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Tema 3: Sustancias toxicas
Introducidas por la actividad
humana.
Instituto Superior Carmen Molina de Llano
Asignatura: Toxicología Alimentaria
Año: 2016
Carrera: Técnico Superior en Bromatología
Bioquímica/Profesora en Cs. Qcas. y del Ambiente : Salerno, Hilda
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Introducción
 Si definimos como ≪tóxicos derivados≫ a cualquier sustancia toxica o
potencialmente toxica que pueda formarse química o enzimáticamente en los
alimentos durante el procesado, preparación o almacenamiento, nos podemos dar
cuenta del gran numero de ejemplos que hay.
 En los alimentos pueden existir componentes endógenos reactivos y otros de
origen exógeno que pueden dar lugar a compuestos derivados, muchos de los
cuales han sido identificados y estudiados desde el punto de vista toxicológico,
pero aun son muy numerosos los que no han sido analizados en este sentido.
 Un alimento, tal como se consume finalmente, puede contener una mezcla de sus
componentes originales y un gran numero de derivados. No solo es esencial que
tales compuestos se identifiquen, sino también que se establezcan las propiedades
toxicológicas de cada uno de ellos y de la mezcla de todos, pues pueden existir
fenómenos de sinergia aditiva, potenciación y/o antagonismo.
 Los tóxicos derivados pueden clasificarse en diferentes categorías.
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 Son producidos a las elevadas temperaturas de carbonización
(alrededor de 300 °C o superiores) por un proceso complejo
que difiere de otros inducidos por el calor; esta precedido por
una ruptura inicial de la estructura molecular de compuestos
orgánicos hacia otras mas simples, fragmentos reactivos, que
por combinación dan otros compuestos mas estables, dado que
las condiciones impiden la rápida formación de CO o CO2.
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Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP):
Constituyentes del alquitrán, y producidos por combustión
incompleta de la materia orgánica.
Están ampliamente distribuidos en el medio ambiente,
siendo inevitable la exposición humana a los mismos.
La población, en general, puede estar expuesta a ellos a
través del humo del tabaco, inhalación de aire contaminado
e ingestión de aguas y alimentos contaminados con
efluentes de combustión y por procesos de cocinado y
tecnológicos que los produzcan.
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Compuestos pirorgánicos
Existen, por tanto, dos fuentes importantes de exposición a
HAP a través de los alimentos:
a) la debida a deposición y absorción de estos compuestos a
partir del aire contaminado, y por ello, cereales, vegetales,
frutas y semillas contribuyen de forma mayoritaria a la
ingesta de estos hidrocarburos
b) la derivada de su propia formación y deposición en los
alimentos a través de tratamientos como son el tostado,
ahumado y el asado
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 La formación de HAP es realmente significativa a altas
temperaturas ya que, a temperaturas inferiores a 400 °C se
originan en pequeña proporción, mientras que su producción
aumenta linealmente entre 400-1.000 °C.
 Es un proceso complejo, de pirosíntesis a partir de moléculas
orgânicas pequenas liberadas, que pueden ser unidades de dos o
cuatro átomos de carbono, como los radicales etileno o
butadieno, de gran reactividad, que se unen entre si formando
moléculas de varios anillos aromáticos.
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 Los HAP están constituidos por 2 a 4 núcleos aromáticos, y la
mayoría contienen en su composición solo átomos de H y C,
aunque algunos pueden contener nitrógeno, oxigeno o azufre;
entre
ellos
se
encuentran:
antraceno,
fenantreno,
benzo(a)antraceno, dibenzo(a,h)antraceno, benzo( b)fluoranteno,
6-metilcriseno, 3-metilcolantreno, benzopireno, y principalmente
benzopireno (3,4-benzopireno).Este ultimo compuesto es del que
se dispone de mas datos toxicológicos y esta clasificado por la
IARC como probable carcinógeno.
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Compuestos pirorgánicos
Dibenzo[a,h]antraceno
Benzo[a]antraceno
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 Existe una enorme variedad de estos compuestos, de
forma que se considera que en el pescado ahumado están
presentes mas de 100 HAP diferentes.
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Compuestos pirorgánicos
La
presencia de 3,4-benzopireno ha sido
reiteradamente demostrada en muy diversos tipos de
como:
• alimentos asados y fritos: carnes y pescados a la brasa
y a la parrilla;
• alimentos ahumados (carnes, tocino, pescados);
• alimentos tostados
repostería), etc.;
(pan,
café,
productos
de
• cereales, vegetales, bebidas, etc.;
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Compuestos pirorgánicos
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Compuestos pirorgánicos
 Los conjugados del epóxido con el acido glucuronico no
resultan ser compuestos destoxicados, porque se ha visto que
su mayor hidrosolubilidad les permite una mejor distribución
por el organismo, y posteriormente puede liberarse el epoxido
cancerígeno bajo la acción de la β-glucuronidasa tisular.
 El cáncer, por tanto, es el efecto toxico mas importante de los
HAP, describiéndose un incremento de la incidencia de
cáncer de piel, vejiga, pulmón y posiblemente de tracto
gastrointestinal en trabajadores expuestos a HAP,
particularmente asociados con la carbonización y gasificación
del carbón.
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 La
IARC
ha
clasificado
a
benzo[a]pireno,
benzo[a]antraceno y dibenzo[a,h]antraceno en el grupo
2A, probablemente carcinógenos, mientras que otros HAP
como benzo[b]fluoranteno, benzo[j]fluoranteno y diversos
dibenzopirenos se encuentran clasificados como
posiblemente carcinógenos (Grupo 2B). En el grupo 3 se
puede encontrar el benzo[e]pireno (http://www.iarc.fr).
 Los niveles de HAP en la mayoría de los alimentos son del
orden de μg/kg.
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Compuestos pirorgánicos
Aminas heterocíclicas:
 Otros compuestos de gran interés son las diferentes aminas
heterociclicas (AH) que se forman al cocinar a 250 °C o
temperaturas superiores distintos alimentos ricos en proteínas, y
que son mutagenicas y potencialmente carcinógenas.
 Se han descubierto 21, son químicamente similares, compuestos
de nitrógeno heterocíclico con grupos metilo y amino en varias
posiciones.
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Compuestos pirorgánicos
 Su
concentración
en
alimentos
cocinados
varia
considerablemente (hasta cientos ng/g) y los alimentos mas
frecuentemente implicados son: pescados (sardinas) y carnes
(ternera) asados, extractos de ternera, y pirolizados de
aminoácidos (triptófano, fenilalanina, caseína, albumina,
globulina, etc.)
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Compuestos pirorgánicos
 Los mecanismos de formación de estos mutagenos aun no
están totalmente clarificados. Normalmente, como
resultado del calentamiento de proteínas y carbohidratos,
se forman componentes del flavor, por ejemplo pirazinas,
piridinas y tiazoles; algunos intermedios en la formación
de estas sustancias son dihidropirizinas y dihidropiridinas,
que en presencia de oxigeno forman los componentes del
flavor, pero en presencia de creatinina, originan las AH.
 Se ha demostrado que algunos aminoácidos por pirolisis
dan compuestos altamente mutagenicos.
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Compuestos pirorgánicos
 La formación de AH es dependiente del método de
cocinado, tiempo y temperaturas empleados, así como del
tipo de alimento, contenido en grasa, humedad del
alimento, y la presencia de aditivos.
 Generalmente, las cantidades de AH son superiores en
carnes cocinadas que en pescados, y mas elevadas en
productos puros que en mezclas, como albóndigas o
salchichas.
 La formación de AH mutagenicas en extracto de ternera
aumenta con el tiempo de hervido y con la cantidad de
agua evaporada del alimento.
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Compuestos pirorgánicos
 Se ha demostrado que la velocidad de reacción de formación
de mutagenos aumenta exponencialmente a temperaturas
superiores a 150 °C.
 Las AH se absorben por el tracto gastrointestinal, y estudios
con moléculas marcadas muestran que aproximadamente el
40% se elimina por orina.
 Necesitan una activación para ejercer sus efectos
genotóxicos y carcinógenos.
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Compuestos pirorgánicos
 Es importante en toxicología alimentaria considerar la
interacción de estos productos de pirolisis con otros
componentes de la dieta.
 Por ejemplo, los ácidos grasos insaturados han mostrado
una considerable actividad inhibitoria de los efectos
mutagénicos de varios productos de pirolisis.
 Productos lácteos fermentados que contienen bacterias
lácticas también tienen efectos protectores, por unión a las
AH y previniendo su absorción gastrointestinal y su
activación.
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Compuestos pirorgánicos
 La IARC ha clasificado estas sustancias globalmente en el
grupo 2B (posiblemente carcinógenos para el hombre).
 También las AH están relacionadas con el desarrollo de cambios
degenerativos en el sistema cardiovascular, cerebro y páncreas.
 La formación de estos mutagenos en el procesado por
calentamiento de alimentos ricos en proteínas probablemente no
es fácil de evitar.
 Algunas medidas son:
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Compuestos pirorgánicos
1) Hervir el pescado y estofar la ternera mas menuda,
aumentando el uso del horno microondas.
2) Asar o freír solo a bajas temperaturas (< 180 °C).
3) Eliminar la costra y partes quemadas de los asados de
carne, aves y pescado.
De esta forma se puede reducir la exposición a AH en un
factor de entre 10-50, reduciendo consecuentemente el riesgo
teórico de contraer cáncer.
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Compuestos no pirolíticos
derivados de aminoácidos
y de azúcares
 Algunos alimentos, al ser calentados, especialmente a pH
alcalino, experimentan un ennegrecimiento y perdida de sus
propiedades nutritivas. La causa esta en el desarrollo de la
conocida como reacción de Maillard entre aminoácidos y
grupos aldehídos pertenecientes a azucares reductores; se
originan así glicosilaminas N-sustituidas que pueden
transformarse reversiblemente en los compuestos de partida por
hidrolisis en solución acuosa.
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Compuestos no pirolíticos
derivados de aminoácidos
y de azúcares
 Las glucosilaminas por la reestructuración de Amadori se
convierten en la forma ceto. Tras una serie de reacciones
en cadena, los productos finales son los polímeros pardos,
llamados melanoidinas, sustancias insolubles de color
marrón oscuro.
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Compuestos no pirolíticos
derivados de aminoácidos
y de azúcares
 Anteriormente se pensaba que el único inconveniente de esta
reacción era la consecuente perdida de aminoácidos; esta
consecuencia nutricional era mas significativa si el aminoácido
dañado limita realmente el valor biológico del alimento, y este
constituye un alimento básico para un grupo de edad determinado,
como la infancia.
 Como el aminoácido mayormente implicado es la lisina,
abundante en la leche, la calidad nutritiva del producto puede ser
deficiente y puede plantear problemas nutricionales en el niño. De
hecho, se ha observado en animales de experimentación
alimentados con leche desecada por calentamiento, un retraso en el
crecimiento, que se recuperaba por administración de lisina. 34
Compuestos no pirolíticos
derivados de aminoácidos
y de azúcares
 Se ha observado que las premelanoidinas inhiben enzimas
digestivos y que los productos de reacción de Maillard (PMR)
administrados a ratas preñadas reducen la ganancia de peso, y
originan una menor supervivencia de los fetos, causando
alargamiento hepático (ligero), del ciego y de los riñones (mas
pronunciado).
 Los pigmentos formados son hepatotóxicos, produciendo no
solo hipertrofia hepática en animales de experimentación, sino
también lesiones necroticas y cirrosis.
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Compuestos no pirolíticos
derivados de aminoácidos
y de azúcares
 También se ha visto que estos productos pueden conducir a
nefrocalcinosis y desequilibrios electrolíticos en animales de
experimentación, como aumento de la absorción intestinal y
excreción urinaria de Ca y Mg y excreción elevada de Cu, Zn
y Na.
 Se evidencio un incremento de la excreción urinaria de Zn,
Cu, Fe en sujetos (humanos) perfundidos con una solución
de MRP, y se informo de una reducción de la retención de Zn
en individuos sujetos a dietas con MRP.
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Compuestos no pirolíticos
derivados de aminoácidos
y de azúcares
Esta reacción de glicosilación esta perfectamente demostrada
in vivo y hay teorías que proponen que precisamente la
glicosilación no enzimática de ciertas proteínas desencadena
en el organismo una serie de reacciones químicas que
culminan en la formación y acumulación final de enlaces
cruzados irreversibles entre moléculas proteicas adyacentes,
que explicaría algunos procesos adversos relacionados con
ciertas enfermedades (diabetes) y la edad.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 Los nitritos se producen en los alimentos por reducción bacteriana
de nitratos, presentes como contaminantes en alimentos, o como
consecuencia de su uso como aditivos.
 De hecho, el riesgo toxicológico de los nitratos reside en su fácil
conversión a nitritos por bacterias nitrificantes, que pueden estar
presentes en alimentos, saliva y tracto gastrointestinal.
 Las fuentes de nitratos en alimentos y aguas de bebida, y
consecuentemente de nitritos, derivan del empleo de fertilizantes
nitrogenados, excretas de animales agrícolas, descargas de desechos
municipales e industriales, y del uso como aditivos alimentarios
(conservas de pescado y carne); los nitritos como tóxicos derivados
de nitratos se encuentran en vegetales (espinacas, zanahorias,
aumentando durante el almacenamiento), tubérculos, carnes
curadas, etc.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 Los vegetales de hojas verdes, particularmente lechugas y
espinacas, contienen naturalmente altos niveles de
nitratos, dependiendo de la especie de planta y variedad,
intensidad de luz, temperatura, niveles de fertilizantes.
 La temperatura de almacenamiento y conservación de
estos vegetales también influye en la interconversion entre
nitratos y nitritos.
 A temperaturas de refrigeración las concentraciones de
nitratos y nitritos permanecen inalterados durante al
menos 7 días, lo cual puede prevenir la acumulación de
nitritos en estos vegetales.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 El Comité de Expertos mixto FAO/WHO, JECFA y el Comité
científico sobre alimentos de la Comisión Europea ha establecido
una ingesta diaria aceptable (IDA) de nitratos de 0-3,7 mg ion
nitrato/kg de peso corporal , siendo segura para neonatos, niños
y adultos; para nitritos, la JECFA ha propuesto una IDA de 0 –
0,07 mg nitrito/kg de peso corporal.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
Los riesgos mas importantes derivados de la ingesta de
nitratos y nitritos son dos:
Producción de metahemoglobinemia, que afecta
principalmente a los niños, aunque también existen otros
grupos de población de riesgo (embarazadas, personas
con acidez gástrica disminuida, con deficit de glucosa-6P-deshidrogenasa, etc.)
Formación de compuestos N-nitroso en adultos, agentes
teratógenos, mutagenos y probables carcinógenos,
altamente peligrosos para la salud humana.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 Estos riesgos tóxicos de nitratos/nitritos han sido motivo de
amplia discusión, por los altos niveles de nitratos en las aguas
de bebida en algunas poblaciones (nitratos procedentes de
fertilizantes nitrogenados, etc.), ya que existe una serie de
factores involucrados en la susceptibilidad a los
nitratos/nitritos, por ejemplo, en la población infantil:
 Acidez gástrica disminuida, que favorece la proliferación
de microorganismos reductores de nitratos a nitritos antes
de su total absorción.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 La ingesta de agua en niños es casi 10 veces superior a la de los
adultos por unidad de peso corporal.
 Hemoglobina fetal (60-80% en recién nacidos) se oxida mas
facilmente a metahemoglobina.
 Desarrollo incompleto del sistema NADHmetahemoglobina
reductasa en recién nacidos y pequeños, que salvo casos raros de
deficiencia enzimática hereditaria, parece desaparecer al cabo de
los 3-4 meses de vida.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 Aunque los nitritos y nitratos no son directamente carcinógenos,
pueden reaccionar con otros componentes de la dieta y formar
mutagenos y carcinógenos.
 Respecto al riesgo por formación de compuestos N-nitroso, los
mas significativos en Toxicología Alimentaria son las
dialquilnitrosaminas
(N-nitrosodimetilamina,
Nnitrosodietilamina), de estructura ciclica (N-nitroso piperidina, Nnitroso pirrolidina) y las acilalquilnitrosaminas o-nitrosamidas
(nitrosoguanidina).
 Las dos fuentes principales de exposición humana a los
compuestos N-nitroso, son de origen exógeno y endógeno.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 La absorción de nitrosaminas puede ocurrir por diferentes
vías:
pulmonar
(nitrosaminas
gastrointestinal, y a través de la piel.
volátiles),
tracto
 La mayoría de las nitrosaminas se metabolizan
eficientemente en el hígado. Aproximadamente el 60% de
las N-nitrosodialquilaminas se degradan a CO2 y se
exhalan, una pequeña parte se excreta por orina y una
porción insignificante por heces.
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Compuestos producidos por reacciones de
contaminación o degradación
 Por todo ello, la exposición a compuestos N-nitroso y sus
precursores debe mantenerse en el nivel mas reducido
posible, siguiendo las recomendaciones de la OMS.
 En resumen, existe un riesgo potencial con estos
alimentos, que no parece ser grande cuando son frescos y
sometidos a operaciones normales, pero que es mayor con
practicas inapropiadas causadas por desconocimiento o
despreocupación.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Los lípidos son un grupo amplio de compuestos que, junto a las
proteínas y los carbohidratos, constituyen los componentes
estructurales principales de todas las células vivas.
 Se caracterizan por ser generalmente solubles en disolventes
orgánicos y muy poco solubles en agua. Dentro de ellos, los
triacilgliceroles o triglicéridos son los principales compuestos de
reserva y constituyen hasta el 99% de los lípidos de origen vegetal o
animal.
 Los aceites y grasas han formado parte de la dieta humana desde la
prehistoria. El hombre, al ser omnívoro, consume tanto grasas
procedentes de tejidos animales como vegetales. En ambos casos, la
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grasa puede formar parte de tejidos estructurales o de tejidos de
reserva.
Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Los alimentos pueden contener los dos tipos de grasas: grasas visibles
que forman parte del tejido de reserva y grasas ocultas que forman
parte de las membranas celulares de los tejidos.
 Como parte de los alimentos, los lípidos se consumen o bien
separados de la fuente animal o vegetal original, por ejemplo, en el
caso de la mantequilla, sebo, aceites para ensaladas, o como
componentes fundamentales de alimentos básicos tales como la leche,
el queso o la carne.
 Es esencial para la salud ingerir cantidades adecuadas de grasas
alimentarias. Además de cubrir las necesidades energéticas, su
consumo debe ser suficiente para satisfacer las necesidades de
ácidos grasos esenciales y vitaminas liposolubles.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 La FAO aconseja hacer una serie de recomendaciones a la
población en relación con los rangos deseables del consumo de
grasas y estos varían según las condiciones existentes,
especialmente los patrones de alimentación y el predominio de
enfermedades no transmisibles relacionadas con ellas.
 El consumo de aceites y grasas sigue aumentando a pesar de las
recomendaciones en el sentido de disminuir el porcentaje de
grasa de la dieta para reducir la incidencia de las enfermedades
cardiovasculares asociadas con un elevado consumo de grasas y,
en particular, de grasas saturadas de origen animal.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Composición:
Las grasas alimentarias incluyen todos los lípidos de
los tejidos vegetales y animales que se ingieren como
alimentos.
Los aceites (líquidos) y grasas (solidas) mas frecuentes
están constituidos fundamentalmente por triglicéridos
o triacilgliceroles, llevando además los alimentos
grasos cantidades menores de otros lípidos tales como
fosfolípidos y glicolípidos.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Los triacilgliceroles están constituidos por ácidos grasos
esterificados en las tres posiciones de la molécula de glicerol.
 Diferentes tipos de ácidos grasos, tanto saturados (SFA) como
monoinsaturados (MUFA) o poliinsaturados (PUFA), pueden
encontrarse esterificando estas posiciones.
 Por otra parte, cualquier alteración de una grasa (bien por ser
mezclada con otras o por una manipulación industrial que
favorezca la isomerización de los dobles enlaces y la
transesterificacion de triacilgliceroles) afecta a su composición.
Los ácidos grasos insaturados suelen presentar de forma natural
la configuración geometrica cis, pudiendo adoptar la forma trans
como resultado de ciertas manipulaciones a las que se someten
las grasas y aceites.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Desde un punto de vista toxicológico se pueden
considerar dos orígenes diferentes en la producción de
efectos adversos por parte de los alimentos grasos:
La presencia en el alimento de componentes naturales
que sean susceptibles de originar efectos tóxicos.
La aparición de compuestos tóxicos debido, o bien a
una alteración de los componentes naturales del
alimento o bien a una contaminación exógena.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
En general, los lípidos no suelen producir efectos
agudos o inmediatos, sino que los efectos aparecen tras
una ingestión continuada de aceites y grasas.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Toxicidad producida por componentes naturales
Este tipo de toxicidad esta producida por alguno de
los componentes que forman parte del alimento de
forma natural. Dentro de este grupo se pueden
distinguir dos tipos, toxicidad producida por los
componentes mayoritarios del alimento, como es el
caso de algunos ácidos grasos, y toxicidad producida
por componentes minoritarios, como sucede en el
caso de algunos pigmentos y alcaloides.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Toxicidad producida por compuestos de alteración
Desde el punto de vista de la alteración de las grasas, las
principales modificaciones en la composición de aceites y
grasas se producen durante el almacenamiento y
conservación de los alimentos. Pero hay otras sustancias no
deseables que pueden producirse durante los diferentes
procesos tecnológicos a que son sometidos los alimentos,
bien a escala industrial o bien a escala domestica. Procesos
de este tipo son la refinación, la hidrogenación y la fritura.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
• Alteración de aceites y grasas
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 La rancidez hidrolitica, se produce por la liberación de los
ácidos grasos de los glicéridos, es extremadamente
importante para determinar como sabe un producto, es
improbable que tenga alguna importancia nutricional o
toxica porque las grasas son hidrolizadas mediante enzimas
en el intestino delgado antes de ser absorbidas. En algunos
casos, es incluso deseable que se produzca la rancidez
hidrolitica.
 La rancidez oxidativa, sin embargo, conduce a la formación
de compuestos tanto incomestibles como tóxicos, lo que es
inaceptable desde el punto de vista nutricional
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
La alteración oxidativa que se produce como
consecuencia de la acción del oxigeno atmosférico sobre
las grasas (fundamentalmente las insaturadas) de forma
espontânea es la principal vía de modificación de
aceites, grasas y alimentos lipídicos, ya que se producen
una serie de reacciones en cadena, que tienen lugar a
través de radicales libres, dando lugar a una variada
gama de nuevos compuestos que se diferencian tanto en
sus pesos moleculares como en sus polaridades.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
La oxidación es la causa mas importante de la perdida de
calidad del alimento desde el punto de vista nutricional.
Esto se debe fundamentalmente a la formación de nuevos
compuestos (principalmente compuestos oxidados y
poliméricos) por modificación de los ácidos grasos
insaturados constituyentes de los lípidos, a la interacción
de los lípidos oxidados con las proteínas, a la oxidación
paralela de vitaminas con actividad antioxidante, etc., que
disminuyen sensiblemente su valor nutritivo, incluso en
alimentos de bajo contenido graso.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Por otra parte, desde el punto de vista biológico, la
oxidación de lípidos se traduce en daños a membranas,
hormonas y vitaminas, que son componentes vitales para
la actividad celular.
Otro aspecto al que afecta este tipo de alteración es a la
calidad sensorial, la oxidación tiene como consecuencia la
formación de componentes volátiles que determinan la
aparición de características organolépticas indeseables,
que disminuyen la aceptación de los alimentos, entre las
cuales la mas conocida es la rancidez.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Por ultimo, desde el punto de vista económico, el control de la
oxidación es de gran interés para la industria alimentaria, necesitada
de aceites y grasas de estabilidad elevada que garanticen periodos de
comercialización superiores a un año y resistan las condiciones
drásticas de los principales procesos de preparación de alimentos que,
como la fritura y el horneado, tienen lugar a temperatura elevada.
 Cuando los lípidos se oxidan forman hidroperóxidos, que son
susceptibles de sufrir una oxidación posterior o una descomposición
en productos secundarios de la reacción, tales como aldehídos,
cetonas, ácidos y alcoholes. En muchos casos, estos compuestos
afectan negativamente al flavor, aroma, sabor, valor nutricional y
calidad sensorial global del alimento.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Las principales variables que afectan a la oxidación
de los alimentos grasos se pueden dividir en dos
grupos, las relacionadas con la propia constitución
de la grasa y las relacionadas con las condiciones
de almacenamiento.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
• Influencia de procesos tecnológicos
La autoxidación puede producirse de forma
espontanea, y tiene lugar principalmente durante el
almacenamiento y conservación de los alimentos
grasos.
Existen otros procesos que pueden conducir a la
formación de compuestos alterados, ejemplos de
ellos son la fritura de alimentos y la hidrogenación
parcial de aceites.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Fritura: la fritura de los alimentos, aunque aparentemente es
un proceso simple, es en realidad un proceso muy complejo en
el que participan distintas reacciones.
Además de las altas temperaturas y de la baja solubilidad del
oxigeno en el medio, que favorecen la producción de
compuestos secundarios debido a una rápida descomposición
de los hidroperóxidos, hay que tener en cuenta la presencia del
alimento en el interior de la grasa o aceite calentado. Cuando
el alimento se introduce en la grasa se producen varios tipos
de reacciones.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Por un lado se producen reacciones oxidativas que originan
hidroperoxidos, radicales libres, etc.
 Se producen a su vez reacciones de hidrolisis que originan
ácidos grasos libres, digliceridos, monogliceridos y glicerina, la
cual la su vez puede originar acroleína, sustancia volátil y toxica.
 Se dan reacciones de tipo térmico y hay una vaporización de
compuestos volátiles.
 Por ultimo, se produce además una solubilización de parte del
alimento en la grasa de fritura y una absorción de parte de esta
por el alimento, de forma que los compuestos presentes en la
grasa pueden pasar al alimento y ser ingeridos.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Por otra parte, se debe tener en cuenta que, generalmente los
aceites de fritura no se utilizan solamente una vez, sino que el
mismo aceite se usa varias veces para freír nuevas porciones de
alimento de aquí la importancia de realizar la renovación del
aceite o grasa de fritura con la suficiente frecuencia.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
Formación de isómeros de los ácidos grasos:
Entre las transformaciones que sufren los alimentos grasos
como consecuencia de los procesos industriales, están las
experimentadas por los ácidos grasos insaturados de los
aceites vegetales cuando se hidrogenan parcialmente para
producir grasas mas plásticas, mas solidas o mas estables.
 En condiciones de hidrogenación parcial, el doble enlace
puede cambiar de configuración cis a trans (isomerización
geométrica) o cambiar de posición dentro de la cadena de
átomos de carbono (isomerización posicional).
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Los dos tipos de isomerización se dan frecuentemente en un acido
graso sometido a hidrogenación.
 En el proceso de refinación de aceites vegetales, concretamente en
la etapa de desodorizacion también pueden aparecer ciertas
cantidades de ácidos grasos trans.
 Los llamados ácidos grasos trans son ácidos grasos insaturados
que tienen al menos un doble enlace en configuración trans. Los
mas frecuentes son los monoinsaturados, pero también pueden
encontrarse isómeros diinsaturados con configuración cis, trans o
trans, cis. En los ácidos grasos monoinsaturados trans procedentes
de aceites parcialmente hidrogenados, el doble enlace suele
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situarse entre las posiciones 9 y 11.
Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Las fuentes mas frecuentes de ácidos grasos isomericos son las
margarinas y grasas de repostería que contienen aceites de
pescado o vegetales parcialmente hidrogenados.
 Los productos lácteos o la carne de los rumiantes obtienen ácidos
grasos isomericos en el proceso de hidrogenación que se produce
en el rumen.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
En estudios metabólicos realizados utilizando acido
oleico como referencia, los ácidos grasos trans
procedentes de aceites parcialmente hidrogenados
elevan el colesterol LDL del plasma de forma similar a
lo que se observa con los ácidos grasos saturados.
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Compuestos originados por el
calentamiento y oxidación
de grasas y aceites
 Sin embargo, los ácidos grasos trans no elevan el colesterol HDL del
plasma, y pueden bajar esta fracción en comparación con el acido
oleico.
 El cociente entre colesterol total y HDL parece ser mas
desfavorable con los ácidos grasos trans que con cantidades
equivalentes, ya sea de acido oleico o de ácidos grasos saturados.
 Los ácidos grasos isoméricos de los aceites vegetales parcialmente
hidrogenados parecen generar hipercolesterolemia, por lo que cuando
se reduce la ingestión de ácidos grasos saturados, deberían también
reducirse los ácidos grasos trans para mejorar el perfil de las
lipoproteínas plasmáticas.
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Compuestos formados
por tratamiento alcalino
 Un procedimiento para hacer digeribles ciertas fracciones
vegetales (extractos de levadura, soja, algodón, colza) o de
animales (pieles, plumas de ave, pezuñas) consiste en el
tratamiento de los mismos con disoluciones alcalinas.
 Se consiguen así los lisados proteicos, utilizados en la
alimentación animal y humana.
 En la etapa de tratamiento alcalino ocurre una serie de cambios
químicos como racemización y destrucción de aminoácidos y
formación de enlaces covalentes intra e intermoleculares, pero
también se forman derivados de carácter toxico, como LAL
(lisinoalanina), ornitinoalanina (OAL) y lantionina.
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Compuestos formados
por tratamiento alcalino
 De ellos, el mas estudiado es LAL del que se sospecha
nefrotoxicidad.
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Compuestos formados
por tratamiento alcalino
 Cuantitativamente, la formación de LAL depende de la
naturaleza de la proteína, el tiempo de calentamiento y la
concentración de álcali.
 Sus precursores están presentes fundamentalmente en las
proteínas de la leche, y otros alimentos implicados de tipo
proteico son: carne de pollo, huevo hervido, legumbres, etc.
Todas las legumbres producen LAL a 80 °C tras exposición de
solo 30 minutos, aunque parece que LAL es poco estable al calor
y su concentración disminuye si el calentamiento es prolongado
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Compuestos formados
por tratamiento alcalino
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Compuestos formados
por tratamiento alcalino
 Durante el cocinado se ha comprobado que la carne de
pollo que no contenía al estado fresco LAL, llegaba a
alcanzar los 200 ug/g cuando se cocino en horno
microondas.
 Los huevos hervidos, pueden contener LAL tras hervido
de 10-30 minutos, y mas cantidad cuando se fríen a 150 °C.
 Uno de los alimentos mas problemáticos por su contenido
en LAL son los caseinatos obtenidos por precipitación
acida de la leche y neutralización posterior con base
fuerte.
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Compuestos formados
por tratamiento alcalino
La administración de LAL a varias especies animales
(conejo, hámster, ratón) no produjo patologías, pero
la rata es muy sensible y presenta una importante
nefropatia con cambios citomegalicos en la porción
descendente
de
los
túbulos
proximales,
hipercelularidad glomerular, necrosis epitelial,
adelgazamiento de la capsula de Bowman, etc. No se
sabe si la resistencia de las otras especies animales es
solo una cuestión de dosis (falta de absorción de
LAL).
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Compuestos formados
por tratamiento alcalino
 En humanos no esta definido si representa un peligro
toxico, puesto que no es fácil la extrapolación de los
resultados obtenidos con los animales de experimentación.
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Bibliografía
• Toxicología Alimentaria. Cameán, Ana y
Repetto, Manuel. Editorial: Díaz de Santos.
Madrid. 2006.
• Bello J, López de Cerain A. Fundamentos de
Ciencia Toxicológica. Díaz de Santos, Madrid
(2001).
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