miércoles, 30 de octubre de 2013

TECNOLOGIA ALIMENTARIA Y LA PÉRDIDA DE NUTRIENTES

TECNOLOGIA ALIMENTARIA Y LA PÉRDIDA DE NUTRIENTES

Son pocos los alimentos que pasan directamente del productor a través de la comercialización hasta el consumidor. La mayoría de los alimentos que disponemos hoy día en el mercado son alimentos que han sufrido algún  tipo de procesado, aunque sea mínimo. Incluso los alimentos que podemos denominar como frescos han sido mínimamente procesados aplicando operaciones básicas como limpieza, clasificación, selección, pelado o envasado.

Son muchos los caracteres que se pueden modificar como el color (sobre todo en la aplicación de calor), olor, sabor, volumen (por la adición de agua), consistencia y digestibilidad.

1.         FACTORES QUE CONDICIONAN EL VALOR NUTRITIVO DE LOS ALIMENTOS
La mayoría de los alimentos son mezclas complejas de estos nutrientes en calidad y cantidad. Casi ningún alimento está constituido por un solo nutriente y, por otro lado, no hay ningún alimento completo para el hombre adulto (la leche materna sólo es un alimento completo para el recién nacido durante los primeros meses de vida. Después deja de ser completa pues carece de hierro, vitamina C y fibra). En definitiva, todos los nutrientes se encuentran amplia y heterogéneamente distribuidos en los alimentos y pueden obtenerse a partir de múltiples combinaciones de los mismos. Se dice que existe una única forma de nutrirse pero múltiples e incluso infinitas formas de combinar los alimentos o de alimentarse.

Por este motivo, y dado que los nutrientes están muy repartidos, no hay ninguna dieta ideal ni ningún alimento aislado es bueno o malo por sí mismo. El valor nutricional de la dieta depende, por tanto, de la mezcla total de los alimentos que la componen y de los nutrientes que aporta y debe ser valorada en el curso de varios días. El consumo de una dieta variada y moderada es la mejor garantía de equilibrio nutricional.

Todos los componentes de los alimentos sufren continuos cambios que modifican la composición final del producto. Es decir, cuando un alimento está recién recolectado, tiene un valor nutritivo potencial que puede modificarse por acción de diferentes procesos antes de ser utilizado por el organismo teniendo, en el momento de ser metabolizado, un valor nutritivo real. Cuando llega el alimento a nuestro plato puede haber sufrido modificaciones industriales y culinarias que pueden haber cambiado sus propiedades nutritivas.

La importancia de los alimentos desde el punto de vista nutricional depende de distintos factores:

ü De la composición en crudo del alimento, tal y como es comprado.
ü Del grado en que se modifican (pierden o ganan) los nutrientes durante el transporte, almacenamiento, preparación o cocinado doméstico o industrial y de la adición de otros nutrientes durante su elaboración.
ü El tipo de preparación empleado puede aumentar la absorción de vitaminas rompiendo paredes celulares y solubilizándolas. Algunos nutrientes y especialmente las vitaminas son muy sensibles a la luz, calor, oxígeno, ácidos, álcalis y su contenido puede verse sensiblemente disminuido cuando se ven sometidos a los agentes anteriores. Entre las vitaminas, las más estables son la niacina y las vitaminas liposolubles y las más lábiles la vitamina C y el ácido fólico. Las vitaminas hidrosolubles pueden también perderse en el agua de cocción si esta no se consume.
ü De la interacción de los nutrientes con otros componentes de la dieta. Por ejemplo la naranja no sólo es importante nutricionalmente por su contenido en vitamina C sino también porque esta vitamina C aumenta la absorción del hierro inorgánico (de origen vegetal) y por tanto su biodisponibilidad, pues reduce el Fe+++ a Fe++, mucho más soluble. Por otro lado, hay sustancias como los fitatos que pueden formar complejos insolubles y disminuir la absorción de algunos minerales.
ü De la cantidad que se consuma y de la frecuencia de consumo. Todos los alimentos son igualmente importantes por muy pequeñas cantidades de nutrientes que contengan, pero la cantidad y frecuencia de consumo son grandes determinantes del valor nutritivo del alimento. Por ejemplo, la papa no es una buena fuente de vitamina C: por su bajo contenido (18 mg/100 g de alimento), si se compara con la naranja (60 mg/100 g) o el pimiento (150 mg/100 g) y además porque se consume cocinada y durante este proceso se pierde una parte importante de la vitamina, hasta un 50%. Sin embargo, muchos grupos de población consumen grandes cantidades de este alimento y para ellos la papa es el mejor suministrador de vitamina C. El valor nutritivo de las especias es otro ejemplo muy ilustrativo: 100 g de orégano contienen unos 1580 mg de calcio. Sin embargo, la cantidad que puede aportar por "ración" (empleadas en muy pequeñas cantidades en la elaboración de platos: por ejemplo, medio gramo o menos para condimentar un plato) no es en absoluto comparable a la cantidad de calcio que aportan los lácteos cuyo alto consumo los convierte en los principales suministradores de calcio en la dieta.
ü De las necesidades nutricionales de cada persona y la medida en que éstas hayan sido cubiertas por otros alimentos de la dieta. Los aceites vegetales tienen un valor nutricional añadido suministrando vitamina E, no sólo por la cantidad que contienen sino también por el hecho de que esta vitamina no es aportada de forma significativa por casi ningún otro alimento.
ü También depende de que el nutriente se sintetice en el organismo y de las características de dicha síntesis. En condiciones óptimas, las vitaminas D y K pueden formarse en el cuerpo en cantidades importantes (más del 50% de las necesidades), disminuyendo la dependencia de la dieta. Sin embargo, la falta de sol (en el caso de la vitamina D) o la antibioterapia prolongada (vitamina K) reducen notablemente la síntesis endógena y convierten al alimento en vehículo imprescindible de estas vitaminas, "aumentando" su valor nutritivo.
ü De los almacenes corporales y de otros muchos factores individuales

2.         PERDIDA DE NUTRIENTES EN OPERACIONES DE PREPARACIÓN Y TRANSFORMACION DE MATERIA PRIMA
Las  operaciones de preparación y transformación de las materias primas tienen por objeto la obtención de alimentos o ingredientes alimentarios con nuevas y mejores características tecnológicas, sensoriales o nutritivas.

2.1.     PELADO Y REDUCCION DE TAMAÑO
a)  Pelado: El pelado es una operación necesaria para eliminar las partes indeseables o no comestibles del producto como paso previo a otras operaciones de la línea de procesado. Estos métodos pueden ser con vapor, con cuchillos, por abrasión, caustico, a la lama.

Este tipo de proceso no supone cambios significativos en el valor nutricional, aunque aumenta la exposición al ambiente algunos nutrientes resultan más susceptibles de ser destruidos por oxidación (vitaminas y ácidos grasos insaturados).

b)  Reducción de Tamaño: La reducción de tamaño de partículas de los productos se realiza mediante la aplicación de fuerza mecánica. Estas fuerzas pueden ser de compresión, impacto o cizalla. En alimentos sólidos se habla de trituración, molienda o corte, mientras que en alimentos líquidos se distingue entre atomización, homogenización y emusificación.

Para alimentos sólidos los cambios significativos en el valor nutricional implica un incremento en los principios inmediatos, energía y digestibilidad, al ser eliminado aquellas partes menos digeribles del alimento. Además ocurre perdida de vitaminas, minerales y fibra dietética. Puede también causar cambios de textura, deterioro de propiedades organolépticas (olor y aroma), liberación enzimas.

Para alimentos sólidos – líquidos pueden perderse sustancias hidrosolubles al no utilizarse los líquidos tales como vitaminas hidrosolubles, minerales y azúcares simples o si el líquido es oleoso vitaminas liposolubles, ácidos grasos esenciales y grasas en general. En caso de no utilizar los sólidos se pierden fibras y también pueden perderse hidratos de carbono y proteínas.

Para alimentos líquidos, se pierden básicamente vitaminas  hidrosolubles y liposolubles y minerales, ácidos grasos esenciales, lípidos e hidratos de carbono simples. Se puede ver afectado el color.


3.         PERDIDA DE NUTRIENTES EN OPERACIONES DE CONSERVACION DE LOS ALIMENTOS
La conservación de alimentos tiene como objetivo impedir o ralentizar los diferentes mecanismos de alteración de los alimentos

3.1.     APLICACIÓN DE TRATAMIENTOS TERMICOS
La aplicación de altas temperaturas es uno de los métodos más ampliamente empleados para la conservación de los alimentos. Puede afectar sus características fisicoquímicas, composicionales y nutricionales.

a)   Escaldado: No es un método de conservación propiamente dicho, sino es una operación previa a otros procesos. Es un tratamiento de corta duración y de temperatura moderada (algunos minutos entre 75 – 95ºC). Se denomina también blanqueo. Se aplica en frutas y hortalizas para inactivar enzimas naturales (evitar el pardeamiento enzimático), reducir carga microbiana, fijación de aroma, color.

Por se un tratamiento suave, el alimento puede verse alterado más por la pérdida de componentes solubles en el vapor de agua (pérdida por lixiviación).

El escaldado permite la inactivación de las enzimas responsables del pardeamiento, que si bien es cierto no implica ningún daño para la salud, si permite la pérdida de polifenoles de evidentes efectos antioxidantes y el rechazo del alimento por su aspecto.

b)   Pasteurización: Es un tratamiento térmico moderado que no suele superar los 100ºC. Los tratamientos de pasteurización inactivan las enzimas, la destrucción de microorganismos.

La pérdida de valor nutricional por pasteurización es poco importante, apenas de pierde vitaminas liposolubles y algunas hidrosolubles como B2, ácido nicotínico, biotina y ácido pantoténico. Las vitaminas B1, B6, B12, C  y ácido fólico, reducen algo su contenido debido al calor.

c)   Esterilización: Es un tratamiento térmico drástico (> 100ºC), donde se pretende la destrucción de todos los microorganismos. La esterilización afecta a los alimentos debido al tiempo de aplicación, más que en cuanto a la temperatura, provocando cambios en olor y sabor debido a la oxidación y descarboxilación de los lípidos con la aparición de aldehídos y cetonas.

El calor puede provocar ruptura de proteínas (porólisis) descarboxilación y desanimación de aminoácidos. Los hidratos de carbono pueden sufrir caramelización (a partir de los 150ºC) degradación o pardeamiento, pueden darse pérdidas de compuesto volátiles del alimento. También se puede ver alterada la estabilidad de ciertos pigmentos. En alimentos ricos en hidratos de carbono se pueden dar reacciones de Maillard y de caramelización que producen oscurecimiento. La desnaturalización proteica afecta la solubilidad, elasticidad y flexibilidad de las proteínas.

El tratamiento térmico puede provocar hidrólisis de hidratos de carbono y lípidos, pero su valor nutritivo no e modifica. El tratamiento mejora la digestibilidad. Las proteínas pueden coagular y en algún momento pueden darse pequeñas perdidas de algunos aminoácidos. Los nutrientes más termosensibles son las vitaminas, las más termolábiles son las vitamina C,la tiamina y el ácido pantoténico. También se pueden ver afectadas las vitaminas A y E.

d)             Otros Métodos: Dentro de estos métodos se consideras los tradicionales de cocción y la extrusión.
La extrusión es un  sistema caracterizado por un tornillo sin fin, encerrado en un túnel en donde el material alimenticio se desplaza con un movimiento rotatorio a temperaturas entre 115 y 190ºC, durante 10 a 90 segundos. Se produce agresión a ácidos grasos poliinaturados, la generación de productos no deseables debidos a la reacción de Maillard, la inactivación de amilasa y  fitasa y la pérdida parcial de vitaminas termolábiles.

La cocción al horno consiste en tratar el alimento a elevadas temperaturas transfiriéndose el valor en parte por radiación y en parte por corrientes de convección. Las pérdidas debido a este proceso implican a las vitaminas hidrosolubles, sobre todo a la tiamina y a aminoácidos básicos como la lisisna, como consecuencia de la reacción de Maillard.

Los hornos de microondas consiguen el calentamiento de alimentos a través de ondas electromagnéticas de alta frecuencia, comprendidas entre 300 y 3,000 MHz con longitudes de ondas entre 1cm y 1m que provocan vibraciones de las moléculas de agua del alimento, produciendo calor. Existe perdida de vitamina C, tan sensible al calor.

La fritura es un proceso culinario, donde se emplea como medio genérico un compuesto graso como el aceite o las grasas. Las repercusiones nutricionales son producto de las reacciones de autooxidación, ciclación y polimerización e hidrólisis debido al grado de insaturación de la grasa de fritura.

3.2.     APLICACIÓN DE FRIO
La conservación por aplicación de bajas temperaturas se basa en la ralentización de todos los mecanismos de alteración.

a)    Refrigeración: Se consideran temperaturas de refrigeración las comprendidas entre -1 y +8ºC. Desde el punto de vista de la calidad del alimento la refrigeración es un método excelente ya que apenas repercute en las características ni en la composición del alimento.

b)    Congelación: Se disminuye la temperatura del alimento por debajo del punto de congelación, la temperatura se establece del orden de -10ºC o hasta -18ºC conocido como ultracongelación. La repercusión sobre la calidad del alimento es mínima.

3.3.     ELIMINACION DE AGUA
El método se basa en la eliminación de agua, que puede ser utilizada para reacciones de alteración y el desarrollo de microorganismos como para las reacciones químicas y bioquímicas.

a)   Evaporación: Es la eliminación de parte del agua  de constitución de un alimento líquido, haciendo que se volatilice mediante la aplicación de calor. El principal efecto es la pérdida de compuestos más volátiles que el agua y cambio de color.

b)   Deshidratación: Es la eliminación de la mayor parte del agua de constitución de un alimento mediante la aplicación de calor. El producto resultante presenta un contenido acuoso < 3% en la mayoría de los casos. Los efectos más significativos se van a producir sobre el contenido en nutrientes termosensibles, especialmente las vitaminas, así como en las propiedades sensoriales de sabor y aroma por pérdidas de compuestos volátiles y también sobre la textura del alimento.

c)   Liofilización: También conocido como criodeshidratación es un procedimiento de secado cuyo principio es la sublimación del hielo de un producto congelado (paso del agua en estado sólido al estado vapor). Los alimentos liofilizados mantienen sus propiedades nutritivas y sensoriales.

d)   Crioconcentración: Es una concentración por aplicación de frío, aplicado exclusivamente para alimentos líquidos. Como no utiliza calor, se obtienen productos de alta calidad nutritiva y sensorial

3.4.     OTROS SISTEMAS
Una de las principales líneas de investigación se basa en reducir e incluso eliminar cuando sea posible, la aplicación de altas temperaturas, sustituyéndolas parcial o totalmente por otras técnicas de conservación.

a)    Radiaciones Ionizantes: Consiste en hacer llegar al alimento radiaciones ionizantes, es decir, radiaciones de alta frecuencia y baja longitud de onda capaces de producir ionización y excitación de las moléculas sobre las que inciden generalmente iones y radicales libres inestables y con gran capacidad de reacción. Se ven afectadas las vitaminas más sensibles como la tiamina, piridoxina, B12, C, D, E y K. La riboflavina y la niacina son más estables.  

b)   Altas Presiones: Es la aplicación de presiones del orden de 100 a 1,000 Mega Pascales, que producen importante reducción de la carga microbiana. Los efectos que se producen por las altas presiones son la gelificación de los almidones y las proteínas, cambios del punto de fusión y fenómenos de cristalización de los lípidos, las vitaminas y minerales no son afectados.

c)   Altos Voltajes: Es la aplicación de altos voltajes a través de campos eléctricos influyen sobre las membranas celulares aumentando la porosidad y afectando al permeabilidad de las membranas. La alteración de la permeabilidad de la membrana afecta a los canales proteicos.




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