Alimentos. Actualidad || Alteraciones
La producción de los alimentos en distintas épocas del año y diferentres lugares de donde se consumen hace necesario su almacenamiento y, con gran frecuencia, su transporte.

El almacenamiento de los alimentos puede alterar las calidades sensoriales y en ocasiones, producir su descomposición. Se conoce tres posibles causas de alteraciones:
a) físicas, que incluyen temperaturas inapropiadas, pérdidas o ganancias de humedad, radiaciones
b) químicas, como reacciones con el oxígeno
c) biológicas, cuales son proliferación y metabolismo de microorganismos, infestación por insectos, parásitos y roedores y actividad de sistemas enzimáticos

La exposición que sigue se limita a las causas más frecuentes e importantes que originan alteraciones de los alimentos

Deshidratacion

La deshidratación o desecación consiste en la reducción del agua libre de un producto o alimento. Para ello se pueden seguir dos métodos: a) calentamiento del alimento con flujo aire, b) adición de solutos que absorben agua, como es el caso de salazones y de azucarados.

La actividad acuosa (aw) de un alimento o de una solución, se conoce como la relación existente entre la presión de vapor de agua del alimento y la del agua pura a la misma temperatura. La deshidratación disminuye el aw, y a menor agua en el alimento, menor aw. A medida que la solución se concentra, la presión de vapor disminuye y la aw desciende hasta un valor máximo de 1 para el agua pura.

La calidad de un alimento desecado es directamente proporcional al parecido en sabor, olor y consistencia al alimento fresco de origen, una vez hidratado. Para conseguir una buena calidad del alimento conviene tener en cuenta una serie de aspectos relacionados con el proceso de desecación, así como la composición química y las condiciones de almacenamiento.

Algunos alimentos son más susceptibles a la desecación por su estabilidad, una vez deshidratados. Es el caso de algunas verduras, frutas, o ciertas clases de pan, que tienen gran estabilidad en seco. Uno de los productos que tiene problemas de alteración durante su almacenado es el huevo.

Oxidación de las grasas
Con excepción del agua, la mayoría de los alimentos están constituidos por cierta cantidad de lípidos y la degradación oxidativa de los ácidos grasos poliinsaturados es un importante factor que limita la vida de algunos productos, produciento además síntomas desagradables, como mal olor y sabor a rancio

El enranciamiento se debe a la reacción del oxígeno atmosférico con determinados compuestos de los alimentos, formándose no solamente algunos no deseables, sino también, en ocasiones, tóxicos.

Procesos que afectan a la oxidación de las grasas
Son : a) auto-oxidación, b) hidrólisis.

a) Auto-oxidación. Es un proceso irreversible de oxidación de los ácidos grasos insaturados. Se pueden considerar los siguientes aspecto: 1) iniciación del enranciamiento por la luz, el calor y por la materia mineral de los alimentos, formándose hidroperóxidos, 2) los hidroperóxidos son compuestos (radicales, aldehidos, cetonas y alcoholes) muy inestables causantes del mal olor, 3) estos compuestos interaccionan entre sí, acelerando el proceso de enranciamiento.
b) Hidrólisis. El enranciamiento hidrolítico es producido por una acción enzimática. Esta acción no se produce en los productos horneados, ya que la temperatura de cocción destruye las enzimas.Sin embargo, en las grasas no cocidas, cremas de decoración, masas batidas con demasiada humedad por cocciones rápidas o poco cocidas, las enzimas atacan a las grasas.

Factores que influyen en la oxidación de las grasas
Son los siguientes:
a) Composición en ácidos grasos. La auto-oxidación de los ácidos grasos saturados es muy lenta y no se oxidan prácticamente en condiciones normales. En cambio, a altas temperaturas, pueden experimentar una oxidación significativa. Los ácidos grasos insaturados se oxidan tanto más fácilmente cuando más dobles enlaces posean.
b) Presencia de ácidos grasos. En algunos aceites comerciales la presencia de ácidos grasos libres pueden aumentar la incorporación de trazas de metales que pueden actuar como catalizadores y, en consecuencia, incrementar la velocidad de oxidación de los lípidos.
c) Superficie libre. En el almacenamiento de las grasas la velocidad de oxidación aumenta proporcionalmente con el área de líquido expuesto al aire.
d) Humedad. En los alimentos desecados cuyo contenido en agua es muy bajo, la oxidación se produce muy rápidamente. Cuando la actividad del agua es muy alta (Aw = 0,55 - 0,85) la velocidad de oxidación es alta.
e) Luz y temperatura. La energía radiante, la luz, especialmente la radiación ultravioleta, y el calor, aceleran la oxidación. Por el contrario, a temperaturas de congelación se paraliza.
f) Antioxidantes. Los antioxidantes son sustancias que retardan la velocidad de oxidación, por lo que previenen el enranciamiento o el deterioro debido a la oxidación. Se conocen una gran cantidad de productos antioxidantes, tanto sintéticos como naturales.

Factores microbianos

Los microorganismos están presentes en el ambiente vital del hombre y en todos los seres vivos, plantas o animales. La contaminación de los alimentos se produce desde cualquiera de estas fuentes. Con el procesado y la distribución, se abren nuevas posibilidades de contaminación.

No todos los microorganismos que contaminan los alimentos crudos tienen la misma importancia sanitaria.Unos se conocen como microorganismos alterantes porque son los responsables del deterioro y cambios en los caracteres sensoriales de los alimentos, y el resto corresponde a microorganismos patógenos o causantes de infecciones e intoxicaciones alimentarias.

Principales microorganismos que alteran los alimentos
Son los siguientes:

- Bacterias ( en general),
- Bacterias Gram-negativas: Pseudomonas spp, Enterobacteriaceas
- Bacterias Gram-positivas : Lactobacillae, Micrococaceae
- Bacterias esporuladas: Bacillus spp, Clostridium spp
- Bacterias halófilas
- Levaduras ( en general)
- Mohos (en general)
- Mohos xerófilos

Evitar la contaminación de alimentos crudos resulta difícil, por lo que las medidas prácticas deben dirigirse a inhibir o reducir el desarrollo de los microorganismos contaminantes, asegurando así la calidad microbiológica de los productos alimenticios. Al plantear la inhibición del crecimiento microbiano debe considerarse que no toda contaminación tiene el mismo significado. Las características de cada alimento influyen en la multiplicación microbiológica, mientras que unos alimentos se alteran con facilidad, otros, con idénticas condiciones, permanecen estables.

Factores que posibilitan o dificultan el crecimiento microbiano en los alimentos
Pueden agruparse en:

Factores intrínsecos: se refieren a las propiedades físicas y a la composición química del propio alimento: actividad de agua, pH, nutrientes, potencial de oxidación y estructura del producto alimentario.

Factores extrínsecos: características del ambiente donde se almacena el alimento: temperatura, humedad y tensión de oxígeno

Tratamientos tecnológicos a los que haya sido sometido el alimento, físicos o químicos, modifican la microbiota inicial y repercuten también en la composición del producto final.

Factores implícitos: relaciones que se establecen entre los microorganismos presentes en los alimentos

De estos factores, la actividad de agua, el pH del alimento y la temperatura ambiental tienen especial relevancia.

Actividad de agua (Aw). A valores elevados de Aw (cociente que oscila entre 0 y 1) , superiores a 0,98, la mayoría de los microorganismos encuentran condiciones óptimas de desarrollo. Por debajo de 0,87, se inhibe el desarrollo bacteriano y de la gran parte de las levadurasy únicamente los mohos pueden proliferar. Productos frescos como carnes, pescados, huevos, leche o frutas tienen actividad de agua superiores a 0,97, lo que explica la corta vida útil de estos alimentos. El bajo valor de este parámetro en harinas, legumbres o pasta italiana proporciona, por el contrario, estabilidad a estos productos.

Microorganismos productores de alteraciones en alimentos enlatados
Generalmente, los microorganismos se presentan en particulares tipos de alimentos. Sobreviven al tratamiento del enlatado o contaminan el alimento a través de fugas del envase.

Cuando la contaminación es anterior al tratamiento, es posible predecir el microorganismo responsable si se conocen bien la naturaleza del alimento y las condiciones a las que se ha sometido dicho alimento. Sin embargo, los microorganismos que se introducen por fugas pueden ser muy variados al igual que la composición de los medios de enfriamiento.

Alimentos según acidez (pH) y grupos de microorganismos orígenes de alteraciones
Grupo de alimentos poco ácidos y semiácidos: Productos cárnicos y marinos, leche, hortalizas, mezclas de carne y vegetales, sopas, salsas
Microorganismos: aerobios esporulados, anaerobios esporulados, levaduras, mohos y bacterias no esporuladas

Grupo de alimentos ácidos: tomates, peras, higos, piña, otras frutas
Microorganismos: bacterias esporuladas y no esporuladas, levaduras, mohos

Reacciones químicas

Las reacciones químicas que participan en la formación de las características sensoriales de la corteza de los alimentos son: reacciones de caramelización, pardeamiento no enzimático y reacciones de Maillard.

En teoría, el pardeamiento no enzimático y las reacciones de Maillard son fenómenos bien distintos. El pardeamiento no enzimático tiene lugar en ausencia de aminoácidos libres y requiere obligatoriamente una temperatura elevada, genera pocos compuestos aromáticos en comparación con la degradación de Strecker, etapa característica de las reacciones de Maillard. Estas, sin embargo, no necesitan un calentamiento propiamente dicho, pero la existencia de aminoácidos libres es un elemento indispensable, se desarrollan en condiciones de pH estrictas y producen en un principio una degradación de aminoácidos después de un oscurecimiento así como moléculas aromáticas características. En la práctica industrial, los dos mecanismos están muy imbricados y a menudo actúan en conexión.

Reacciones de caramelización

La caramelización o pirólisis se presenta cuando los azúcares se calientan por encima de su temperatura de fusión (unos 135º C) en la que los monosacáridos (glucosas, etc...) forman unos compuestos intermedios denominados enoles, como paso inicial de la reacción. Los mecanismos de reacción son algo complejos, pero los principales son los de deshidratación y de ruptura que dan origen a pigmentos oscuros. Si se trata de un disacárido (maltosa) debe existir primero una hidrólisis que produzca los correspondientes monosacáridos.

La composición química de los caramelos es muy compleja, pero parece ser que es constante aunque provenga de diferentes carbohidratos, como la glucosa, la maltosa o el almidón. En los primeros estadíos se forman compuestos que no están bien determinados. En estadíos posteriores se forman polímeros complejos parecidos a los que se forman en las reacciones de Maillard. Otra característica importante es la necesidad de altas temperaturas para iniciarse la caramelización. Esto es una propiedad que le diferencia de las reacciones de Maillard, así como en los tipos de compuestos que son responsables del olor y del sabor, el sabor es ácido y el aroma, lógicamente, a caramelo.

Reacciones de Maillard

Se conoce con el nombre de reacción de Maillard aquella que se lleva a cabo entre un grupo aldehído o cetona, proveniente de azúcares reductores, y grupos amino de aminoácidos o proteínas, los compuestos pigmentados insolubles que se producen se denominan melanoidinas, dándose también otros compuestos volátiles y solubles. Los azúcares reductores que pueden favorecer esta reacción en la corteza son las aldohexosas (glucosa) y los disacáridos (maltosa).

Entre los aminoácidos el que más fácilmente reacciona es la lisina, seguido de la arginina, el triptófano y la histidina, estos aminoácidos son especialmente escasos en la harina, y siendo la lisina un aminoácido indispensable para la dieta, las reacciones de oscurecimiento de la corteza convertirán al pan en un alimento nutritivamente pobre, a esto se añade que las proteínas cuyos aminoácidos han reaccionado son atacadas con dificultad por la tripsina en la digestión. Las condiciones físicas son determinantes para que se produzca la reacción, el pH más favorable para el oscurecimiento es el ligeramente alcalino, la actividad del agua desempeña un papel importante en estas reacciones, que están propiciadas para bajos contenidos de la misma, mientras que altos contenidos impedirán que se desarrollen, aunque ya se ha comentado anteriormente que las altas temperaturas no son necesarias, se comprueba que a medida que éstas aumentan la reacción se ve favorecida.

Estas reacciones fueron originalmente observadas por el químico francés Maillard, en 1912. Fue posteriormente, cuando se descubrió el mecanismo de las complejas interacciones que se producen en varias fases:

1ª: No hay producción de color. Se da la unión entre el azúcar y el aminoácido.

2ª : Se forman colores amarillos muy suaves y olores desagradables. Se origina la deshidratación de azúcares formándose las reductonas o dehidrorreductonas y después su fragmentación. Posteriormente, se producen compuestos reductores que facilitan la formación de los pigmentos. Muchos de los olores y sabores (aldehídos, furfurales, etc.) son generados durante el horneado, siendo el olor a tostado y el sabor amargo, los predominantes.

3ª: Se forman los pigmentos oscuros denominados melanoidinas. El mecanismo no es bien conocido, pero se sabe que implica la polimerización de compuestos formados en la segunda fase.

Referencias:
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