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Tema:9 Aditivos alimentarios Mgter. Bqca. Marta A. Horianski Cátedra: Química y Bioquímica de los Alimentos Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales Año 2016 1 04/11/2016 ADITIVO ALIMENTARIO (Art. 6 - CAA) Definición Cualquier sustancia o mezcla de sustancias que directa o indirectamente modifiquen las características físicas, químicas o biológicas de un alimento, a los efectos de su mejoramiento, preservación, o estabilización, siempre que: a) Sean inocuos por sí mismos o a través de su acción como aditivos en las condiciones de uso. b) Su empleo se justifique por razones tecnológicas, sanitarias, nutricionales o psicosensoriales necesarias. c) Respondan a las exigencias de designación y de pureza que establezca este Código. 1 Art. 1392 - CAA Los aditivos alimentarios que cumplan las exigencias que este Código establece, podrán agregarse a los alimentos para: a) Mantener o mejorar el valor nutritivo. b) Aumentar la estabilidad o capacidad de conservación. c) Incrementar la aceptabilidad de alimentos sanos y genuinos, pero faltos de atractivo. d) Permitir la elaboración económica y en gran escala de alimentos de composición y calidad constante en función del tiempo. Art. 1393 - CAA Los aditivos alimentarios NO DEBEN AGREGARSE a los alimentos para: a) Enmascarar técnicas y procesos defectuosos de elaboración y/o manipulación. b) Provocar una reducción considerable del valor nutritivo de los alimentos. c) Perseguir finalidades que pueden lograrse con prácticas lícitas de fabricación, económicamente factibles. d) Engañar al consumidor. La cantidad de un aditivo autorizado agregado a un producto alimenticio será siempre la mínima para lograr el efecto lícito deseado. 2 Aditivo alimentario Se entiende por aditivo alimentario cualquier sustancia que sin constituir por si misma un alimento ni poseer un valor nutritivo, se agrega intencionalmente a los alimentos y bebidas, en cantidades mínimas con el objeto de : • Facilitar o mejorar su proceso de elaboración. • Proporcionar o intensificar aroma, color o sabor. • Mejorar su textura, estabilidad y conservación. 6 Aditivos Estabilizantes y espesantes Endurecedores Antiaglomerantes 04/11/2016 Clarificantes Blanqueadores de harinas Colorantes Gases y propulsores Agentes antimicrobianos 7 3 ESTABILIZANTES Y ESPESANTES Son aditivos que se utilizan por las características estructurales y texturales que imparten a los alimentos. Proporcionan estabilidad a emulsiones, suspensiones y espumas. Presentan propiedades espesantes en general. 8 04/11/2016 ESTABILIZANTES Y ESPESANTES Polisacáridos Goma arábiga Goma guar Carragenato Pectinas Almidón, etc. Proteínas Gelatina 04/11/2016 9 4 Los estabilizantes y espesantes más usados en alimentos aprobados por el C.A.A. son: Pectina Almidones modificados Gelatina Metilcelulosa Gomas: arábiga, de espina corona, goma karaya, goma tragacanto, garrofín, goma guar y goma xántica. Se utilizan a concentraciones del 2 % o inferiores. 11 04/11/2016 Jugo de fruta Mermelada 04/11/2016 Yogurt 12 5 POLIALCOHOLES COMO TEXTURIZANTES Sorbitol Los polialcoholes son derivados de carbohidratos cuyos únicos grupos funcionales son los hidróxilos. Son hidrosolubles e higroscópicos. Presentan viscosidad moderada cuando se disuelven en agua a elevadas concentraciones. 04/11/2016 13 POLIALCOHOLES COMO TEXTURIZANTES Se fabrican por hidrogenación de los azúcares correspondientes. Las propiedades ligantes de agua se deben a las estructuras polihidroxilo. Los utilizados en alimento son: Propilenglicol (CH2OH--CHOH--CH3) Glicerol (CH2OH--CHOH--CH2OH) Manitol Sorbitol [CH2OH--(CHOH)4--CH2OH] Xilitol (C5H12O5) 04/11/2016 14 6 Funciones específicas de los polialcoholes Controlan la viscosidad y la textura Funcionan como humectantes al retener agua Reducen la aw – controlan el crecimiento microbiano Controlan la cristalización Mejoran o permiten la retención de la pastosidad Mejoran las propiedades de rehidratación de alimentos deshidratados Usan como disolventes de compuestos aromáticos Aportan bajo valor energético 15 04/11/2016 POLIALCOHOLES COMO TEXTURIZANTES Los polialcoholes tiene sabor dulce la sacarosa (30 – 100 %). Los polialcoholes de cadena corta son ligeramente amargos a concentraciones . A concentraciones bajas (2 - 10 %) influye poco sobre el sabor . La alta capacidad de hidratación de los polialcoholes los hace muy adecuados para la elaboración de alimentos de humedad intermedia (HI). 04/11/2016 16 7 Alimentos de H I : • • • • • Frutos secos Mermeladas Jaleas Merengue blando Pastel de frutas, etc. Para obtener la aw deseada, se requiere añadir un humectante que retenga agua y proporcione una textura agradable. Pocas sustancias tolerables organolépticamente son eficaces para reducir la aw, tales como: glicerol, sacarosa, glucosa, propilenglicol y cloruro de sodio. 17 04/11/2016 ENDURECEDORES Son aditivos que se añaden a los tejidos vegetales para aumentar la dureza y estabilizar la estructura celular frente a los tratamientos a que son sometidos. 04/11/2016 18 8 El tratamiento térmico o la congelación de tejidos vegetales produce reblandecimiento debido a que se modifica la estructura celular. A los tejidos vegetales se les añaden sales cálcicas, para aumentar la dureza. Las sustancias pécticas participan en la estabilización de la estructura, mediante la formación de enlaces cruzados entre sus grupos carboxilos libres con cationes polivalentes aumentando la cantidad de pectato y pectinato cálcico insolubles. 04/11/2016 19 Las más usadas y aprobadas por el C.A.A: Cloruro cálcico Citrato cálcico Lactato cálcico Fosfato monocálcico • • Son poco solubles. Algunas tienen sabor amargo. 04/11/2016 20 9 ANTIAGLOMERANTES Estos agentes se utilizan para mantener la característica granular y pulverulenta de algunos alimentos que son higroscópicos. 04/11/2016 21 La función de los mismos es la de absorber rápidamente el exceso de humedad, revistiendo las partículas formando una capa impermeable y/o haciendo que las partículas sean insolubles. Silicato cálcico (CaO . SiO2 . H2O). Se utiliza en la sal de mesa y en la levadura en polvo Sales de calcio y magnesio de los ácidos grasos de cadena larga : productos vegetales deshidratados, sal común, sales de cebolla y ajo. 04/11/2016 22 10 Estearato cálcico se usa mucho en alimentos en polvo para impedir la aglomeración, favorecer el flujo libre durante el procesado y asegurar que durante su vida útil no se aglomeren. Otros antiaglomerantes empleados en la industria alimentaria y que están aprobados por el C.A.A. son: Fosfato tricálcico Carbonato magnésico Silicato magnésico Estos aditivos o bien se metabolizan o carecen de acciones tóxicas a las concentraciones empleadas. 23 04/11/2016 CLARIFICANTES Son aditivos que se utilizan para eliminar la turbiedad o sedimento generado durante la elaboración de productos líquidos tales como cerveza, vinos y jugos de frutas. 04/11/2016 24 11 CLARIFICANTES La turbiedad o el sedimento son provocados por diversos sólidos poliméricos coloidales en suspensión presentes naturalmente como los polifenoles (taninos y antocianinas), las proteínas y pectinas. Estos no se pueden eliminar por los métodos tradicionales de filtración. 04/11/2016 25 Agentes clarificantes: Enzimas Proteínas Resinas sintéticas Bentonita Carbón activado Enzimas • Enzimas proteolíticas: hidrolizan proteínas de elevado peso molecular proteínas de la cerveza. • Enzimas pécticas degradan las pectinas coloidales de uvas y manzanas. Proteínas y Resinas sintéticas Forman complejos clarificantes-coloides inestables que precipitan entre taninos, proantocianidinas y otros polifenoles. Las proteínas más utilizada son la gelatina y cola de pezcado y las resinas sintéticas poliamidas y PVP. 12 Bentonita Es una arcilla que se emplea como clarificante. Es un silicato complejo de aluminio hidratado con cationes intercambiables, normalmente iones sodio. En suspensión acuosa la bentonita se comporta como pequeñas plaquitas de silicato insoluble, las cuales tienen alta carga negativa y mucha superficie. Es un adsorbente selectivo para proteínas. Se utiliza como agente clarificante o purificante para evitar la precipitación proteica en vinos. 27 Carbón activado • Moléculas pequeñas (sustancias aromáticas y pigmentos). • Compuestos de mayor tamaño que contribuyen a la turbidez. 04/11/2016 28 13 BLANQUEADORES DE HARINAS Y MEJORADORES DEL PAN Los blanqueadores son aditivos que se añaden a la harina para decolorarla y hacerla más blanca. Los mejoradores dan a la masa mejores propiedades viscoelásticas facilitando el proceso de fabricación. 04/11/2016 29 Blanqueadores de harinas La harina de trigo recién molturada tiene color amarillo pálido y produce una masa adherente que no se amasa ni panifica bien. La harina almacenada se torna lentamente blanca y experimenta un proceso de envejecimiento o maduración que mejora sus cualidades de panificación. Para acelerar estos procesos naturales se recurre a tratamientos químicos y al uso de aditivos para mejorar la actividad leudante de la 04/11/2016 30 levadura y retardar el inicio de enranciamiento . 14 Blanqueadores de harinas El blanqueado de la harina pretende oxidar los pigmentos carotenoides insaturadodos responsables del color amarillo. Ejemplo peróxido de benzoilo. 04/11/2016 31 Mejoradores de harinas Los agentes mejoradores oxidan los grupos sulfhídrico de las proteínas del gluten y generan disulfuros intra e intermoleculares. El resultado es una masa más consistente, seca y extensible dando productos de mejor calidad. Los mejorantes de la masa ejercen su acción sobre la harina recién durante el amasado. En este grupo se encuentran: Persulfato amónico y potásico Yodato (KlO3) Yodato cálcico [Ca(IO3)2] Ácido ascóbico Bromato potásico (KBrO3) -----Prohibido Se usan en concentraciones de 10 – 150 ppm • • • • • 32 15 Compuestos que actúan como blanqueadores y mejorantes Gas cloro (Cl2) Dióxido de cloro (ClO2) Cloruro de nitrosilo (NOCl) Los óxidos de nitrógeno - dióxido de nitrógeno (NO 2) - tetróxido de nitrógeno (N2O4) El gas cloro que a menudo contiene una pequeña cantidad de cloruro de nitrosilo, se usa mucho como blanqueador y mejorante de las harinas de trigos blancas usadas en repostería. Las reacciones oxidativas del cloro forma ClH que reduce ligeramente el pH, con lo que mejoran las propiedades de cocción al horno. 04/11/2016 33 Con frecuencia se incorporan a una mezcla mejoradora de la masa que contienen diversas sales inorgánicas. Las sales inorgánicas incorporadas a los mejorantes de la masa: Cloruro amónico (NH4Cl) Sulfato amónico [(NH4)2SO4] Fosfato amónico [(NH4)3PO4] Fosfato cálcico (CaHPO4) Estas sales se añaden a la masa para facilitar el crecimiento de la levadura y controlar el pH. 04/11/2016 34 16 COLORANTES Otorgan el color deseado o esperado de un alimento. Proporcionan, refuerzan y homogeneizan el color de los alimentos para hacerlo más apetecible al consumidor. 36 04/11/2016 Colorantes Naturales: Pigmentos coloreados que se encuentran en la naturaleza. Se extraen por diferentes métodos. Clasificación • Animal • Vegetal • Mineral Características • poder de tinción que los colorantes sintéticos. • Inestables (pH, T, humedad, etc.) • No tienen buen poder uniformante • Algunos modifican el aroma y sabor del alimentos • Ofrecen una imagen de producto natural. 37 17 Colorantes naturales aprobados por el C.A.A. •Antocianos • - Apo - 8´ carotenal (natural o sintético) • - Apo - 8´ carotenato de etilo (natural o sintético) •Cantaxantina •Caramelo •Cártamo amarillo •Cártamo rojo •Caroteno •Betacaroteno sintético •Clorofilas •Clorofilina cúprica, sódica o potásica. •Clorofilina magnésica •Azafrán •Cochinilla •Cúrcuma •Indigotina (natural o sintética) •Norbixina •Paprika •Riboflavina •Rocú •Rojo de remolacha 38 Azafrán Croxina 04/11/2016 39 18 Cúrcuma Curcumina 40 04/11/2016 http://www.blogodisea.com/2011/los-danonino-llevan-cochinillas-como-colorante-e-120-carmin/ciencia/ Carmín: Cochinilla Ácido carminico 04/11/2016 41 El proceso de obtención consiste en extracción acuosa, filtrado, precipitación, secado, molido y esterilización. La OMS ha establecido un límite de consumo diario de 5 mg/kg/día. 19 Colorantes naturales aprobados por el C.A.A. •Antocianos • - Apo - 8´ carotenal (natural o sintético) • - Apo - 8´ carotenato de etilo (natural o sintético) •Cantaxantina •Caramelo •Cártamo amarillo •Cártamo rojo •Caroteno •Betacaroteno sintético •Clorofilas •Clorofilina cúprica, sódica o potásica. •Clorofilina magnésica, sódica o potásica. •Azafrán •Cochinilla •Cúrcuma •Indigotina (natural o sintética) •Norbixina •Paprika •Riboflavina •Rocú •Rojo de remolacha 42 Colorantes sintéticos Son pigmentos obtenidos por síntesis química. • Síntesis de moléculas nuevas. • Síntesis de moléculas iguales a las que se encuentran en el medio natural. Características • • • • • • Cubren toda la gama de colores Son de mas alta pureza Estables Ofrecen un color más homogéneo al producto Inocuidad mas cuestionada Mercado limitado 04/11/2016 43 20 Los colorantes sintéticos aprobados por el C.A.A. : • • • • • • • • • • Amaranto Amarillo ocaso FCF Azul brillante FCF Azul patente V Eritrosina Punzó 4 R Rojo allura AC Rouge allura Tartrazina Verde indeleble FCF. 04/11/2016 44 Alimentos que se permiten colorear con los colorantes sintéticos aprobados [C.A.A. (Art. 1325)] • • • • • • • Bebidas, en los casos expresamente permitidos. Caramelos y chicles. Cáscaras de frutas secas Confites y grageas Frutas glaceadas y frutas almibaradas Jaleas de fantasía Las frutas y sus pulpas conservadas y las confituras elaboradas con ellas cuando se justifique para restituir el tono natural. • Pastillas • Polvo o mezclas para preparar postres • Relleno de bombones 04/11/2016 45 21 GASES Y PROPULSORES Son gases tantos reactivos o bien inertes, que se utilizan en la industria alimentaria con diversos propósitos. 04/11/2016 46 GASES Y PROPULSORES Hidrógeno: se usa para hidrogenar grasas insaturadas Cloro: para blanquear la harina Dióxido de azufre: para inhibir el pardeamiento enzimático de frutas desecadas Etileno: para estimular la maduración de las frutas, etc. 04/11/2016 47 22 Nitrógeno o CO2: protección contra el oxígeno. En algunos procesos la eliminación del oxígeno en el espacio de cabeza se realiza utilizando estos gases inertes, inyectándolos o bien para cubrir un producto durante o después del procesado. CO2 : para carbonatación de ciertas bebidas (cerveza, vinos, gaseosas, etc.) hace que se vuelvan efervescentes, fuertes y ligeramente ácidos. 48 04/11/2016 AGENTES ANTIMICROBIANOS Toda sustancia capaz de inhibir, retrasar o detener: • El crecimiento de los microorganismos contaminantes de un alimento (mohos, levaduras y bacterias). • Cualquier deterioro del alimento que pueda ser consecuencia de sus actividades metabólicas. 04/11/2016 49 23 Dióxido de azufre y Sulfitos 220 Dióxido de azufre 221 Sulfito de sodio 222 Bisulfito de sodio 223 Metabisulfito de sodio 224 Metabisulfito de potasio 225 Sulfito de potasio 226 Sulfito de calcio 227 Bisulfito de calcio, sulfito ácido de calcio 228 Bisulfito de potasio 53 Dióxido de azufre y Sulfitos Las formas más utilizadas comprenden: Anhídrido sulfuroso ó dióxido de azufre gaseoso (SO2) Los sulfitos, bisulfito o metabisulfito de Na+ o K +. En soluciones acuosas: SO2 + H2O 2 SO3H2 pH 4,5 pH < 3 SO3H2 H+ , HSO3- + 2 H+, SO3= HSO3- y ácido sulfuroso sin disociar ácido sulfuroso sin disociar El ácido sulfuroso inhibe el crecimiento de mohos, bacterias y en menor grado levaduras. Inhibición de reacciones catalizadas enzimáticamente (grupos SH) 54 24 Dióxido de azufre y Sulfitos Anhídrido sulfuroso Inhibidor del pardeamiento no enzimático bisulfito con los grupos carbonilo activos. Inhibe reacciones catalizadas por enzimas enzimático. reacciones del el pardeamiento Actúa como antioxidante de diversos alimentos. Ejemplo en la harina, en frutas desecadas. 55 Usos Se emplea en jugos de uva, mostos, vinos, sidra y vinagre. Salsas de mostaza. Derivados de fruta que van a utilizarse como materia prima para otras industrias (desaparece durante el procesamiento). 56 25 Inconvenientes Genera sabores desagradables en concentraciones superiores a 500 ppm . Destruye la tiamina (vitamina B1), por lo que no debe usarse en alimentos que la aporten en una proporción significativa a la dieta, como es el caso de la carne; sin embargo, protege en cierto grado a la vitamina C. Un pequeño porcentaje de los asmáticos, entre el 3 y el 8%, son sensibles a los sulfitos. Manifestaciones cutáneas o diarrea, especialmente entre personas con el jugo gástrico poco ácido. 57 Dióxido de azufre y Sulfitos Sulfitos o metabisulfitos Con o sin ácido cítrico, proporcionan un control efectivo del pardeamiento enzimático en papas, zanahorias y manzanas antes de pelarlas y trozarlas. Eliminación Durante el cocinado o procesado industrial de los alimentos el anhídrido sulfuroso y sulfitos se pierden en parte por evaporación o por combinación con otros componentes. En el organismo son metabolizados a sulfato y se excretan por la orina sin problemas patológicos conocidos. 58 26 Nitratos y Nitritos (salitre) Los nitratos y nitritos de Na+ y K+ se utilizan comúnmente en el curado de las carnes: Inhibir los microorganismos Generar sabores característicos Desarrollar y fijar el color Nitritos inhiben el crecimiento del género Clostridium en las carnes curadas y en las picadas enlatadas. Siendo más eficaz a pH 5,0 - 5,5, que a valores . Contribuyen al sabor y aroma de la carne curada y además actúan como antioxidante. Los nitratos la carne forman óxido nítrico, el que reacciona con los compuestos hemo para dar nitrosilmioglobina -- nitrosilhemocromo. 59 Inconvenientes Se ha involucrado a los nitritos nitrosaminas (cancerígeno). Nitrito + Aminas Alimento ó intestino NITROSAMINAS Reducción microbiana 61 27 Ácido sórbico y Sorbatos E-200 Acido sórbico E-201 Sorbato sódico E-202 Sorbato potásico E-203 Sorbato cálcico Sorbatos Ácido sórbico ++ 2 63 Ácido sórbico y Sorbatos Inhibidores del crecimiento de: Mohos Levaduras Aeróbicos en los alimentos fermentados o acidificados. Alimentos: quesos, productos de panadería, zumos de fruta, vinos, encurtidos. No debe ser utilizado en productos fermentados en base a las levaduras. En panadería se emplea en las masas batidas (magdalenas, bizcochos, etc.). 64 28 Acción antimicrobiana La acción antimicrobiana del ácido sórbico se deberse a que los m.o. son incapaces de metabolizar el sistema dieno -instaurado de su cadena alifática. H3C--HC=HC--HC=HC--COOH Este interfiere con enzimas : • Enolasas y lactato deshidrogensa (Hidratos de carbono) • Deshidrogenasas (Ciclo del ácido cítrico) • Enzimas con grupos SH • Catalasa, peroxidasa Destruyen la pared celular. Se adhieren a las superficies celulares induciendo cambios en la permeabilidad celular ( H+). 66 Ácido propiónico E-280 Acido propiónico E-281 Propionato sódico E-282 Propionato cálcico E-283 Propionato potásico . Piensos para animales Propionatos Na Acido propiónico K Ca 2 2 Se utilizan las sales, el ácido presenta olor fuerte y es muy corrosivo. Conservante mas utilizado en el mundo (económico). Algunos m.o. producen y otros pueden metabolizarlo. 67 29 Ácido propiónico Tienen actividad antimicrobiana frente a: Mohos (mas efectivo de todos los conservantes) Número reducido de bacterias (B. mesentericus) Tiene una amplia utilización en panadería. Algunos quesos tienen de forma natural contribuyendo a su aroma característico. Se usa hasta concentración del 0,3 % en peso ( antimicrobiana en comparación con otros conservantes). acción 68 Acción antimicrobiana La toxicidad hacia los m.o. está relacionada con la incapacidad para metabolizar el esqueleto de 3 átomos de carbono. Bloquea el metabolismo microbiano por inhibición de enzimas. Reduce el pH intracelular. Puede usarse en pH altos, debido K. Toxicidad En los mamíferos, es metabolizado de la misma forma que los otros ácidos grasos y no produce efectos tóxicos a las concentraciones utilizadas. 69 30 Ácido acético E-260 Acido acético E-261 Acetato potásico - CH3COOK E-262 Acetato sódico - CH3COONa) E-262 Diacetato sódico - CH3-COONa.CH3-COOH.½ H2O E-263 Acetato cálcico – (CH3--COO)2Ca Desde tiempos remotos se han conservado los alimentos con ácido acético bajo la forma de vinagre (una disolución de este ácido en agua, 5 a 10%) 70 Espectro de acción Bacterias (Salmonella, lactobacilos) Levaduras (acción débil) Mohos Las sales se emplean en panaderías (0,1 - 0,4 %) para evitar que el pan se ponga correoso e inhibir el crecimiento de los mohos sin afectar a las levaduras. El vinagre y el ácido acético se utilizan en carnes y pescados escabechados, encurtidos y salmueras. En estos alimentos y mayonesa ejerce una doble función: - Contribuye al sabor - Inhibe los microorganismos 71 31 Ácido benzoico E-210 Acido benzoico E-211 Benzoato sódico E-212 Benzoato potásico E-213 Benzoato cálcico Benzoatos ++ 2 Se encuentra en forma natural, en ciruelas, canela y clavo. Más utilizada la sal sódica, por ser muy soluble en agua. 73 Mermelada 04/11/2016 Yogurt 81 32 Antibióticos Los antibióticos son un amplio grupo de agentes antimicrobianos producidos de manera natural por diferentes microorganismos. Los aceptados por el C.A.A. son: Nisina ( proteína - L. lactis y S. lactis) Clorotetraciclina (Streptomyces aureofaciens) Oxitetraciclina (Streptomyces spp) Natamicina (Streptomyces natalensis) , Las aplicaciones más usuales de los antibióticos en los alimentos son para complementar otros métodos de conservación. Se utilizan para reducir la intensidad en los tratamientos térmicos o para retrasar la alteración de alimentos perecederos en refrigeración tales como carnes frescas, el pescado y el pollo. 82 33