete a estos productos a las condiciones más severas.
Para lograr un proceso de fritura adecuado es necesario sumergir el alimento en un medio líquido que pueda mantener una temperatura constante y alta sin que se pierdan las características nutricionales del mismo por efecto del calentamiento.
El agua, por ejemplo, no sirve para estos fines ya que cambia de fase líquida a fase vapor a 100oC, temperatura que es insuficiente para modificar la superficie de los alimentos de origen proteico o con alto contenido de hidratos de carbono. Las grasas y aceites, ya sea de origen animal o vegetal, si son adecuados para estos fines porque pueden ser sometidos a temperaturas mucho más altas sin inconvenientes de inestabilidad, dependiendo eso si, de su composición en ácidos grasos.
Como ya se expresó anteriormente, la función del aceite durante el proceso es ser el medio transmisor del calor y a su vez aportar sabor y textura a los alimentos. El aceite se convierte en un ingrediente del alimento frito al ser absorbido por éste, por tanto la estabilidad del aceite y su grado de alteración influirán directamente en la calidad y la duración del producto frito. También es importante tener en cuenta el sabor característico de ciertas grasas, fundamentalmente de origen animal, las que pueden afectar la calidad del producto frito.
Por otra parte, la transferencia del calor al alimento por el aceite está dada por la presencia de surfactantes. Altos niveles de especies surfactantes en el aceite pueden producir un contacto excesivo entre el aceite y el alimento, lo que deriva en un producto cocido inapropiadamente, de color oscuro y excesivamente aceitoso.
El incremento de la temperatura acelera los procesos químicos y en dependencia de las temperaturas que sean también se favorecen los procesos enzimáticos, por tanto las grasas o los aceites calentados tienden a degradarse con bastante rapidez, en especial si en ellos hay sustancias o residuos que actúan como catalizador o pontenciadores de las alteraciones o si inciden otros factores que las facilitan, relacionados con las condiciones de la fritura.
Entre los factores que favorecen las alteraciones del aceite durante el proceso de fritura se encuentran:
· Altas temperaturas.
· Exposición al oxígeno del aire.
· Mayor superficie de contacto aceite-aire.
· Presencia de agua desprendida por el alimento.
· Largo tiempo de proceso.
· Presencia de contaminantes metálicos.
· Acción de la luz.
· Presencia de partículas requemadas en el medio.
· Contaminación por especies químicas provenientes del alimento.
Los procesos y alteraciones que sufre el aceite durante el proceso son:
· Hidrólisis:
Es determinada fundamentalmente por la humedad que tenga el aceite en el momento de su calentamiento o enfriamiento y durante su almacenamiento, es decir, cuando pueden existir temperaturas menores de 100oC el agua no se evapora. Durante la fritura la hidrólisis tiene poca incidencia por las altas temperaturas que la caracterizan. Hay también incidencia del agua del alimento pero en menor grado, debido a las temperaturas existentes durante el proceso ésta se elimina como vapor.
Como consecuencia de la hidrólisis hay un incremento de ácidos grasos libres por lo que se favorece la autoxidación del aceite. Además ocurre formación de metilcetonas y lactonas en cantidades reducidas y ocurre disminución del punto de humo del aceite. Los mono y diglicéridos consecuencia de la propia hidrólisis son emulsionantes y por tanto promueven el proceso.
Un aceite recalentado o pirolizado da lugar a la formación de acroleína, sustancia muy irritante que puede hacer el ambiente de trabajo bastante incómodo. Se obtiene a partir de la glicerina resultante de la hidrólisis de los acilglicéridos.
· Oxidación:
Ocurre por la presencia del oxígeno del aire, mientras que la oxidación enzimática no tiene gran incidencia. Hay formación de hidroperóxidos y en las reacciones posteriores aparecen, hidrocarburos, lactonas, alcoholes, compuestos carbonilos, ácidos, epóxidos, etc. La presencia de estas sustancias provoca cambios sensoriales, alteraciones del olor y el sabor, conocidos como rancios, también el oscurecimiento del producto y la afectación de su palatabilidad. El sabor rancio se debe a la presencia de ácidos orgánicos de cadena corta como fórmico, acético y propiónico. Los productos de la oxidación estarán determinados por las composiciones del aceite y del alimento y también por las condiciones del proceso.
Se ha informado sobre la incidencia de los lípidos en el pardeamiento no enzimático de alimentos a partir de estudios realizados mayoritariamente en sistemas modelo de las reacciones proteína/lípido oxidado en comparación con otras reacciones donde ocurre también este oscurecimiento, por ejemplo la reacción de Maillard, el pardeamiento producido por el ácido ascórbico, y las reacciones de las quinonas con los grupos amino. El papel de los lípidos en las reacciones investigadas no parece ser muy diferente del papel de los carbohidratos en Maillard o de los fenoles en el pardeamiento enzimático.
La administración de una concentración elevada de grasas oxidadas a animales de laboratorio provocó problemas en el hígado, o hepatomegalia, conjuntamente con diarreas y pérdida de peso y del apetito y en caso de consumo prolongado se observó cáncer y la muerte. En la transformación de las grasas y los aceites se generan compuestos aromáticos policíclicos derivados del antraceno, todos cancerígenos reconocidos.
La formación de los compuestos dañinos depende de las condiciones en que se efectúe el proceso. Debe aclararse que los estudios toxicológicos se realizan suministrando dietas con grandes cantidades de grasa oxidada y con grados de oxidación que pudieran no ser los que el hombre consume normalmente, por tanto no puede hacerse una total extrapolación a los humanos de los resultados obtenidos con animales.
En el proceso de fritura se dan todas las condiciones para que el aceite se oxide. Atendiendo a los factores que favorecen la oxidación existirán altas temperaturas, presencia de oxígeno del aire, elevadas cantidades de ácidos grasos insaturados (oleico, linoleico, linolénico, etc.), puede haber presencia de luz y posibilidad de existencia de metales aportados por el equipamiento utilizado.
· Polimerización:
Da lugar a la formación de monómeros y dímeros, muchos de ellos son tóxicos, además oscurecen el aceite. Los polímeros favorecen la formación de espuma y por tanto se incrementa el proceso oxidativo. Hay aumento de la viscosidad y un mayor arrastre de aceite por el producto frito. Aparece una capa de polímeros adherida a las paredes de la freidora e inclusive en la superficie del aceite que es difícil de eliminar. Existen polímeros de origen oxidativo y de origen térmico.
Se han expresado criterios con relación a que los polímeros de alta masa molar no son digeribles, por lo que tienen poca importancia en cuanto a la nutrición y la salud de los consumidores, además se ha observado que las grasas usuales en condiciones normales de fritura industrial solo producen una cantidad reducida de estos compuestos. Los monómeros y dímeros, polímeros de baja masa molar, si son absorbidos por la pared intestinal y muchas de estas sustancias están reconocidas como tóxicas o potencialmente cancerígenas, por ejemplo el benzopireno producido por la ciclación del colesterol.
Estos procesos deteriorantes pueden ocurrir en las grasas y aceites comestibles, así como también en los lípidos presentes en los alimentos, inclusive a concentraciones menores al 1%.
La tabla I expone diferentes cambios físicos y químicos de tres triacilglicéridos sometidos a una simulación de un proceso de fritura (185oC durante 74 horas).
Tabla I. Cambios físicos y químicos de tres triacilglicéridos sometidos a una simulación de un proceso de fritura (185oC durante 74 horas).
Trilinoleína (18:2)
Trioleína (18:1)
Triestearina (18:0)
Inicio
Final
Inicio
Final
Inicio
Final
Color (fotométrico)
3.5
76.0
5.8
62.5
1.3
12.0
Ácidos grasos libres (%)
0.04
2.6
Nulo
3.9
Nulo
4.0
Índice de yodo (g halógeno
/100g grasa)
176.0
155.4
85.0
78.1
0.0
0.5
Índice de peróxido (meq O peróxido/kg grasa)
25.8
4.7
0.9
3.4
0.0
3.2
Índice de refracción
(40oC)
1.4728
1.4793
1.4632
1.4655
1.4402
1.4420
Viscosidad
(centistokes, 30oC)
36.2
200.6
56.2
101.8
16.0
21.1
Los principales criterios para la selección del aceite de fritura son:
· Estabilidad frente al calentamiento y al almacenamiento y a las condiciones reales de uso según la infraestructura con que se cuente.
· Punto de fusión posee gran importancia, determina la apariencia (vista y tacto) de la superficie del producto y la palatabilidad de la grasa presente, dependiendo de la temperatura a la que se consuma el mismo, ya que por debajo del punto de fusión de la grasa se produce una sensación desagradable al paladar.
· Precio y disponibilidad.
Las disponibilidades existentes para la selección de medios de fritura son:
· Aceites o grasas vegetales.
· Grasas o sebos animales.
· Shortenings
· Mezclas de distintas fracciones de aceites y grasas vegetales.
· Aceites obtenidos de plantas con mutación genética natural o modificadas genéticamente
Los aceites ricos en ácido linolénico, como el de soya y el de canola (colza), son susceptibles a sufrir todos los procesos de deterioro anteriormente expresados. Cuando el aceite de soya se hidrogena parcialmente para reducir el contenido de linolénico desde aproximadamente un 8% hasta valores menores al 3%, se obtiene un aceite de freír relativamente estable, que puede utilizarse en alimentos fritos elaborados, para frituras en sartén y a la parrilla.
Sin embargo, el uso de grasas o de aceites vegetales hidrogenados se excluye de toda recomendación nutricional, debido al riesgo potencial para la salud que significa el consumo de ácidos grasos saturados y con isomería trans.
Por las razones anteriores existen planteamientos de evitar o restringir su uso en el proceso de fritura. Los aceites en los que predominan los ácidos grasos insaturados son mucho más adecuados desde el punto de vista nutricional, pero presentan desventajas en cuanto a su estabilidad, ya que a mayor grado de insaturaciones, el aceite va a ser menos estable frente al efecto de la temperatura y las temperaturas que se alcanzan durante el proceso de fritura pueden deteriorar seriamente la composición química del aceite si este es muy insaturado, lo que incide en la salud del consumidor y en la calidad sensorial del producto frito.
La importancia del aceite utilizado en la fritura es determinante, tanto en cuanto a la calidad degustativa y nutricional de la fritura resultante, como desde un punto de vista del rendimiento y del costo.
Estos aspectos están muy relacionados con la composición en ácidos grasos de los aceites utilizados. Idealmente el mejor aceite para fritura debería ser un producto de consistencia líquida a temperatura ambiente, que no sea deteriorado por el calor aplicado en forma continua o intermitente, que no imparta mal sabor u olor al producto que se fríe, que no presente los efectos negativos atribuidos a los ácidos grasos saturados e hidrogenados y con un costo razonable.
Diferentes componentes naturales minoritarios de los aceites, por ejemplo los tocoferoles, con acción antioxidante, determinados esteroles que pueden retardar la polimerización a temperaturas similares a las de fritura, el escualeno y los fosfogliceridos que favorecen la reducción de la velocidad de degradación de los ácidos grasos insaturados, pueden afectarse por las temperaturas del proceso y la presencia del oxígeno.
Aceites de fritura de girasol y de cártamo presentan menor estabilidad dado su alto contenido en ácidos grasos insaturados y bajo contenido de tocoferoles. Sin embargo, son adecuados para freir cuando presentan alto contenido de ácido oleico al ser obtenidas de plantas modificadas genéticamente.
La evaluación de cuatro aceites (aceite de oliva, aceite de girasol convencional, aceite de girasol de alto oleico y aceite vegetal parcialmente hidrogenado elaborado para procesos de fritura de alimentos rápidos), utilizados en la fritura de papas prefritas congeladas en condiciones similares a las de restaurantes y de establecimientos de alimentos rápidos arrojó que el aceite de girasol alto oleico y el de girasol convencional presentaron el mayor y el menor rendimiento, respectivamente. En cuanto a la calidad sensorial de las papas fritas se encontró que de forma general todos los aceites provocaron un nivel similar de aceptación degustativa del producto, excepto las fritas con aceite de girasol convencional que tuvieron una menor calidad.
Las grasas monoinsaturadas son las más adecuadas desde un punto de vista nutricional, así como también por su estabilidad durante la fritura.
Los aceites más saturados presentan mayor estabilidad, son menos propensos a los procesos deteriorantes, pero si la grasa de freir es sólida a temperatura ambiente puede generarse una superficie dura, indeseable en algunos productos fritos.
Cuando los aceites se utilizan continuamente como en restauración, se necesitan que sean altamente resistentes. En este caso se emplean grasas más sólidas que maximicen la estabilidad para muchas horas de fritura.
Para obtener un aprovechamiento óptimo del aceite, es necesario tener en cuenta las condiciones de fritura. Los principales parámetros que se deben considerar son la temperatura del proceso, su duración y la naturaleza de los alimentos que se vayan a freír.
Un uso continuo o intermitente del aceite es importante, ya que el uso continuado crea una capa de vapor de agua protectora frente a la oxidación.
Añadir antioxidantes al aceite permitirá que este tenga una vida útil mayor y generará productos fritos de buena calidad, lógicamente si se cumplen las buenas prácticas del proceso de fritura. Los antioxidantes pueden ser naturales o sintéticos y pueden utilizarse individualmente o en mezclas. Las mezclas de antioxidantes tienen importante efecto sinergista, dan mayor versatilidad de protección.
Las características que tienen que cumplir los antioxidantes para ser utilizados en el proceso de fritura son:
· Solubles en aceite para que puedan homogenizarse correctamente.
· Estabilidad térmica para que no se descompongan por las temperaturas del proceso.
· Baja volatilidad para que no escapen del aceite durante la fritura.
· Efecto de acarreo, propiedad que tiene un antioxidante de sobrevivir al proceso de fritura y luego continuar protegiendo del proceso oxidativo al aceite absorbido por el alimento frito.
Para la selección del antioxidante para la fritura se tendrá en cuenta:
· Fritura de alimentos de consumo inmediato (hogar, restaurantes, lugares de comida rápida): en este caso no se requiere de acarreo intenso, lo más importante es que proteja y prolongue la vida útil del aceite.
· Fritura de alimentos que se envasan, transportan, almacenan, se distribuyen y tienen vida de estante: requieren de un antioxidante con buen grado de acarreo.
Ejemplos de algunas aplicaciones prácticas:
· En aceites: Tocoferoles, butil hidroquinona terciaria (TBHQ), Mezcla butil hidroxianisol (BHA) - TBHQ - ácido cítrico, Mezcla TBHQ - ácido cítrico.
· En papas fritas: Mezcla TBHQ - ácido cítrico.
· En productos acompañantes para ingerir con cervezas y otras bebidas alcohólicas: Tocoferoles, Mezcla BHA - TBHQ-ácido cítrico.
En estudios sobre efectividad de antioxidantes se comprobó la descomposición térmica y oxidativa de los aceites de oliva, de maíz, y de orujo y de una mezcla al 50% de aceite de oliva y de maíz, provocada por el calentamiento (175 ± 5oC) intermitente, dos horas al día, durante 5 días consecutivos. La adición de BHA y butil hidroxitolueno (BHT) en concentraciones de 200 ppm, provocó que el BHA produjera una ligera protección frente a la autoxidación en el aceite de orujo y el BHT lo hizo en el aceite de maíz, pero ambos antioxidantes fueron relativamente ineficaces en el resto de los aceites estudiados.
También se ha informado que la adición de extractos fenólicos de romero seco solos y en combinación con el BHA a aceites de oliva (mezcla virgen-refinado) y de girasol, dieron lugar a la disminución de los niveles de ácidos grasos trans en los aceites, en contraposición con el incremento ocurrido en los isómeros trans de oleico y linoleico, principalmente el ácido elaídico, durante la realización de 8 procesos de fritura a 180 oC con intervalos de 24 horas.
Por otra parte, investigaciones realizadas demostraron menor efectividad antioxidante, manifestada a 160 oC por el tocoferol en comparación con el tocoferol, en concentraciones entre 0.01 y 0.1%.
Recientemente se ha estudiado la efectividad de extractos de propóleos como antioxidantes naturales para aceites vegetales y específicamente en el aceite de oliva; concentraciones entre 0.06-0.08 % tuvieron mayor actividad que el BHA y BHT a concentraciones de 0.01%.
Existen regulaciones para el uso de antioxidantes naturales y sintéticos en diferentes países; no todos están aprobados en todos los países. El BHA y el BHT tienen mucho tiempo en uso y casi tienen una aceptación universal. Los tocoferoles por ser naturales tienen buena aceptación. El TBHQ es relativamente reciente y hasta la fecha está permitido su uso en Cuba y Estados Unidos entre otros países, no siendo así en Europa y en Canadá.
Con relación al punto de descarte del aceite en la fritura (momento que determina descartar parte o todo el aceite utilizado en el proceso), los criterios propuestos son múltiples, dependiendo del tipo de aceite, las características del proceso, el control analítico y las legislaciones al respecto.
Algunos autores han intentado definir parámetros para establecer el punto de descarte Entre estos parámetros se encuentran la relación compuestos polares-acidez libre-constante dieléctrica, el contenido de compuestos polares y la combinación color-acidez libre.
Por ejemplo, la Norma Española de Calidad de Aceites y Grasas calentados establece que el parámetro a tener en cuenta es el % de compuestos polares, el que será inferior a 25%. La renovación frecuente del aceite al freir papas, da lugar a que se alcancen en pocas ocasiones los niveles críticos de compuestos polares (25%), existen pocos problemas con el deterioro de la grasas.
Sin embargo, en reiteradas frituras de papas sin renovar el aceite, la velocidad de alteración fue más rápida, existiendo una relación lineal entre los compuestos polares y diferentes compuestos termoxidativos y el número de frituras realizadas.
Se ha expresado que mezclar aceite nuevo con aceite ya utilizado, no da lugar a un aceite más duradero, por el contrario, el nuevo aceite añadido se deteriora con mayor rapidez.
Por otra parte, también se ha expuesto que un aceite nuevo no es tan buen agente de fritura como uno ligeramente alterado, que presente una mayor viscosidad y mayor tensoactividad. No obstante, lo anterior no implica que más alteración del aceite de lugar a mejores cualidades para la fritura.
Un aceite nuevo es poco viscoso y tiene poco poder surfactante, dado que aún no presenta productos de degradación, lo que provoca que el contacto del producto con el aceite (mojabilidad) no sea la óptima y por tanto es deficiente la transmisión de calor y la absorción del aceite por el alimento.
Diferentes determinaciones analíticas permiten valorar el estado de un aceite, las que se realizan en dependencia de las condiciones con que se cuente, estos son:
· En laboratorios no especializados:
§ Índice de acidez ó % de acidez.
§ Índice de peróxido.
§ Índice de refracción.
§ Índice de yodo.
§ Punto de humo.
§ Color.
· En laboratorios especializados:
§ Compuestos polares.
§ Perfil o composición de ácidos grasos.
§ Color.
§ Estabilidad.
§ Constante dieléctrica.
Existen muchas reacciones quimicas que dependen de lo que estes cocinando, de la forma en que que le apliques energia y del tiempo en que lo dejes en el proceso. La reaccion de Maillard es la que se produce cuando tienes un alimento y lo horneas, lo asas o le das calor si que exista agua de por medio. Es esta reaccion entra en juego la glucosa con las proteinas, dando el color caramelo a la carne, un "tostado" en la superficie y un obvio cambio de estructura y sabor en los alimentos. Otra reaccion que se da es la denaturalizacion de proteinas cuando hierves un huevo, la clara y la yema cambian su estructura y se hacen "duras" Esto pasa tambien en la coagulacion de la sangre y es una reaccion similar. La caramelizacion es una oxidacion de azucares que realizas al asar o freir alimentos que tiene poco aminoacidos (proteinas).Las reacciones enzimaticas, producidas por ejemplo con la levadura para hacer pasteles o cerveza; son tambien muy utilizadas en la cocina, sobre todo para la produccion de queso, yoghurt, requeson y todos los alimentos que tienen enzimas, hongos o bacterias.En si, las reacciones quimicas basicas en los alimentos son muy complejas, pero las anteriores son las que han sido mas estudiadas y utilizadas en las compañias para simular el sabor de un buen guiso
Todos los cocineros son químicos –aunque muchos no lo sepan– y todos los químicos son cocineros, aunque también lo desconozcan. De hecho, la química empezó en la cocina y las primeras reacciones químicas se produjeron, asando alimentos, cociéndolos, mezclándolos, haciendo emulsiones, sazonándolos, friéndolos, filtrándolos, espesando salsas y destilando líquidos, llegando incluso a dominar empíricamente algunas operaciones bioquímicas, como la fermentación para producir vino, cerveza y miles de clases de quesos y panes.Los primeros aparatos y operaciones de los alquimistas se tomaron prestados de la cocina, y las ollas, los peroles, los alambiques, los morteros, los hornos y las grandes cucharas para revolver las mezclas fueron los instrumentos con los que se comenzó a trabajar con el mercurio, el azufre, el carbón y toda clase de mejunjes en búsqueda de recetas para producir oro, la piedra filosofal y la eterna juventud.Estos aparatos y procedimientos se fueron modificando poco a poco y algunos se devolvieron a la cocina notablemente mejorados, siendo quizás los ejemplos más clásicos el de la olla a presión –que permite cocinar a temperaturas más altas que con el agua o el aceite- y el “baño maría”, que todo cocinero conoce y que se debe a la alquimista “María la Judía”, así llamada porque el gran alquimista Zoísmo se refería a ella diciendo que era hermana de Moisés, pues podía calentar a 100 grados los alimentos sin que se mezclasen con el agua.Pero la química sobre todo aportó a la cocina el conocimiento del por qué de las cosas y cuál es la influencia de los diferentes ingredientes y operaciones en el resultado final de un buen plato.
LOS COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS
Hay tres grandes grupos: 1) carbohidratos, 2) proteínas y 3) grasas.
Además se tienen componentes minerales inorgánicos y sustancias orgánicas en proporciones muy pequeñas: vitaminas, enzimas, emulsificantes, ácidos, oxidantes y antioxidantes, pigmentos y sabores. Un ubicuo componente de los alimentos es el agua. 1
Los carbohidratos
En este grupo se encuentran los azúcares, dextrinas, almidones, celulosas, hemicelulosas, pectinas y ciertas gomas. Algunos alimentos que contienen carbohidratos son el azúcar, las frutas, el pan, el espagueti, los fideos, el arroz, el centeno, etc. etcétera.
Figura I. 1. Diferentes tipos de glucosa.
Químicamente los carbohidratos2 sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Uno de los carbohidratos más sencillos es el azúcar de seis carbonos llamado glucosa,3 que no es un azúcar sino varios azúcares con estructura anular como se indica en la figura I.1. Las diferencias en la posición del oxígeno e hidrógeno en el anillo dan lugar a diferencias en la solubilidad, dulzura, velocidad de fermentación y otras propiedades de los azúcares.
Si se eliminan moléculas de agua de estas unidades de glucosa (tomando — OH de una y —H de otra) se forma una nueva molécula llamada disacárido,4 figura I.2; si se encadenan más unidades de glucosa se forma, obvio, un polisacárido, uno de éstos es la amilosa,5 figura I.3, también conocida como almidón; igual que en el caso de la glucosa no hay un almidón sino varios tipos de almidón. Cabe mencionar que el azúcar de mesa, la sacarosa, es un disacárido.
la sacarosa, es un disacárido.
Figura I. 2. Maltosa
Figura I. 3. Amilosa.
Figura I. 4. Celulosa.
Encadenando las unidades de glucosa de una manera un poco diferente se forma la celulosa, figura I.4, la cual es un polisacárido. En el capítulo II se habla del nixtamal, las brevas y otros alimentos que se preparan con lejía o cenizas a fin de romper las cadenas de celulosa.
La importancia de los azúcares en los alimentos estriba en que son constituyentes de las dextrinas,6 almidones, celulosas,7 hemicelulosas, pectinas8 y gomas. El rompimiento (o digestión)9 de estas cadenas se logra con ácidos, enzimas o microorganismos. Y, como veremos más adelante, los azúcares intervienen en la fabricación de las bebidas alcohólicas, consuelo de la humanidad doliente.
Las plantas verdes producen los carbohidratos en la reacción de fotosíntesis, que sirven como componentes estructurales (p.ej. la celulosa), reservas de alimento (p.ej. el almidón que abunda en las papas) o componentes de los ácidos nucleicos, claves de la herencia.
En los animales se halla un polisacárido, el glicógeno, semejante al almidón; está presente en los músculos y especialmente en el hígado; sirve como reserva de carbohidratos al organismo y proporciona la energía necesaria para el movimiento muscular; cuando hay glicógeno en exceso se convierte en grasa. Saquen sus conclusiones, gorditas.
Las proteínas
Las proteínas10 están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, en ocasiones con trazas de azufre, fósforo y otros elementos. Se encuentran en plantas y animales; en éstos ayudan a formar estructuras tales como cartílagos, piel, uñas, pelo y músculos.
Las proteínas forman parte de las enzimas, los anticuerpos, la sangre, la leche, la clara de huevo, etc. Son moléculas extraordinariamente complejas, la más pequeña de las conocidas tiene una masa molecular de 5 000; las más grandes tienen masas moleculares del orden de los diez millones. Ejemplo de una proteína "sencilla" es la llamada lactoglobulina (presente en la leche) que tiene una masa molecular de sólo 42 000 y una fórmula aproximada de C1864H3012 O576 N468 S21.
A semejanza de los carbohidratos, las proteínas están formadas de unidades más pequeñas (en este caso los llamados aminoácidos), las cuales se unen para formar cadenas más largas.
Tan sólo en las plantas se cuentan más de 100 aminoácidos identificados, sin embargo hasta la fecha sólo unos 22 han sido identificados como constituyentes de las proteínas. Los aminoácidos se emplean en la digestión para construir nuevas proteínas y tienen, como podía suponerse, un grupo ácido (llamado carboxil) —COOH y un grupo amino —N H2 o imino = N H. Ambos grupos están unidos, junto con un átomo de hidrógeno, al mismo átomo de carbono (llamado carbono a). La diferencia entre los aminoácidos radica en la cadena R de átomos unida al grupo antes descrito (Figura I.5).
La complejidad del encadenamiento de los aminoácidos es extraordinaria: se puede tener cadenas rectas, enrolladas, dobladas; en la figura I.6 se representa esquemáticamente la hemoglobina,11 proteína contenida en la sangre. Al parecer los encadenamientos se logran entre los carbonos a de los aminoácidos, eliminando agua. Las cadenas de proteínas pueden estar acomodadas paralelamente, como en la lana, el pelo o el tejido fibroso de la pechuga de pollo, o bien estar enredadas semejando una bola de estambre, como en la clara de huevo. Pueden desempeñar funciones muy diversas en el organismo; la miosina, por ejemplo, es una proteína contráctil presente en los músculos y también una enzima que hidroliza al ATP.
H
R
—
C
—
COOH
NH2
EJEMPLO
PROCESO DE FRITURA.
La fritura es un proceso físico-químico complejo, en el cual el producto a freír (papas, carne, pescado, productos empanados, etc.) se introduce crudo o cocido en el aceite durante determinado tiempo a temperaturas entre 175-195oC, para favorecer una rápida coagulación de las proteínas de la superficie del producto y provocar una casi impermeabilización del mismo, la que controla la pérdida de agua desde su interior, convirtiéndose en vapor.
Esta situación facilita la cocción interna del producto, el cual queda más jugoso y permite la conservación de muchas de las características propias del alimento, mejorando en la mayoría de los casos, su sabor, textura, aspecto y color. Así es posible obtener un producto más apetecible, lo cual sin lugar a dudas contribuye al éxito de consumo de los productos fritos.
El producto frito posee una estructura distintiva. Su parte externa es una superficie que contribuye al impacto visual inicial debido a su tostado, presentando un color entre dorado y pardo, resultante de las reacciones de las proteínas y los azúcares por acción del calor, el pardeamiento no enzimático (Reacción de Maillard) y de los azúcares al sufrir la caramelización, dando lugar a un producto con aspecto agradable El grado de oscurecimiento del alimento frito depende más del tiempo y la temperatura de freído en combinación con la composición química del producto, que de la composición del aceite utilizado en la fritura. Los procesos que ocurren también producen los sabores deseados y dan lugar a una capa crujiente superficial como consecuencia de la deshidratación del alimento durante el freído. El calor reduce el contenido de humedad de esta capa hasta 3% o menos y la humedad desprendida es la causante del vapor generado durante el proceso.
El espacio libre que deja el agua que escapa es ocupado por el aceite. La cantidad de aceite absorbido por un alimento depende en gran medida de su contenido de humedad, porosidad y superficie expuesta al aceite de fritura. Esta cantidad es aproximadamente entre el 20 y 40% en base al peso del alimento frito. Freír alimentos a temperaturas demasiado bajas provoca que los mismos atrapen más cantidad de grasa en su interior.
El aceite absorbido le imparte al alimento olor, sabor y color y además favorece la palatabilidad. Por esto, si el aceite tiene sabor u olor extraño, el alimento frito lo tendrá. Por experiencias prácticas se conoce que no se deben freír alimentos en un aceite donde fue frito otro producto de sabor totalmente incompatible, por ejemplo, no se freirán papas con un aceite que previamente fue utilizado para freír pescado.
Los cambios físicos y químicos que ocurren durante el proceso de fritura tanto en el alimento como en el aceite estarán determinados por:
· Tipo, características y calidad del aceite utilizar.
· Tipo y características del alimento a freír.
· Condiciones del proceso de fritura:
§ Temperatura
§ Tiempo
§ Presencia de metales
§ Presencia de oxígeno
§ Presencia de luz
§ Presencia de antioxidantes
§ Características de la freidora
§ Grado y velocidad de renovación del aceite en el transcurso del proceso (Descarte del aceite)
Dichos cambios generalmente conllevan al deterioro del aceite por la ocurrencia de procesos de hidrólisis, oxidación y polimerización. En el caso de los alimentos pueden ser cambios deseables, de hecho son los que se persiguen con la fritura, como la mejora en la calidad sensorial (la formación de compuestos aromáticos y colores atractivos, entre otros), la típica de los alimentos fritos, y también una mayor conservación, pero por otra parte, pueden ocurrir cambios indeseables que provocarán afectaciones de los atributos sensoriales y de la calidad sanitaria del producto (pueden aparecer compuestos sulfurados y derivados de la pirazina en el alimento a partir de interacciones entre este y el aceite, etc.).
Las condiciones del proceso deben decidirse sobre la base de obtener un producto frito de calidad, un buen aprovechamiento del aceite y una rentabilidad adecuada de la línea de producción.
El proceso de fritura puede realizarse de dos formas:
· Superficial ("Shallow frying"): Se sumerge en el aceite la superficie del alimento que se desea freír, se realiza normalmente en sartenes o recipientes de poca profundidad y con bajo nivel de aceite, el producto no queda totalmente cubierto por éste. La parte del alimento sumergida se fríe y la que no está en contacto con el aceite se cuece debido al vapor intenso que se va desprendiendo del mismo producto al calentarse.
· Total ("Deep frying"): Se sumerge el alimento totalmente en el aceite, se lleva a cabo en freidoras caseras o industriales o en recipiente que contiene un alto nivel de aceite, en todos los casos el producto está totalmente cubierto por el aceite y la fritura ocurre uniformemente sobre toda la superficie.
EL ACEITE EN LA FRITURA.
Dentro de la gran variedad de aplicaciones que tienen los aceites y las grasas comestibles, la fritura es la aplicación en la que se somete a estos productos a las condiciones más severas.
Para lograr un proceso de fritura adecuado es necesario sumergir el alimento en un medio líquido que pueda mantener una temperatura constante y alta sin que se pierdan las características nutricionales del mismo por efecto del calentamiento.
El agua, por ejemplo, no sirve para estos fines ya que cambia de fase líquida a fase vapor a 100oC, temperatura que es insuficiente para modificar la superficie de los alimentos de origen proteico o con alto contenido de hidratos de carbono. Las grasas y aceites, ya sea de origen animal o vegetal, si son adecuados para estos fines porque pueden ser sometidos a temperaturas mucho más altas sin inconvenientes de inestabilidad, dependiendo eso si, de su composición en ácidos grasos.
Como ya se expresó anteriormente, la función del aceite durante el proceso es ser el medio transmisor del calor y a su vez aportar sabor y textura a los alimentos. El aceite se convierte en un ingrediente del alimento frito al ser absorbido por éste, por tanto la estabilidad del aceite y su grado de alteración influirán directamente en la calidad y la duración del producto frito. También es importante tener en cuenta el sabor característico de ciertas grasas, fundamentalmente de origen animal, las que pueden afectar la calidad del producto frito.
Por otra parte, la transferencia del calor al alimento por el aceite está dada por la presencia de surfactantes. Altos niveles de especies surfactantes en el aceite pueden producir un contacto excesivo entre el aceite y el alimento, lo que deriva en un producto cocido inapropiadamente, de color oscuro y excesivamente aceitoso.
El incremento de la temperatura acelera los procesos químicos y en dependencia de las temperaturas que sean también se favorecen los procesos enzimáticos, por tanto las grasas o los aceites calentados tienden a degradarse con bastante rapidez, en especial si en ellos hay sustancias o residuos que actúan como catalizador o pontenciadores de las alteraciones o si inciden otros factores que las facilitan, relacionados con las condiciones de la fritura.
Entre los factores que favorecen las alteraciones del aceite durante el proceso de fritura se encuentran:
· Altas temperaturas.
· Exposición al oxígeno del aire.
· Mayor superficie de contacto aceite-aire.
· Presencia de agua desprendida por el alimento.
· Largo tiempo de proceso.
· Presencia de contaminantes metálicos.
· Acción de la luz.
· Presencia de partículas requemadas en el medio.
· Contaminación por especies químicas provenientes del alimento.
Los procesos y alteraciones que sufre el aceite durante el proceso son:
· Hidrólisis:
Es determinada fundamentalmente por la humedad que tenga el aceite en el momento de su calentamiento o enfriamiento y durante su almacenamiento, es decir, cuando pueden existir temperaturas menores de 100oC el agua no se evapora. Durante la fritura la hidrólisis tiene poca incidencia por las altas temperaturas que la caracterizan. Hay también incidencia del agua del alimento pero en menor grado, debido a las temperaturas existentes durante el proceso ésta se elimina como vapor.
Como consecuencia de la hidrólisis hay un incremento de ácidos grasos libres por lo que se favorece la autoxidación del aceite. Además ocurre formación de metilcetonas y lactonas en cantidades reducidas y ocurre disminución del punto de humo del aceite. Los mono y diglicéridos consecuencia de la propia hidrólisis son emulsionantes y por tanto promueven el proceso.
Un aceite recalentado o pirolizado da lugar a la formación de acroleína, sustancia muy irritante que puede hacer el ambiente de trabajo bastante incómodo. Se obtiene a partir de la glicerina resultante de la hidrólisis de los acilglicéridos.
· Oxidación:
Ocurre por la presencia del oxígeno del aire, mientras que la oxidación enzimática no tiene gran incidencia. Hay formación de hidroperóxidos y en las reacciones posteriores aparecen, hidrocarburos, lactonas, alcoholes, compuestos carbonilos, ácidos, epóxidos, etc. La presencia de estas sustancias provoca cambios sensoriales, alteraciones del olor y el sabor, conocidos como rancios, también el oscurecimiento del producto y la afectación de su palatabilidad. El sabor rancio se debe a la presencia de ácidos orgánicos de cadena corta como fórmico, acético y propiónico. Los productos de la oxidación estarán determinados por las composiciones del aceite y del alimento y también por las condiciones del proceso.
Se ha informado sobre la incidencia de los lípidos en el pardeamiento no enzimático de alimentos a partir de estudios realizados mayoritariamente en sistemas modelo de las reacciones proteína/lípido oxidado en comparación con otras reacciones donde ocurre también este oscurecimiento, por ejemplo la reacción de Maillard, el pardeamiento producido por el ácido ascórbico, y las reacciones de las quinonas con los grupos amino. El papel de los lípidos en las reacciones investigadas no parece ser muy diferente del papel de los carbohidratos en Maillard o de los fenoles en el pardeamiento enzimático.
La administración de una concentración elevada de grasas oxidadas a animales de laboratorio provocó problemas en el hígado, o hepatomegalia, conjuntamente con diarreas y pérdida de peso y del apetito y en caso de consumo prolongado se observó cáncer y la muerte. En la transformación de las grasas y los aceites se generan compuestos aromáticos policíclicos derivados del antraceno, todos cancerígenos reconocidos.
La formación de los compuestos dañinos depende de las condiciones en que se efectúe el proceso. Debe aclararse que los estudios toxicológicos se realizan suministrando dietas con grandes cantidades de grasa oxidada y con grados de oxidación que pudieran no ser los que el hombre consume normalmente, por tanto no puede hacerse una total extrapolación a los humanos de los resultados obtenidos con animales.
En el proceso de fritura se dan todas las condiciones para que el aceite se oxide. Atendiendo a los factores que favorecen la oxidación existirán altas temperaturas, presencia de oxígeno del aire, elevadas cantidades de ácidos grasos insaturados (oleico, linoleico, linolénico, etc.), puede haber presencia de luz y posibilidad de existencia de metales aportados por el equipamiento utilizado.
· Polimerización:
Da lugar a la formación de monómeros y dímeros, muchos de ellos son tóxicos, además oscurecen el aceite. Los polímeros favorecen la formación de espuma y por tanto se incrementa el proceso oxidativo. Hay aumento de la viscosidad y un mayor arrastre de aceite por el producto frito. Aparece una capa de polímeros adherida a las paredes de la freidora e inclusive en la superficie del aceite que es difícil de eliminar. Existen polímeros de origen oxidativo y de origen térmico.
Se han expresado criterios con relación a que los polímeros de alta masa molar no son digeribles, por lo que tienen poca importancia en cuanto a la nutrición y la salud de los consumidores, además se ha observado que las grasas usuales en condiciones normales de fritura industrial solo producen una cantidad reducida de estos compuestos. Los monómeros y dímeros, polímeros de baja masa molar, si son absorbidos por la pared intestinal y muchas de estas sustancias están reconocidas como tóxicas o potencialmente cancerígenas, por ejemplo el benzopireno producido por la ciclación del colesterol.
Estos procesos deteriorantes pueden ocurrir en las grasas y aceites comestibles, así como también en los lípidos presentes en los alimentos, inclusive a concentraciones menores al 1%.
La tabla I expone diferentes cambios físicos y químicos de tres triacilglicéridos sometidos a una simulación de un proceso de fritura (185oC durante 74 horas).
Tabla I. Cambios físicos y químicos de tres triacilglicéridos sometidos a una simulación de un proceso de fritura (185oC durante 74 horas).
Trilinoleína (18:2)
Trioleína (18:1)
Triestearina (18:0)
Inicio
Final
Inicio
Final
Inicio
Final
Color (fotométrico)
3.5
76.0
5.8
62.5
1.3
12.0
Ácidos grasos libres (%)
0.04
2.6
Nulo
3.9
Nulo
4.0
Índice de yodo (g halógeno
/100g grasa)
176.0
155.4
85.0
78.1
0.0
0.5
Índice de peróxido (meq O peróxido/kg grasa)
25.8
4.7
0.9
3.4
0.0
3.2
Índice de refracción
(40oC)
1.4728
1.4793
1.4632
1.4655
1.4402
1.4420
Viscosidad
(centistokes, 30oC)
36.2
200.6
56.2
101.8
16.0
21.1
Los principales criterios para la selección del aceite de fritura son:
· Estabilidad frente al calentamiento y al almacenamiento y a las condiciones reales de uso según la infraestructura con que se cuente.
· Punto de fusión posee gran importancia, determina la apariencia (vista y tacto) de la superficie del producto y la palatabilidad de la grasa presente, dependiendo de la temperatura a la que se consuma el mismo, ya que por debajo del punto de fusión de la grasa se produce una sensación desagradable al paladar.
· Precio y disponibilidad.
Las disponibilidades existentes para la selección de medios de fritura son:
· Aceites o grasas vegetales.
· Grasas o sebos animales.
· Shortenings
· Mezclas de distintas fracciones de aceites y grasas vegetales.
· Aceites obtenidos de plantas con mutación genética natural o modificadas genéticamente
Los aceites ricos en ácido linolénico, como el de soya y el de canola (colza), son susceptibles a sufrir todos los procesos de deterioro anteriormente expresados. Cuando el aceite de soya se hidrogena parcialmente para reducir el contenido de linolénico desde aproximadamente un 8% hasta valores menores al 3%, se obtiene un aceite de freír relativamente estable, que puede utilizarse en alimentos fritos elaborados, para frituras en sartén y a la parrilla.
Sin embargo, el uso de grasas o de aceites vegetales hidrogenados se excluye de toda recomendación nutricional, debido al riesgo potencial para la salud que significa el consumo de ácidos grasos saturados y con isomería trans.
Por las razones anteriores existen planteamientos de evitar o restringir su uso en el proceso de fritura. Los aceites en los que predominan los ácidos grasos insaturados son mucho más adecuados desde el punto de vista nutricional, pero presentan desventajas en cuanto a su estabilidad, ya que a mayor grado de insaturaciones, el aceite va a ser menos estable frente al efecto de la temperatura y las temperaturas que se alcanzan durante el proceso de fritura pueden deteriorar seriamente la composición química del aceite si este es muy insaturado, lo que incide en la salud del consumidor y en la calidad sensorial del producto frito.
La importancia del aceite utilizado en la fritura es determinante, tanto en cuanto a la calidad degustativa y nutricional de la fritura resultante, como desde un punto de vista del rendimiento y del costo.
Estos aspectos están muy relacionados con la composición en ácidos grasos de los aceites utilizados. Idealmente el mejor aceite para fritura debería ser un producto de consistencia líquida a temperatura ambiente, que no sea deteriorado por el calor aplicado en forma continua o intermitente, que no imparta mal sabor u olor al producto que se fríe, que no presente los efectos negativos atribuidos a los ácidos grasos saturados e hidrogenados y con un costo razonable.
Diferentes componentes naturales minoritarios de los aceites, por ejemplo los tocoferoles, con acción antioxidante, determinados esteroles que pueden retardar la polimerización a temperaturas similares a las de fritura, el escualeno y los fosfogliceridos que favorecen la reducción de la velocidad de degradación de los ácidos grasos insaturados, pueden afectarse por las temperaturas del proceso y la presencia del oxígeno.
Aceites de fritura de girasol y de cártamo presentan menor estabilidad dado su alto contenido en ácidos grasos insaturados y bajo contenido de tocoferoles. Sin embargo, son adecuados para freir cuando presentan alto contenido de ácido oleico al ser obtenidas de plantas modificadas genéticamente.
La evaluación de cuatro aceites (aceite de oliva, aceite de girasol convencional, aceite de girasol de alto oleico y aceite vegetal parcialmente hidrogenado elaborado para procesos de fritura de alimentos rápidos), utilizados en la fritura de papas prefritas congeladas en condiciones similares a las de restaurantes y de establecimientos de alimentos rápidos arrojó que el aceite de girasol alto oleico y el de girasol convencional presentaron el mayor y el menor rendimiento, respectivamente. En cuanto a la calidad sensorial de las papas fritas se encontró que de forma general todos los aceites provocaron un nivel similar de aceptación degustativa del producto, excepto las fritas con aceite de girasol convencional que tuvieron una menor calidad.
Las grasas monoinsaturadas son las más adecuadas desde un punto de vista nutricional, así como también por su estabilidad durante la fritura.
Los aceites más saturados presentan mayor estabilidad, son menos propensos a los procesos deteriorantes, pero si la grasa de freir es sólida a temperatura ambiente puede generarse una superficie dura, indeseable en algunos productos fritos.
Cuando los aceites se utilizan continuamente como en restauración, se necesitan que sean altamente resistentes. En este caso se emplean grasas más sólidas que maximicen la estabilidad para muchas horas de fritura.
Para obtener un aprovechamiento óptimo del aceite, es necesario tener en cuenta las condiciones de fritura. Los principales parámetros que se deben considerar son la temperatura del proceso, su duración y la naturaleza de los alimentos que se vayan a freír.
Un uso continuo o intermitente del aceite es importante, ya que el uso continuado crea una capa de vapor de agua protectora frente a la oxidación.
Añadir antioxidantes al aceite permitirá que este tenga una vida útil mayor y generará productos fritos de buena calidad, lógicamente si se cumplen las buenas prácticas del proceso de fritura. Los antioxidantes pueden ser naturales o sintéticos y pueden utilizarse individualmente o en mezclas. Las mezclas de antioxidantes tienen importante efecto sinergista, dan mayor versatilidad de protección.
Las características que tienen que cumplir los antioxidantes para ser utilizados en el proceso de fritura son:
· Solubles en aceite para que puedan homogenizarse correctamente.
· Estabilidad térmica para que no se descompongan por las temperaturas del proceso.
· Baja volatilidad para que no escapen del aceite durante la fritura.
· Efecto de acarreo, propiedad que tiene un antioxidante de sobrevivir al proceso de fritura y luego continuar protegiendo del proceso oxidativo al aceite absorbido por el alimento frito.
Para la selección del antioxidante para la fritura se tendrá en cuenta:
· Fritura de alimentos de consumo inmediato (hogar, restaurantes, lugares de comida rápida): en este caso no se requiere de acarreo intenso, lo más importante es que proteja y prolongue la vida útil del aceite.
· Fritura de alimentos que se envasan, transportan, almacenan, se distribuyen y tienen vida de estante: requieren de un antioxidante con buen grado de acarreo.
Ejemplos de algunas aplicaciones prácticas:
· En aceites: Tocoferoles, butil hidroquinona terciaria (TBHQ), Mezcla butil hidroxianisol (BHA) - TBHQ - ácido cítrico, Mezcla TBHQ - ácido cítrico.
· En papas fritas: Mezcla TBHQ - ácido cítrico.
· En productos acompañantes para ingerir con cervezas y otras bebidas alcohólicas: Tocoferoles, Mezcla BHA - TBHQ-ácido cítrico.
En estudios sobre efectividad de antioxidantes se comprobó la descomposición térmica y oxidativa de los aceites de oliva, de maíz, y de orujo y de una mezcla al 50% de aceite de oliva y de maíz, provocada por el calentamiento (175 ± 5oC) intermitente, dos horas al día, durante 5 días consecutivos. La adición de BHA y butil hidroxitolueno (BHT) en concentraciones de 200 ppm, provocó que el BHA produjera una ligera protección frente a la autoxidación en el aceite de orujo y el BHT lo hizo en el aceite de maíz, pero ambos antioxidantes fueron relativamente ineficaces en el resto de los aceites estudiados.
También se ha informado que la adición de extractos fenólicos de romero seco solos y en combinación con el BHA a aceites de oliva (mezcla virgen-refinado) y de girasol, dieron lugar a la disminución de los niveles de ácidos grasos trans en los aceites, en contraposición con el incremento ocurrido en los isómeros trans de oleico y linoleico, principalmente el ácido elaídico, durante la realización de 8 procesos de fritura a 180 oC con intervalos de 24 horas.
Por otra parte, investigaciones realizadas demostraron menor efectividad antioxidante, manifestada a 160 oC por el tocoferol en comparación con el tocoferol, en concentraciones entre 0.01 y 0.1%.
Recientemente se ha estudiado la efectividad de extractos de propóleos como antioxidantes naturales para aceites vegetales y específicamente en el aceite de oliva; concentraciones entre 0.06-0.08 % tuvieron mayor actividad que el BHA y BHT a concentraciones de 0.01%.
Existen regulaciones para el uso de antioxidantes naturales y sintéticos en diferentes países; no todos están aprobados en todos los países. El BHA y el BHT tienen mucho tiempo en uso y casi tienen una aceptación universal. Los tocoferoles por ser naturales tienen buena aceptación. El TBHQ es relativamente reciente y hasta la fecha está permitido su uso en Cuba y Estados Unidos entre otros países, no siendo así en Europa y en Canadá.
Con relación al punto de descarte del aceite en la fritura (momento que determina descartar parte o todo el aceite utilizado en el proceso), los criterios propuestos son múltiples, dependiendo del tipo de aceite, las características del proceso, el control analítico y las legislaciones al respecto.
Algunos autores han intentado definir parámetros para establecer el punto de descarte Entre estos parámetros se encuentran la relación compuestos polares-acidez libre-constante dieléctrica, el contenido de compuestos polares y la combinación color-acidez libre.
Por ejemplo, la Norma Española de Calidad de Aceites y Grasas calentados establece que el parámetro a tener en cuenta es el % de compuestos polares, el que será inferior a 25%. La renovación frecuente del aceite al freir papas, da lugar a que se alcancen en pocas ocasiones los niveles críticos de compuestos polares (25%), existen pocos problemas con el deterioro de la grasas.
Sin embargo, en reiteradas frituras de papas sin renovar el aceite, la velocidad de alteración fue más rápida, existiendo una relación lineal entre los compuestos polares y diferentes compuestos termoxidativos y el número de frituras realizadas.
Se ha expresado que mezclar aceite nuevo con aceite ya utilizado, no da lugar a un aceite más duradero, por el contrario, el nuevo aceite añadido se deteriora con mayor rapidez.
Por otra parte, también se ha expuesto que un aceite nuevo no es tan buen agente de fritura como uno ligeramente alterado, que presente una mayor viscosidad y mayor tensoactividad. No obstante, lo anterior no implica que más alteración del aceite de lugar a mejores cualidades para la fritura.
Un aceite nuevo es poco viscoso y tiene poco poder surfactante, dado que aún no presenta productos de degradación, lo que provoca que el contacto del producto con el aceite (mojabilidad) no sea la óptima y por tanto es deficiente la transmisión de calor y la absorción del aceite por el alimento.
Diferentes determinaciones analíticas permiten valorar el estado de un aceite, las que se realizan en dependencia de las condiciones con que se cuente, estos son:
· En laboratorios no especializados:
§ Índice de acidez ó % de acidez.
§ Índice de peróxido.
§ Índice de refracción.
§ Índice de yodo.
§ Punto de humo.
§ Color.
· En laboratorios especializados:
§ Compuestos polares.
§ Perfil o composición de ácidos grasos.
§ Color.
§ Estabilidad.
§ Constante dieléctrica.
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