Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Química de alimentos Sebastián Jaimes-Duque IA. Escuela Nacional del Deporte Nutrición y dietética Cali – Colombia SJD LÍPIDOS SJD INTRODUCCIÓN Los lípidos son uno de los grandes grupos de compuestos orgánicos de gran importancia en la alimentación humana y animal. Función nutricional Aporte energético 9 Kcal/g Ácidos grasos esenciales Vitaminas liposolubles Características organolépticas Textura Sabor Aplicaciones culinarias SJD Fuentes naturales de lípidos Frutas Aceitunas Aguacate Cereales Avena Cebada Nueces (60-70)% (1-7)% Alrededor de 20% Buena fuente lipídica Carnes, pollo, leche, productos lácteos Huevos, etc. Almendras Maní SJD Legumbre Contenido de lípidos de algunos alimentos Vegetales: Verdes y frescos % de lípidos en el producto Lechuga Común 0,2 Zanahoria 0,1 Papa común 0,1 Plátano pulpa 0,2 Fríjol verde 0,4 Cebolla cabezona 0,1 Yuca 0,1 Maíz Choclo 1,2 Aguacate Hasta 20 Aceituna 19 Granos secos % de lípidos en el producto Soya 16 Maní 50 Garbanzo 6 Avena 7 Fuente: Madriñan, 1988 Fuente: Madriñan, 1988 SJD Contenido de lípidos de algunos alimentos Origen animal % de lípidos en el producto Leche de vaca, entera cruda 3,3 Cuajada 18,9 Carne de res semi-gorda 14-20 Carde de res gorda 20-30 Carne de cerdo semi-gorda 20 Carne de pollo 10 Bagre 11,4 Sardinas 27 Huevo “sin cáscara” 11,5 Hígado de res 1,5 Fuente: Madriñan, 1988 SJD Definición y clasificación Conjunto de sustancias con propiedades físicas y químicas comunes, fundamentalmente tienen la propiedad de ser solubles en solventes orgánicos (éter, benceno, etanol, acetona, cloformo, etc.) pero insolubles en agua. Lípidos compuestos Lípidos derivados Lípidos sencillos (o neutros) Esteres de ácidos grasos con alcoholes Grasa neutra o acilgliceroles: Esteres de ácidos grasos con glicerol Ceras: Esteres de ácidos grasos con Otros alcoholes diferentes del glicerol Esteres de ácidos grasos con alcoholes + funciones químicas Fosfoacilgliceroles (fosfolípidos) Glucolípidos Otros: esfingolípidos, sulfolípidos Ácidos grasos, esteroles vitaminas, hidrocarburos, pigmentos, etc. C la si fi ca ci ó n SJD Acilgliceroles También llamados grasas neutras, grasa verdadera o glicéridos, son los componentes mayoritarios (97 a 98%) de los lípidos de origen vegetal y animal. Químicamente son ésteres de Glicerol con los denominados Ácidos grasos. Se puede esterificar con ácidos orgánicos (ácidos grasos) Formándose los acilgliceroles La esterificación puede ser en un solo grupo hidroxilo del glicerol, dos o los tres. SJD Monoglicéridos El monoglicérido tiene una porción hidrosoluble o hidrofílica correspondiente a los grupos hidroxilo, y una porción hidrofóbica correspondiente al éster no polar (pueden funcionar como agentes emulsificantes). Porción liposoluble Porción hidrosoluble SJD Diglicéridos Si son dos ácidos grasos los que se esterifican con el glicerol, se tienen los diglicéridos o diacilgliceroles. R1 y R2 son radicales de ácidos grasos alifáticos que pueden ser iguales o no. SJD Triglicérido Cuando los tres grupos hidroxilo del glicerol se esterifican con ácidos grasos, el acilglicerol resultante es un triglicérido o un triacilglicérido. Los radicales R1, R2 y R3 son ácidos grasos alifáticos que pueden ser iguales (triglicéridos simples), si por lo menos dos radicales son diferentes, el éster es un triglicérido mixto. SJD Grasas y aceites Se constituyen fundamentalmente por mezclas complejas de triglicéridos simples y mixtos (en mayor cantidad). Pueden existir varias combinaciones de los ácidos grasos en la formación de los triglicéridos mixtos (dependiendo de la concentración). Teoría de las permutaciones, el número de tipos de triglicéridos que se forman se puede calcular con la siguiente fórmula. 𝑁 = 𝑛3+3𝑛2+2𝑛 6 n=número de ácidos grasos N= Tipos de triglicéridos SJD Grasas y aceites Por lo general, los aceites y grasas tienen de 5 a 6 ácidos grasos diferentes. Y de 10 a 20 tipos distintos de triglicéridos. Las propiedades físicas de los triglicéridos, determinan las características físicas de los aceites y grasas (punto de fusión, solidificación). De la misma manera las propiedades de los triglicéridos están determinadas por las de los ácidos grasos constituyentes. SJD Ácidos grasos Ciertos ácidos grasos, figuran siempre en la composición de grasas y aceites: los de 18 átomos de carbono, C18: oleico, linoleico, linolénico y los de 16 átomos de carbono, C16: palmítico y palmitoleico. Se clasifican en: Ácidos grasos saturados Ácidos grasos insaturados SJD Ácidos grasos saturados (AGS) Fórmula general 𝐶𝐻3 𝐶𝐻2 𝑛𝐶𝑂𝑂𝐻 n= 2 a 30 o más (ceras). En las grasas lácteas los más frecuentes son de 4 a 10 carbonos. Sin embargo, en todo tipo de grasa están entre 12 y 24. El punto de fusión y ebullición de los AGS aumenta a medida que crece la longitud de la cadena. Al no tener dobles enlaces en sus moléculas son difíciles de oxidar. SJD Ácidos grasos saturados (AGS) Ácidos grasos Número de carbonos Porcentaje (%) Laúrico C12 (45-50)% en el aceite de coco (45-50)% en el aceite de palma Mirístico C14 (15-18)% en el aceite de coco y palma Palmítico C16 (22-28)% en el algodón (35-40)% en palma Esteárico C18 30% depósitos grasos de los rumiantes 35% en manteca de cacao Fuente: Madriñan, 1988 SJD Ácidos grasos no saturados (AGNS) Difieren entre sí por el número de átomos y por las características del doble enlace. Los ácidos grasos insaturados son líquidos a temperatura ambiente, al igual que los triglicéridos que contienen grandes cantidades de estos. A diferencia de los AGS de más de 12 átomos de carbono que son sólidos a temperatura ambiente. El número de dobles enlaces varía de (1 a 6), normalmente el sistema poliinsaturado es no conjugado, es decir, los dobles enlaces están separados entre sí por un grupo metilo. (-CH2). SJD Ácidos grasos no saturados (AGNS) El doble enlace en la cadena origina isomería geométrica, la mayoría de los AGNS se encuentran como isómeros CIS- y frecuentemente la saturación se ubica en la posición 9 (carbono 9). SJD Ácido oleíco Ácido graso de 18 átomos de carbono, el doble enlace en la posición 9. 18:1:Δ9 Se encuentra en la mayoría de las grasas, componente mayoritario en el aceite de oliva (75%), manteca de cacao (40%) y grasas de origen bovino y ovino (35-40)%. Mediante procesos de hidrogenación se transforma en TRANS. SJD Ácidos linoleico y linolénico (omega 6 y 3) Poliinsaturados de 18 átomos de carbono cada uno con, dos y tres enlaces dobles respectivamente. Muchas grasas y aceites tienen altas concentraciones de ácido linoleico, principal ácido graso responsable de procesos de oxidación (rancidez), es el ácido predominante en los aceites de algodón (45-50)%, girasol (30-70)% y maíz (40-60)%. Ácido linolénico, se encuentra en aceites de linaza y soya abundantemente. SJD Ácidos grasos mas frecuentes en alimentos Número de átomos de carbono Nombre común Fórmula reducida 4 Butírico 4:0 6 Caproico 6:0 8 Caprílico 8:0 10 Cáprico 10:0 12 Láurico 12:0 16 Palmítico 16:0 18 Estéarico 18:0 Fuente: Madriñan, 1988 SJD Ácidos grasos mas frecuentes en alimentos Número de átomos de carbono Nombre común Fórmula reducida 16 Palmitoleico 16:1:Δ9 18 Oleico 18:1:Δ9 18 Linoleico 18:2:Δ9,12 18 Linolénico 18:3:Δ9,12,15 20 Araquidónico 20:4:Δ5,8,11,14 Fuente: Madriñan, 1988 SJD ¿Aceite o grasa? El término aceite se refiere a aquellos lípidos que son líquidos a temperatura ambiente, esto se debe a que en ellos predominan los ácidos grasos insaturados. La mayoría de los lípidos de origen vegetal son aceites (aceite de soya, de girasol, de maíz), pero también hay grasas vegetales como la manteca de cacao. Los lípidos de origen animal, la mayoría son grasas, ya que a temperatura ambiente son sólidos (predominan los ácidos grasos saturados), como la manteca de cerdo, grasa bovina(sebo), pero también existen líquidos como el aceite de tiburón, de bacalao. SJD Ceras Son ésteres de alcoholes alifáticos de cadenas largas con ácidos grasos también con cadenas hidrocarbonadas largas. Son totalmente insolubles en agua. Son indeseadas en aceites comestibles comerciales como el de soya, ya que causan turbidez en el producto sobre todo al enfriarse. SJD Lípidos compuestos Fosfolípidos o fosfátidos Son lípidos complejos, ésteres del ácido fosfórico. Hay dos tipos de fosfátidos, uno en el que el ácido fosfórico está esterificado con la glicerina y otro en el que está esterificado con otro tipo de acoholes. Los que contienen glicerol se denominan fosfoacilgliceroles, mientras que los esfingomielinas contienen alcoholes aminados denominados esfingosinas. R1 y R2 son los radicales de ácido graso Pueden ser tanto saturados como insaturados SJDFosfatidiletanolamina fosfatidilcolina Fosfatidilserina Lípidos derivados Compuestos heterogéneos cuya única semejanza es la propiedad de ser insolubles en agua. Constituyen la fracción insaponificable (no sufren hidrólisis alcalina). Son: Esteroides Pigmentos liposolubles Lipovitaminas hidrocarburos. SJD Esteroides Se encuentran en todos los organismos, asociados con diversas funciones: Algunos son hormonas sexuales, otros son agentes emulsificantes. Todos los esteroides tienen una estructura química básica denominada la ciclopentanoperhidrofenantreno. Los diversos esteroides se diferencian entre sí por variaciones estructurales del núcleo ciclopentanoperhidrofenantreno, como la insaturación, sustituyentes, etc. En alimentos, el grupo más importante de esteroides es el de los ESTEROLES, caracterizados por la presencia de una cadena lateral de 8 a 10 carbonos en la posición del carbono 17 y de un grupo hidroxilo en la posición 3. SJD Esteroles El miembro más importante de esta familia, en grasas y aceites animales es el colesterol y en los vegetales es el estigmasterol. La sangre contiene colesterol, como cualquier otro alcohol, el colesterol se puede esterificar con los ácidos grasos (si lo hace con un ácido graso insaturado, el éster se disuelve bien en sangre, pero no es así si la esterificación es con un ácido graso saturado que tiene punto de fusión más alto y junto con el colesterol puede sedimentarse en las paredes de los vasos sanguíneos “arterioesclerosis”). De allí la conveniencia de consumir preferiblemente en nuestra dieta, aceites de origen vegetal, los cuales no contienen colesterol y contienen menos ácidos grasos saturados, que los aceites y grasas de origen animal. SJD Colesterol y estigmasterol SJD Otros Las vitaminas presentes en los aceites y grasas son la A, D, E y K, denominadas vitaminas liposolubles. La vitamina E, presente en los aceites vegetales en cantidades desde 0,001% hasta 0,5%. Esta es un buen antioxidante (conservación de aceites y grasas). Pigmentos liposolubles, le dan coloración a los aceites y grasas desde el verde hasta rojos. SJD Propiedades físicas de aceites y grasas Sirven para identificarlos, establecer tratamientos, conveniencia (freir, pastelería, cocción, ensaladas). Son: Punto de fusión Gravedad específica Índice de refracción Punto de humo Viscosidad SJD Punto de fusión Que la grasa sea sólida o líquida a una temperatura dada depende de: El grado de saturación La longitud de las cadenas de sus ácidos grasos La configuración en los ácidos grasos insaturados La posición de los dobles enlaces Los ácidos grasos de cadena corta son más blandos (menor punto de fusión) que los de cadena larga (mayor punto de fusión). A mayor insaturación también disminuye el punto de fusión. Configuración TRANS presenta mayor punto de fusión que la configuración CIS. SJD Rangos de fusión de algunas grasas Grasa Punto de fusión (°C) Mantequilla 28-36 Manteca de cacao 28-36 Aceite de cacao 23-28 Manteca de cerdo 33-46 Aceite de palma 27-50 Sebo de res 40-48 Fuente: Madriñan, 1988 SJD OJO Investigar Que es el polimorfismo en grasas y aceites SJD Gravedad específica Se determina mediante picnometría. Se debe controlar la temperatura. SJD Índice de refracción Grado de refracción o desviación de un rayo de luz al atravesar un medio traslucido, se mide en los aceites y grasas por la rapidez y exactitud de su lectura y porque representa un valor característico de cada producto. El índice de refracción aumenta con la insaturación. La temperatura del aceite y la longitud de onda de la luz tienen influencia en el índice de refracción. En aceites se mide a (20°C o 25°C) En grasas de alto punto de fusión se mide a (40°C o 65°C) SJD Índice de refracción de aceites y grasas Aceites y grasas Índice de refracción Aceite de maíz 1470-1474 Aceite de algodón 1463-1470 Aceite de soya 1474-1476 Aceite de girasol 1472-1474 Sebo de res 1454-1458 a 40°C Manteca de cacao 1453-1458 Manteca de cerdo 1459-1461 Aceite de palma 1453-1456 Fuente: Madriñan, 1988 SJD Punto de humo Indica la estabilidad al calor de aceites y grasas en contacto con el aire. Cuando los lípidos llegan a una temperatura dada (alrededor de 200°C), se empiezan a descomponer y se produce humo, el glicerol se convierte en acroleína (olor a aceite sobrecalentado) y empiezan a liberarse ácidos grasos. Fritura Evitar la adherencia al sartén o cacerola. Los aceites No deben contener ácidos grasos libres, ni mono o diglicéridos Ya que el glicerol puede transformarse en acroleína por calentamiento. Los que los contienen Se usan como emulsificantes. Temperatura óptima De fritura (177°C a 196°C) Produciendo humo SJD Punto de humo El punto de humo disminuye cuando los lípidos son de bajo peso molecular. Aceite Punto de humo °C Maíz crudo 178 Maíz refinado 227 Oliva crudo 199 Soya crudo 181 Soya refinado 256 Fuente: Madriñan, 1988 SJD Evaluación de consistencia Penetrómetros Extrusadores TPA Se evalúa por medio de Resistencia a la masticación Aptitud para el untado Palatabilidad (hacen grato al paladar) Untuosidad (adherencia a cuerpos sólidos) Otros métodos se basan en relaciones Proporción de triglicéridos en estado sólido y líquido Índice de dureza = % de sólidos/% de líquidos Esta relación se determina por distintas técnicas. dilatometría, título y prueba de frío (Investigarlas).SJD Ojo investigar Pruebas químicas, número de Reicher t-Meissl, Número de Polenske, Valor de Kireschner, número de saponificación o de Kottstofer, Índice o número de Iodo. (ADULTERACIONES) SJD Oxidación de grasas y aceites Cuando las grasas y aceites se almacenan, sufren cambios muy marcados, que afectan su calidad organoléptica y nutricional. Oxidación Alteraciones más frecuentes Por reacciones químicas o bioquímicas (enzimas o microorganismos) La oxidación química es la más frecuente Ocurre tanto en grasas y aceites puros como en los lípidos que constituyen los productos alimenticios. SJD Oxidación de grasas y aceites La oxidación está relacionada con la composición de los lípidos. Los sustratos de esta reacción son principalmente los ácidos grasos no saturados. Cuando están libres, se oxidan más rápidamente La oxidación será mayor a mayor grado de insaturación Provoca olores y sabores desagradables (rancidez) SJD Oxidación de grasas y aceites La iniciación de la oxidación se da cuando se origina un radical por: Exposición de luz (rayos UV) Altas temperaturas Trazas de metales A partir de un ácido graso insaturado Mecanismo por radicales libres en 3 etapas: • Iniciación: H al doble enlace Formación de radicales libres • Propagación: Formación de hidroperóxidos, descomposición y formación de nuevos radicales libres • Terminación: Agotamiento de radicales libres. SJD Mecanismo SJD Autooxidación SJD OJO Investigar Lipólisis SJD Factores que influyen en la oxidación de lípidos Fuente: Badui, 2006 SJD Antioxidantes Para la producción y para el almacenamiento y consumode grasas, se trata de evitar la oxidación de las grasas. La velocidad de la reacción de oxidación aumenta con el efecto de la temperatura, la luz, las trazas metálicas, la presencia de dobles enlaces en las grasas, etc. (sin estas condiciones la autooxidación se realiza más lentamente). SJD Características de los antioxidantes No provocar efectos orgánicos negativos No contribuir a la aparición de gusto, olor o color extraños Ser efectivo a bajas concentraciones Ser liposolubles Ser fácil de obtener Económico SJD Mecanismo La acción de los antioxidantes, radica en interrumpir los mecanismos que originan radicales libres. El radical A que se forma es estable y no reacciona con los lípidos. SJD Aspectos nutricionales Durante los últimos años se ha sugerido reducir drásticamente el consumo de lípidos en nuestra dieta, sin embargo, existe cierta incongruencia cuando se enumeran todos los efectos que tienen los lípidos en la nutrición. Esta claro que por ser una gran fuente de energía, su consumo excesivo provoca obesidad si no hay suficiente actividad física. SJD Aspectos nutricionales Una alta ingesta de ácidos grasos Saturados (láurico, mirístico y palmítico) Aumento del colesterol sanguíneo Mediante la síntesis de lipoproteínas de baja densidad (colesterol- LDL) llamado colesterol “malo”. Mientras los ácidos grasos Insatrados (los ω, como oleico, linoleico, linolénico, etc.) Promueven la producción de lipoproteínas de alta densidad (colesterol-HDL) llamado colesterol “bueno”. SJD Aspectos nutricionales Para evitar sufrir riesgos de enfermedad cardiovascular se sugiere 200 mg/dL de colesterol sanguíneo total 140 mg/dL debe provenir de LDL 60 mg/dL debe provenir de HDL SJD Aspectos nutricionales La función del colesterol-HDL, consiste en transportar el colesterol sanguíneo al hígado, en donde se transforma. Mientras que la función del colesterol-LDL actúa como vehículo para llevarlo a la sangre. Si bien, el colesterol de la dieta influye en el colesterol sanguíneo, tiene menor importancia que los ácidos grasos saturados; la ingesta de 100 mg de colesterol de los alimentos no incrementa en 100 mg el colesterol en sangre. La ingesta de ácidos grasos saturados, también está asociado con riesgos de cáncer de colón, próstata y mama. SJD Aspectos nutricionales Debido al dilema Beneficio-Daño Hay lineamientos que se han establecido como “dietas balanceadas”: Se recomienda que el consumo de grasas represente hasta 30% de las calorías totales, de las cuales el 10% provenga de grasas saturadas (de preferencias menos de 10%), 10% de las monoinsaturadas y 10% de las poliinsaturadas (reto para la industria alimentaria). En la dieta de una persona aproximadamente el (30% de los lípidos son los visibles y el 70% invisibles “añadidas a formulaciones”) SJD Aspectos nutricionales Grasas TRANS Aún existe mucha controversia sobre los efectos biológicos que los ácidos grasos trans causan en el organismo. Se sabe que se absorben, metabolizan e incorporan a los tejidos de igual forma que los cis. Actúan como un ácido graso saturado, por lo cual se ha relacionado con el aumento del colesterol sanguíneo, la síntesis inadecuada de lipoproteínas, muchas enfermedades cardiovasculares y hasta el cáncer. Sin embargo, no hay información generalizada y fundamentada sobre su función en influencia en el organismo, por lo que se debe seguir investigando hasta aclarar discrepancias. SJD Bibliografía Damodaran S, Parkin K, Fennema O. Química de alimentos de Fennema (4a. ed.). Grupo A - Artmed; 2000. Badui S. Química de los alimentos. Pearson Educación de México S.A. de C.V.; 2011. Madriñan C, d G. Química de alimentos. Universidad del valle.; 1988 SJD
Compartir