Aditivos alimentarios Teresa Blanco de Alvarado-Ortiz - UPC

Encuentro Científico Internacional 2012 de Invierno (ECI 2012i) “Olga Lock Sing de Ugaz” Sociedad Química del Perú

Aditivos alimentarios 

Todos son sustancias formadas por moléculas químicas

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Un buen número son naturales que se obtienen industrialmente a partir de vegetales: antioxidantes, vitaminas, minerales, colorantes, aminoácidos, aromas

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Otros aditivos son sintetizados.

Aditivos, la mayoría son moléculas inorgánicas, sencillas, generalmente solubles Gases:

Óxidos

Hidróxidos

Ácidos inorgánicos

Sales inorgánicas

N2,

de Ca

de NH4,

Clorhídrico

Carbonatos de NH4, Mg, K, Na

NO,

de Mg,

Ca,

Sulfúrico

Silicatos de Al, Ca, Mg

K

Fosfórico

Sulfitos de Ca, K,

Mg,

Sulfuroso

Cloruros

CO2

Na

Aditivos que son moléculas orgánicas no tan simples, generalmente solubles Alcoholes Ácidos

Sales

Ésteres

Hidrocarburos

sorbitol

málico, acético

acetatos de Ca, Na

miristatos

propano

glicerol

láctico, ascórbico

propionatos palmitatos de Na, Ca, K

butano

xilitol

fumárico propiónico

miristatos

De ácidos grasos

isobutano

tartárico

palmitatos

lecitina

cítrico

estearatos

estearatos

Aditivos que son moléculas orgánicas más complejas Aminoácidos y sus sales

Nucleóti dos

Polisacáridos y Enzimas derivados de celulosa

Colorante

Gomas

glutámico

guanilato de Na, K

almidón

lipasas

clorofilas

algarro bo

aspártico

inosilato de Na, de K

etilcelulosa

isomaltasa

rojo de remolacha

traga canto

glicina

Ribonucleó tidos

carboximetil celulosa

amilasas

beta carotenos

gelan

L-leucina

Ácido guanílico

proteasas

caramelo

karaya

Bromelina Papaina

Riboflavi na

xantán, tara

Lisina (hidro cloruro)

Ruta de aditivos alimentarios dentro del cuerpo humano   

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Siguen la vía oral, con los alimentos. Sólo si es necesario, son digeridos. Luego, son absorbidos por las vellosidades intestinales . Si no fueron digeridos ni absorbidos se eliminan por vía gástrica, con las heces.

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Los absorbidos son metabolizados después de atravesar las membranas y los no aprovechados son eliminados por la orina como desechos.

Mecanismos general de detección de estímulos provocados por aditivos Disolución de las sustancias químicas en la saliva. Contacto de las células gustativas a través del poro gustativo. Interacción con:  Receptores del gusto (proteínas de la superficie de las células).  Proteínas poriformes (canales iónicos). Producen:  Cambios eléctricos en células gustativas  Vías de señalización intracelular. Despolarización.

Y luego, qu é pasa con los aditivos? qué

 Junto a alimentos y fármacos, después de ser digeridos si fue necesario y, absorbidos por las vellosidades, como moléculas sencillas, ingresan a la célula atravesando las membranas. 

En una secuencia de reacciones sufren síntesis o degradación, gracias a enzimas que logran cambios progresivos en un metabolismo.

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Varios aditivos alimentarios son enzimas.

Edulcorantes naturales Se prefieren – desde siempre- por su sabor agradable, Por dar cuerpo a las preparaciones Por conservar alimentos Pedanio Dioscórides en su capítulo 75 del Libro II escribió“

Hay especie de miel en caña de India y de Arabia, como sal se desmenuza en los dientes fácilmente. esta miel mezclada con agua es deliciosa bebida, conveniente al estomago, para enfermedades de la vejiga y de los riñones, y metida en los ojos resuelve todas aquellas cosas que oscurecen la vista.”

Espumantes

ADITIVOS ALIMENTARIOS

Antiespumantes Incrementadores del volumen A´cidos Propulsores Agentes endurecedores Agentes de retención del color Antiaglutinantes Agentes gelificantes Edulcorantes Agentes de glaseado Gasificantes Acentuadores del aroma Humectantes Espesantes Agentes de tratamiento de las harinas Antioxidantes Sales emulsionantes Sustancias conservadoras Colorantes Estabilizadores Emulsionantes

Edulcorantes naturales extraídos de vegetales Monosacáridos: glucosa, fructosa, galactosa Disacárido sacarosa de caña o de remolacha Lactosa, de la leche Polialcoholes de glucosa: Jarabes hidroxilados, lactilol, maltilol, manitol, sorbitol, xilitol

Edulcorantes calóricos y no calóricos Sean nutrientes naturales o aditivos alimentarios procesados, son inocuos, endulzan cientos de preparaciones. Unos, nutritivos: dan energía a niños, ancianos, deportistas, trabajadores, personas delgadas. Otros, sin o con pocas kcal, más dulces que el azúcar, para personas con sobrepeso, diabéticos

Glucosa o Dextrosa En frutas, según su maduración. En miel de abeja: 30 a 40%. Producto de hidrólisis de almidón de maíz, yuca, arroz, papa, camote. Glucosa sanguínea: 80-120g/dl En soporte nutricional Tolerancia a glucosa: para diabetes

Fructosa, levulosa o azúcar de frutas Monosacárido polihidroxiacetona, químicamente muy activo. Libre en frutas, muy soluble. Más dulce que la sacarosa, más, en cristales D-fructopiranosa. Muy higroscópica, necesita envasarse contra humedad. Preserva humedad dando textura a productos horneados. A alta To con compuestos aminados: Reacción Maillard Para dulces, gomas, chocolates, helados, pasteles, bebidas, cremas para bebés, congelados, jugos en polvo, bebidas instantáneas de cacao, sustitutos de leche materna.

Sacarosa Mayor edulcorante industrial y del hogar. De caña de azúcar, remolacha o betarraga, obteniéndose con ácidos, álcalis, carbón vegetal, se clarifica, deshidrata, concentra y cristaliza. De rápida y fácil caramelización, estable a procesos tecnológicos. Soluciones sobre saturadas inhiben bacterias y mohos por presión mermeladas, leche condensada, manjar blanco, natillas, tofes. Da color a carnes curadas, las conserva.

osmótica:

Lactosa o azúcar de leche Leche de vaca: menos soluble y dulce, 3 a 4%. Leche humana deliciosa: por 7% de lactosa, y aminoácido glutamato libre. Tiene 25 - 40% del poder dulce de sacarosa. Intolerantes a lactosa: deficientes en lactasa, no digieren leche ni lácteos. Formada por galactosa y glucosa.

E 966 Lactitol, poliol, Más estable que la lactosa, soluble en agua a 25º C. Cristales monohidratados sin color ni olor, suave dulzor. Para chocolate negro, sopas y caldos de cocción rápida, helados, dulces, productos de panadería. No se digiere, absorbe, ni metaboliza. No influye en glucemia ni en secreción de insulina. A dosis altas puede ser laxante.

Esteviòsido 

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Glucósido de hojas Stevia rebaudiana, en Paraguay . Diterpeno cristalino, dulce delicioso, Núcleo 13-O--soforosil-19-O-glucosil-steviol. Para diabèticos no insulino dependientes. Endulza 250 a 300 veces más que la sacarosa.

Descubierto -propiamente al azar-, en 1967. Derivado potásico del ácido acetoacético, -prefijo ACE- y de ácido sulfámico, -sufijo SULFAME Estructura y sabor similar a sacarina, estable en procesos de elaboración, larga vida, sin riesgos .Estudios toxicólogos favorables. No es digerido, absorbido ni metabolizado, excretándose íntegramente sin acumularse Fuerte dulzor, no da kcal, Europa: bebidas y lácteos sin sabor residual Desde 1983 en Inglaterra Europa y Estados Unidos. JECFA: última evaluación 1990, IDA: 0-15 mg/kg.

,, Unas 50 veces más dulce que azúcar, algo Desagradable mejora con sacarina. Estable en medio ácido, calor y luz fuerte. Usado desde 1950,p rohibido en 1970 en USA, Japón e Inglaterra, empleado en gaseosas, yogur y dulces en casa. Luego se demostró su inocuidad En animales de experimentación, dosis mayores a las de bebidas hipocalóricas, puede ser cancerígeno y teratógeno para sus fetos por liberación de amina del ácido ciclámico o ciclo-hexil-amina. No se absorbe, pasa al colon donde bacterias lo transforman en ciclohexilamina, que si atravesase membranas elevaría la presión sanguínea y podría atrofiar parcialmente los testículos Sales de Na+ y de Ca++ se obtienen sulfonando la ciclohexilamina, son más solubles. JECFA: última evaluación 1982, IDA: 0-11 mg/kg.

3-oxo-2,3-dihidrobenzo [d] isotiazol-1,1-dioxido; 1,2-benzisotiazol-3 (2H)-ona1,1-dióxido; 1982, IDA: 5 mg/kg de peso corporal No carbohidrato, no da kcal, 200-300 veces más dulce que azúcar, Inalterable a alta To, pH ácido y cambios de la industria. Más consumida, sal sódica, algo amarga en pan, bizcochos, fideos, bebidas, yogur, flanes, gelatinas, postres para diabéticos y personas que desean disminuir peso. Fahberg sintetiza sacarina en 1878 como edulcorante, se usa así un año después. Patentó la síntesis sin mencionar a Remsen y ya en Alemania, con financiamiento produce sulfamida –sacarina- por su dulzor. Trager James en su Cronología de los Alimentos, 1997, dice fue Ira Remsen de 33 años, en Baltimore, Univ. Johns Hopkins con su estudiante alemán Constantin Falhberg, utilizando carbón con solvente tolueno quien sintetizó sulfamidas de sabor dulce. Los dos p ublicaron en 1880 resaltando sabor dulce.

Conservantes. El hombre siempre ha querido preservar

granos,

semillas, harinas, carnes, frutas, bebidas Antimicrobianos naturales como ácidos benzoico y cítrico en frutas y compuestos azufrados en ajos y cebollas. Así el yogur es más estable que la leche por el ácido láctico producido durante su fermentación. A concentraciones autorizadas, no matan a los microorganismos, evitan su proliferación, Todo no se puede comer de una sola vez, sólo cuando es necesario. El hombre emplea sal, vinagre, ácido cítrico, salitre natural o nitrato de potasio, azúcar para conservarlos. Al entender las moléculas y los átomos, dejar la alquimia y descubrir lo maravillosa y ordenada que es la química, se aplica la conservación de los alimentos y se accede a una alimentación, sana, segura.

Ác. sórbico y sorbatos Na+, Ca++, K +, Ác. graso diinsaturado, trans, trans-2,4-hexadienoico. Más utilizado, no tóxico, no da sabores ni aromas extraños. Absorbido y metabolizado como ác. graso, fuente de energía. En forma natural en bayas verdes del árbol Sorbus aucuparia, serbal de cazadores, familia Rosáceas, de donde se obtuvo, de ahí su nombre. Sintetizado en 1900. Cuarenta años después, 1940 se descubre sus propiedades antimicrobianas. Sus sales más empleadas en alimentos ácidos

Parabenos, o parabenes Conservantes bactericidas y fungicidas en champús, cremas hidratantes, geles para el afeitado, medicamentos tópicos y parenterales, bronceadores y dentífricos Aditivos alimentarios desde 1930, para derivados cárnicos tratados por calor, conservas vegetales y productos grasos, repostería y en salsas de mesa. En relleno de pasteles, refrescos, jugos, aderezos, ensaladas, jaleas con edulcorantes artificiales, mientras el éster de heptilo se usa en la cerveza. .[3]

Parabenos son ésteres del ác. 4 hidroxibenzoico también llamado ác. p-hidroxibenzoico o de donde viene su nombre. Más usados: Metilparabeno E 218 Etilparabeno E 214 Propilbarabeno E 216 Butilparabeno Menos usados: Isobutilparabeno Isopropylparabeno Bencilparabeno y sus sales. En la figura R simboliza un grupo alquilo como metilo, etilo, propilo o butilo

Ácido benzoico y sus sales de Na+, Ca++, K +, Antibacterianos y antifúngicos en pepinillos en vinagre, mermeladas y gelatinas bajas en azúcar. Evitan daño microbiológico, deterioración química del alimento, controlan insectos, plagas y roedores. Levantine, A. L., Almeyda, J. 1974, hace 30 años en un estudio en personas sensibles: pueden desencadenar ronchas pruriginosas, urticaria e inflamación brusca, sin dolor y muy breve que afecta cara, cuello, laringe, manos y pies.

Sulfitos Utilizados en trozos de fruta, fruta desecada, vino, embutidos de carne, jugos o zumos de frutas, además de conservar evitan la turbidez. Sólo en personas sensibles pueden ocasionar síntomas de asma y eritema, enrojecimiento de piel o mucosas debido a congestión en pequeños vasos.

Antioxidantes Ascórbico o Vit. C y sus sales a dosis < 300 mg/kg. Tocoferoles o Vit. E .

Evitan se enrancien grasas y aceites de alimentos horneados y otras comidas, cambiando su sabor. Evitan que frutas frescas sin cáscara, durazno, plátano, manzana, se oscurezcan por pardeamiento enzimático en el que por oxidación que origina difenoles, de color café cuando se exponen al aire. Muy empleados en caldos, sopas, purés deshidratados, salsas; snacks, frutos secos, chicles. Sintéticos y más baratos son BHA (Butil-hidroxi-anisol) o E320 y el BHT (Butil-hidroxitoluol) o E321 •

Nitritos Sales del ácido nitroso, HN02, de fórmula general M"1(N02)n. Los n. contienen el ión N02El NaN02, se vende en barras delgadas amarillo pálido. Higroscópico, muy soluble en agua y poco en alcohol. El KN02, es delicuescente, más soluble en agua todavía que la sal sódica e insoluble en alcohol.

Nitratos Sales del ácido nítrico, M"(N03)n. Notablemente más estables que el ác. libre. Hay prácticamente de todos los metales, son sales solubles en agua. Se descomponen al calor, liberando O2. Los alcalinos por calor moderado dan nitritos así: KN03=KN02+ 02. Conservan productos cárnicos, embutidos protegiéndolos de las bacterias. Su acción vasodilatadora puede producir intoxicación y metahemoglobinemia.

Conservantes ¿son alérgicos? Certificar alergias a aditivos es muy difícil. En 1980, Agencia Nacional de Alimentos de Dinamarca*: menos del 10% de alergias son debida a reacciones adversas a aditivos. En 2005, Angelis R.: “...patología no frecuente, debe certificarse presencia de proteínas y respuesta del sistema inmunológico...” Es difícil separar el alimento en sí del aditivo señalado como causante de posible alergia, son muchos los alimentos que lo tienen. National Food Agency of Denmark. 1980. The significance of food and food additives in allergy and intolerance. Report from a working group. ( In Danish). De Angelis R C. Alergias Alimentares. Ed Atheneu. Sao Paulo.2005

Digestión, absorción y metabolismo del aditivo dipéptido ASPARTAMO Lumen intestinal  Aspartamo Estearasas Metanol +aa ác. Aspártico+ + aa Fenilalanina Peptidasa

aa ác. aspártico + aa Fenilalanina

Mucosa intestinal Aspartamo Estearasas Metanol + aa ác. Aspártico + aa Fenilalanina

Sangre portal

Metanol aa ác. Aspártico aa Fenilalanina

Peptidasa

aa.ác.aspártico

aa. ác aspártico

+ aa Fenilalanina

aa Fenilalanina

Bibliografía de aditivos edulcorantes y conservantes

•Alvarado Ortiz C, Blanco T, Aditivos Alimentarios. Fundación Ajinomoto. 2006. •Food Additives de Branen, Alfred Larry. •Handbook of Additives Compilación de Michael e Irene ASH. •Publicaciones de JECFA. •Codex Alimentarius. •Química de Alimentos de Fennema Belitz, Coultate Braverman, Robinson Cheftel.