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UNIVERSIDAD SAN CARLOS DE GUATEMALA
CUNSUROC
TOXICOLOGIA DE LOS ALIMENTOS
DR. SAMMY RAMÍREZ
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Cap. 11 Preparación de alimentos y formación de compuestos tóxicos
Introducción
Los alimentos son la materia prima de mayor importancia en la elaboración de platillos. Por ello es
importante el manejo higiénico de alimentos y conocer sus posibles fuentes de contaminación.
Existen tóxicos generados durante la aplicación de técnicas culinarias como asado, horneado,
asado a la parrilla, freído. Se mencionan las amidas heterocíclicas, los hidrocarburos aromáticos
policíclicos, compuestos vinculados con la rancidez, la generación de acrilamidas y nitrosaminas.
LAS TÉCNICAS CULINARIAS
Son los procedimientos que se emplean en la elaboración de diferentes platillos, sobre todo
aquellos que implica el uso de calor. La cocción es el tratamiento térmico de los alimentos a fin de
mejorar su sabor y aumentar la digestibilidad, disminuir la carga microbiana y compuestos tóxicos
o factores antinutritivos.
Transferencia de calor: El calor es la transferencia de energía de un cuerpo que se encuentra a
mayor temperatura a otro de menor temperatura. Los mecanismos son:
a) Convección: Forma directa de transmisión de calor que se realiza a través del movimiento
de un fluido. Puede ser espontanea o natural (cocción de alimentos, o forzada mediante el
uso de ventiladores).
b) Conducción: La transferencia de calor al alimento se realiza por mediod e una superficie
sólida caliente.
c) Radiación: Implica la emisión de calor en forma de ondas electromagnéticas portadoras de
energía que cruzan el espacio a la velocidad de la luz.
Calentamiento por microondas: El calor se genera dentro de los alimentos. El
agua posee una constante dieléctrica alta en comparación con los materiales
sólidos, de modo que la cocción por microondas se debe al gua del alimento. En
las grasas tienen una constante dieléctrica más baja que la del agua, por lo que se
calientan de manera más lenta. El problema radica en que los alimentos son
sistemas con diferentes compuestos químicos, por lo cual el calentamiento será
diferente en cada parte de la estructura.
Transferencia de calor y masa
En un alimento, la transferencia de calor se debe a:
a) La cantidad de calor que absorbe la superficie del alimento.
b) La cuantía y rapidez de la conducción de calor de las orillas al centro del alimento.
La transferencia de masa se debe al efecto del agua durante la cocción de los alimentos. Ésta
modifica los componentes químicos del alimento conforme se incrementa la temperatura y avanza
la cocción.
Clasificación de los métodos de cocción
Calor o cocción húmeda: Realizada por convección y en ella interviene el agua a °T máxima de
100°C a nivel del mar y 120°C en olla de presión.
a) Hervido
d) Estofado
b) Escalfadado o pochado
e) Baño maría
c) Vapor
Calor o cocción seca: Abarca los métodos en los que no interviene un factor humero durante la
cocción a fin de que los productos formen una capa protectora que impida el intercambio de jugos
entre el alimento y el medio. El calor se transmite por contacto, grasa caliente, aire caliente o
radiación.
a) Asado: Esta cocción se basa en la aplicación de calor seco y puede realizarse por: Asado en
sartén, asado al horno y espiedo.
b) Salteado: Asar más rápido. Se usa una sartén con poca cantidad de grasa.
c) Gratinado (salamandra): Realizado por radiación, los rayos de la fuente de calor van
directo al alimento y desarrollan una costra de superficie.
d) Fritura: Cocción realizada a 150 a 180°C. el alimento se cubre por completo.
e) Rebosado: Se emplea calor moderado y una cantidad de grasa que cubra dos terceras
partes del alimento.
f) Braseado: Se aplica en el horno. Utilizado mejor para la cocción de carnes muy duras.
g) Rostizado: Cocción por radiación en que el alimento debe bañarse con grada de manera
constante para que forme una costra uniforme.
Cocción Mixta: Resulta de la combinación de calor seco y húmedo. La selección del método de
cocción depende de las características del alimento y de acuerdo con la técnica se generarán
cambios en los compuestos químicos del alimento. Los cambios pueden ser benéficos pero
también pueden generarse modificaciones en el valor nutricional de alimentos procesado,
desnaturalización de compuestos tóxicos naturales, destrucción de bacterias y enzimas, así como
generación de compuestos tóxicos en potencia.
FUENTES DE TÓXICOS EN ALIMENTOS
Las fuentes de contaminación de los alimentos pueden ser:
a) Presencia natural de tóxicos.
b) Contaminación: por plaguicidas y fertilizantes, contaminación
cruzada, contaminación ambiental.
c) Uso de aditivos prohibido.
d) Uso de materiales de empaque inadecuados.
e) Tóxicos provenientes de equipos y accesorios empleados en la
preparación de alimentos.
f) Tóxicos generados durante la preparación de platillos.
TÓXICOS GENERADOS DURANTE LA PREPARACIÓN DE ALIMENTOS
El uso de técnicas de cocción provoca cambios de sabor, olor y textura en los alimentos. Algunas
de ellas son:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Pérdida de vitaminas y aminoácidos
Inactivación de enzimas
Disminución en la carga microbiana
Fijación de color en algunos vegetales
Hidratación de moléculas como el almidón
Modificación de características reológicas
Generación de tóxicos pirolíticos derivados de aminoácidos y proteínas, como los
hidrocarburos aromáticos policíclicos y las aminas heteróciclicas.
h) Rancidez.
AMINAS HETEROCÍCLICAS (AH)
Compuestos químicos que se generan los alimentos con alto contenido de proteínas o
aminoácidos que se someten a altas temperaturas. Se ha encontrado que la formación de AH
comienza a los 100°C y aumenta con la temperatura. Al parecer las carnes y pescados preparados
a la plancha son los que tienen mayor concentración de AH.
El consumo promedio en seres humanos de AH es de 0,4 a 0,6 microgramos/día/individuo. Más
alla de que las AH sean responsables o no de diferentes problemas de salud, se ha considerado
sugerir algunas modificaciones en procesos de elaboración de alimentos asados, fritos o a la
parrilla:
Evitar carbonización de carnes durante cocción.
No haya contacto directo de los alimentos con la llama de gas o carbón.
Utilizar cacerolas de aluminio, para reducir la carbonización.
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS (HAP)
Son compuestos orgánicos formados por dos o más anillos aromáticos condensados. Los HAP se
forman por pirolisis o combustión incompleta de la materia organica. Los compuestos generados
por pirolisis de alimentos que se han identificado con mayor frecuencia son benzo(a) pinero,
benzo(a) antraceno, dibenzo(a,h)antraceno, dibenzo(a,h)pireno, benzo(k)fluorantreno. El más
importante es el 3,4-benzo(a)pireno (BaP).
Se estima que 30% de los HAP son carcinogénicos y que la ingestión humana puede llegar a 20µg
diarios, de los cuales 2µg son BaP. Algunos efectos tóxicos generados por los HAP son
fotosensibilidad e irritación en los ojos, irritación en los bronquios, hepatoxicidad y nefrotoxicidad
media.
Su presencia en alimentos se debe a contaminantes provenientes del medio o compuestos
generados durante la cocción de alimentos por la aplicación de técnicas culinarias en que se
emplean altas temperaturas como el asado, cocción a la parrilla, rostizado, tostado, secado o
ahumado.
El factor de importancia para la formación de HAP es la temperatura a la que se genera en el
ahumado. En carnes y pescado los HAP se depositan de manera principal en los tejidos grasos.
FRITURA
El proceso de fritura comienza con el aceite, el cual se somete a diversos cambios químicos
generados por la temperatura y las características del alimento en preparación. Entre estas
últimas, que se conocen como termolíticas y oxidativas, se encuentran la hidrólisis, oxidación y
polimerización.
Desde el punto de vista toxicológico, el proceso de fritura produce diversos compuestos nocivos
para el ser humano, entre los que se encuentran desde inhibidores enzimáticos hasta mutágenicos
potenciales. Los compuestos responsables de aromas y sabor de aceite alterado son
hidrocarburos, aldehídos y alcoholes que se generan por la descomposición de ácido linolénico.
COMPUESTOS VOLÁTILES POLARES
En la hidrólisis de los triglicéridos se rompen los enlaces éster, lo cual genera polaridad: el agua se
disocia en H+ (hidrogeniones) y OH- (oxidrilos) que se unen, de manera respectiva, al alcohol y al
radical acilo. Esto produce ácidos grasos libres de digliceridos, los cuales son tóxicos si se
consumen en abundancia.
POLÍMEROS
Se forman a partir de reacciones de polimerización térmica y oxidativa. Y provocan alteraciones en
el organismo como disminución de la absorción de nutrientes y alteraciones en el funcionamiento
del páncreas.
PRODUCTOS DE PEROXIDACIÓN LÍPIDICA
Se genera mediante la introducción de oxígeno en el momento de calentar un lípido. En la
conversión, las estructuras lipídicas insaturadas se transforman en peróxidos.
Algunos de los compuestos que resultan de la peroxidación lípidica son los peróxidos, seguidos por
los alquenales, los aldehídos, malónicos y el colesterol oxidado. En algunos países, el valor máximo
permitido para el contenido de peróxidos en alimentos es de 5 meq/kg.
Los alquenales, el carácter toxico parece aumentan conforme se incrementan la cadena y el
número de dobles enlaces. El malonaldehído propanodial se genera durante el enranciamento de
los ácidos poliénicos. El colesterol oxidado se genera por oxidación del colesterol, la cual se acelera
a calentar la grasa de origen animal.
REACCIÓN DE MAILLARD: ACRILAMIDA
Incluye una serie de reacciones complejas cuyo resultado final es la generación de melanoidinas.
Uno de los compuestos generados a través de la reacción de Maillard es la acrilamida o 2propenamida. Es una neurotoxina que se produce en alimentos que contienen almidón sometidos
a calor. Un ejemplo las papas fritas. El efecto tóxico de las acrilamidas compuesto que radica en
formar aductos de ADN quien tiene el potencial de ocasionar mutaciones del mismo.
El contenido de acrilamida en ppb es de 470 en los pretzels duros y saldos, 393 en papas a la
grancesa, 355 en totopos de maíz. Durante el tostado de las semillas de café se produce la
acrilamida, cuyos niveles pueden variar de acuerdo con la variedad empleada.
Sugerencias para reducir el desarrollo de acrilamida son:
Modificar el pH mediante la adición de ácido cítrico.
Controlar la temperatura de cocción, se sugiere no sobrepasar los 120°C
Disminuir el tiempo de cocción
El uso de microondas antes de la fritura favorece a la formación de acrilamida.
NITROSAMINAS
Se originan a partir de la reacción de óxido nitroso con aminas secundarias y terciarias. Se sabe
que generan cáncer en el hígado y el sistema reproductor.
Son fuente de precursores de nitrosaminas algunos fertilizantes nitrogenados que por acción
microbiana se transforman en nitratos, los cuales pueden acumularse en vegetal (zanahorias,
acelgas, rábanos, espinacas) y reducirse a nitritos con acción hemoglobinizante y cianótica y que
pueden actuar como precursores de nitrosaminas.
La fuente más importante son las sales de
nitratos con las que se elaboran algunas
carnes y embutidos para restringir el
desarrollo de Clostridium Botulinim
generador de una neurotoxina.